Определение плотности нефти и нефтепродуктов

 

Абсолютной плотностью вещества называется масса вещества в единице объема. Единица измерения плотности в системе СИ – кг/ м³.

Относительной плотностью нефти при температуре t называется отношение ее абсолютной плотности при температуре t к плотности дистиллированной воды при + 4⁰С ()

В РФ плотность нефти определяют при температуре +15 ⁰С и относят к плотности воды при температуре +4 ⁰С.

Зависимость плотности от температуры отражается формулой Д.И.Менделеева Результат пересчета получается точным в интервале от 0 ⁰С до + 50 ⁰С.

= - α (20 - t)

где:

- относительная плотность нефти или нефтепродукта при температуре испытания;

α - средняя температурная поправка плотности при изменении температуры на 1⁰С;

t - температура, при которой проводится опыт, ⁰С.

 

Для определения плотности существует несколько стандартных методов (ГОСТ 3900-85):

1. ареометрический;

2. пикнометрический;

3. гидростатический;

4. взвешенных капель

5. взвешивание на весах Вестфаля-Мора.

 

Пикнометрический способ определения плотности

Преимущества метода:

· наиболее точный,

· использование минимального количества нефтепродукта (1-20 мл),

· возможность определения плотности от самых легких (бензиновых фракций) до самых тяжелых (битумы) нефтепродуктов.

Недостаток метода:

· сравнительно большая длительность определения.

Пикнометрический метод определения плотности основан на измерении массы определенного объема нефтепродукта, которую относят к массе воды, взятой в том же объеме и при той же температуре. Точность его может быть доведена до 0,00001.

 

Рис.1.

Пикнометр с меткой (может быть емкостью 1,2,3 мл и более)

1- притертая пробка (для избежания потерь от испарения),

2- метка, указывающая точный объем пикнометра.

 

 

Порядок определения:

1. Определяют «водное число» пикнометра («водное число» - это масса воды в объеме данного пикнометра при температуре 20⁰С) по формуле m=m₂-m_1,

где m₁-масса пустого пикнометра, г;

m₂ – масса пикнометра с водой, г.

2. Сухой, чистый пикнометр заполняют исследуемым нефтепродуктом (с некоторым избытком) и выдерживают в термостате с водой при температуре 20⁰С до тех пор, пока мениск не перестанет изменяться.

3. Доводят уровень нефтепродукта в пикнометре до метки по верхнему мениску (рис. 1).

4. Тщательно протертый пикнометр взвешивают на аналитических весах.

5. Вычисляют «видимую» плотность по формуле ,

где m₃ –масса пикнометра с нефтепродуктом, г.

6. Пересчитывают «видимую» плотность, определенную пикнометром на по формуле

где 0,99823 - значение плотности воды при 20⁰С,

0,0012 - значение плотности воздуха при 20⁰С и давлении 760 мм.рт.ст.,

t - температура нефтепродукта при определении плотности.

 

 

Ареометрический способ определения плотности

Определение плотности ареометром основано на законе Архимеда. Это быстрый и наименее трудоемкий способ.

По своему устройству ареометры (нефтеденсиметры) для определения плотности нефтепродуктов и нефти могут быть двух видов: с постоянным весом и с постоянным объемом.

Ареометр с постоянным весом (рис. 2) представ­ляет собой цилиндрический сосуд, внизу которого помещен балласт - дробь.

Современные ареометры снабжены термометрами, если используется ареометр без температурной шкалы, то температура нефтепродукта измеряется дополнительно термометром.

Ареометры подбирают таким образом, чтобы при погружении в анализируемые нефтепродукты они не тонули и не всплывали бы выше той части, где нанесена шкала плотности.

Перед лабораторным анализом нефтепродукт выдерживают при заданной температуре не менее 15-20 минут.

Ареометр осто­рожно опускают в стеклянный цилиндр с залитым в него нефтепродуктом, держа его за верх­ний конец. После того, как прекратятся колебания ареометра, проводят отсчет значения плотности по верхнему краю мениска (рис. 2).

 

 

Рис.2.

1 – ареометр,

2 – шкала для определения плотности,

3 – верхний край мениска жидкости,

4 – шкала для определения температуры,

5 – стеклянный цилиндр.

 

Порядок выполнения лабораторной работы:

1. Определите ареометрическим способом и анализируемых жидкостей (нефть, керосин, дизельное топливо, бензин).

2. Рассчитайте по формуле Д.И.Менделеева (приложения 3, 5) по определенной .

3. Определите по «Номограмме Г.В. Виноградова для приведения плотности испытуемого нефтепродукта к нормальной температуре» (приложение 7) по экспериментальному значению .

4. Рассчитайте по формуле Крэга (приложения 2, 5) молекулярную массу анализируемых нефтепродуктов.

5. В координатах «температура» – «относительная плотность» постройте графики зависимости плотности от температуры.

6. Результаты внесите в таблицу

 

	экспериментальное	()^* по формуле Менделеева
экспериментальное	по формуле Менделеева	по номограмме Виноградова
Образец 1
Образец 2

*- определяется только для нефти