ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА НЕФТЕЙ. Нефти – маслянистые жидкости от желтоватого до темно-коричневого цвета, практически нерастворимые в воде. ГОСТ Р 51858-2002. - презентация

1 ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА НЕФТЕЙ

2 Нефти – маслянистые жидкости от желтоватого до темно-коричневого цвета, практически нерастворимые в воде. ГОСТ Р сырая нефть: Жидкая природная ископаемая смесь углеводородов широкого физико-химического состава, которая содержит растворенный газ, воду, минеральные соли, механические примеси и служит основным сырьем для производства жидких энергоносителей (бензина, керосина, дизельного топлива, мазута), смазочных масел, битумов и кокса. товарная нефть (нефть): Нефть, подготовленная к поставке потребителю в соответствии с требованиями действующих нормативных и технических документов, принятых в установленном порядке.

3 Нефть и нефтепродукты способны флюоресцировать; и люминесцировать; плохо проводят электрический ток, являясь диэлектриками.

4 Физико-химические свойства нефти описываются рядом показателей 1. Плотность ГОСТ показатель характеризующий массу единицы объема. Имеет размерность г/см 3, кг/м 3. относительная плотность – это отношение плотности нефти при 20 о С к плотности воды при 4 о С где: m 0, m 1, m – масса пустого пикнометра, в нефтью и с водой соответственно при температуре 20 о С; 0,99823 –температурная поправка плотности воды от 4 о до 20 о С.

5 За рубежом относительная плотность находят при температуре 15,5 о С (60 о F) и относят к плотности воды при этой же температуре : API (плотность, выраженная в единицах Американского института нефти) Относительная плотность Плотность API Тяжелая нефть 0,9518 o Легкая нефть 0,8436 о Бензин 0,7460 о Нефтяной битум 0,9911 о

6 Плотность увеличивается в ряду: алканы<нафтены<арены

7 2. Молекулярная масса нефтей и нефтепродуктов дает среднее значение молекулярной массы веществ, входящих в состав фракции нефти. -определяется криоскопическим или эбуллиоскопическим методом. -для определения молекулярной массы нефтепродуктов используется формула Воинова: М ср = a + bt ср + ct 2 ср где a,b,c – постоянные, различные для каждого класса углеводородов; t ср - средняя температура кипения нефтепродуктов, определяемая по соответствующим таблицам и номограммам.

8 3. Вязкость ГОСТ для нефтей обычно определяют кинематическую (или динамическую) вязкость при температурах 20 о и 50 о С Динамическая вязкость η (МПа·с) – отношение действующего касательного напряжения к градиенту скорости при заданной температуре. формула Пуазейля: η = πPr 4 τ/8VL где Р- давление, при котором происходит истечение жидкости; V- объем жидкости, протекающей через капилляр; τ – время истечения жидкости в объеме; L - длина капилляра; r – радиус капилляра.

9 Кинематическая вязкость ν (мм 2 /с) – это отношение динамической вязкости жидкости к плотности при той же температуре: ν=η/ρ Измерение проводится с помощью стеклянных вискозиметров Сущность метода – измерение времени истечения определенного объема жидкости под влиянием силы тяжести : ν=С·τ где С- постоянная вискозиметра мм 2 /с 2 ; τ – время истечения, с.

10 Условная вязкость (ВУ)(ГОСТ ) применяется для анализа темных нефтепродуктов (мазут) -представляет собой отношение времени истечения нефтепродукта при заданной температуре через трубку с диаметром 5 мм под влиянием силы тяжести ко времени истечения дистиллированной воды при 20 о С. Аппарат ВУ-М для определения условной вязкости

11 Вязкость увеличивается в ряду: алканы<арены<нафтены

12 4. Температура вспышки (ГОСТ ) -минимальная температура, при которой пары нефти или нефтепродукта образуют с воздухом смесь, способную к кратковременному образованию пламени при внесении в нее внешнего источника воспламенения. -зависит от фракционного состава нефти или нефтепродукта 5. Температура застывания (ГОСТ ) -температура, при которой нефть или нефтепродукт в стандартных условиях теряют подвижность. -зависит от их химического состава, прежде всего от содержания парафиновых углеводородов.

13 6. Содержание воды (ГОСТ ) Сущность метода : нагревании пробы нефти с нерастворимым в воде растворителей (бензол или толуол) и измерении количества воды, сконденсировавшейся в ловушке Дина-Старка. -массовая доля воды должна составлять не более чем 0,5%–1% в зависимости от степени подготовки нефтей.

14 7. Содержание хлористых солей (ГОСТ ) - определение основано на извлечении хлористых солей из нефти водой с последующим индикаторным или потенциометрическим титрованием водной вытяжки. По ГОСТ концентрация хлористых солей должна составлять 100,300 или 900 мг/дм 3, в зависимости от степени подготовки нефтей.

15 8. Определение содержания общей серы (ГОСТ ) -ламповый метод – сожжение навески нефтепродукта с улавливанием образовавшихся оксидов серы в адсорбере, содержащем раствор соды с последующим титрованием полученного раствора кислотой. где V 1 и V 0 – объемы раствора кислоты пошедшие на титрование в рабочем и холостом опытах, мл; р – навеска продукта, г

16 Х-lab рентгено- флюоресцентный метод (ASTM D )

17 9. Фракционный состав нефтей (ГОСТ ) -определяют путем перегонки, т.е. разделением на фракции по температурам кипения. При исследовании химического состава новых нефтей: отбирают десятиградусные фракции (от н.к. до 300 о С), пятидесятиградусные фракции (для фракций о С) -отмечают температуру начала кипения и температуры при которых отгоняется 10, 50, 95 и 97,5 объем н.%, а также определяют объем ную долю остатка и потери.

18 В условиях промышленной переработки нефть разделяют на фракции: Температура кипения Фракции менее 32 о С (90 о F)углеводородные газы о С ( о F)бензин (газолин) о С ( о F)нафта (тяжелый бензин, бензино лигроиновая фракция, лигроин) о С ( о F)керосин о С ( о F)газойль выше 350 о С (660 о F)мазут

19 10. Содержание парафина (ГОСТ ) Метод заключается в предварительном удалении асфальто-смолистых веществ из нефти методами экстракции и адсорбции и последующим выделением парафина смесью ацетона и толуола при температуре минус 20 о С

20 11. Элементный состав нефтей углерод (83-87%) водород (12-14%) гетероатомсодержащие соединения: - сера (от сотых долей до 8%), - азот (от тысячных долей процента до 1,5%); - кислород (от десятых долей до 3,6%); - в незначительных количествах в нефти присутствуют многие элементы, например, Fe, Ca, K, Mg, Ni, Mn, V, Ti и др. (всего более 50).

21 Химико-технологическая схема исследования нефти Сырая нефть Обезвоживание и обессоливание о -ные фракции нефти Остаток выше 450 о С Газовая хроматография Деасфальтизация Масла и смолы Жидкостная хроматография Компонентный состав нефть Определение характеристик нефти ρ 4 20, ν 20, ν 50, t заст., %параф., %S, N, смол, асфальтенов Перегонка нефти на приборе АРН до о С Бензиновая фр. н.к.-180 о С Фракции о С Физические методы исследования: хроматография, ИК, УФ-спектроскопия масс-спектрометрия Индивидуальный состав Структурно-групповой, компонентный состав Асфальтены

22 Классификация нефтей химическая основу химической классификации положен химический состав нефтей, т.е. преимущественное содержание в нефти какого-либо одного или нескольких классов углеводородов (более 50%. ) Удачная классификация может оказать помощь в решении вопросов генезиса нефтей, поиске и разведке нефтяных месторождений, в выборе путей переработки нефтей. По химической классификации нефти подразделяются на Парафиновые (нефти полуострова Мангышлак ); Нафтеновые (бакинские нефти ); Парафино-нафтеновые (нефти Волго-Уральского региона); Парафино-нафтено-ароматические (Майкопская нефть)

23 учитывает физико-химические показатели нефти технологическая Классификация по плотности согласно ГОСТ Р особо легкие до 0,83 г/см 3 легкие 0,83-0,85 г/см 3 средние 0,85-0,87 г/см 3 тяжелые 0,87-0,895 г/см 3 битумозныевыше 0,895 г/см 3

24 Классификация по содержанию серы, согласно ГОСТ малосернистыедо 0,6% сернистые от 0,61 до 1,8%, высокосернистые от 1,81 до 3,5% особо высокосернистыесвыше 3,5%

25 Классификация по содержанию смолисто-асфальтеновых веществ малосмолистые нефти до 10%, смолистыеот 10 до 20% высокосмолистыеот 20 до 35% Классификация по содержанию твердых парафинов малопарафинистые нефти до 5% парафина парафинистыеот 5 до 10% высокопарафинистыеболее 10%