Молярная масса нефтепродуктов и газов: понятие, расчет, применение

МОЛЯРНАЯ МАССА

Средняя молярная масса для нефтей и нефтепродуктов рассчитывают по эмпирическим формулам. Чаще всего для определения молярной массы нефтяной фрак­ции используют формулу Воинова:

М = а+b*tср. м. +с*t ²ср. м.

Где а, в, с - коэффициенты, зависящие от природы фракций;

tср. м-средняя молярная температура кипения фракции,

tср. =(tнк+tкк)/2

Для нефтей и нефтепродуктов неизвестного состава определение молярной массы производится по упрощенной формуле Воинова:

М = 60+0,3tср+0,001 tср^2

Зная относительную плотность нефтяной фракции, ее молярную массу можно определить по формуле Крэга: (связь р и М)

М =44,29* р^15 /1.03-р1515

 

 

Средняя молярная масса нефти находится примерно в пределах 210-250[кг/к*моль]. Чем выше температура кипения нефтяных фракций, тем выше их молекулярная масса, также она зависит от химического состава фракции.

Молярная масса используется при расчете плотностей газов, молярных объемов жидких нефтепродуктов и их паров, при расчете размеров различных аппаратов и т.д.

В лабораторной практике молекулярный вес определяют криоскопическим методом, основанном на снижении температуры застывания растворителя от прибавления к нему нефтепродукта. Редко используется эбуллиоскопический метод – основан на изменении температуры кипения растворителя при прибавлении нефтепродукта.

 

18.Давление насыщенных паров нефтей и нефтепродуктов: понятие, расчет, определение и применение. Графики и номограммы для определения давления насыщенных паров углеводородов и нефтепродуктов.

ДАВЛЕНИЕ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ

Пар, находящийся в равновесии с жидкостью, является насыщен­ным. В состоянии насыщения пары обладают наибольшим давлени­ем, возможным при данной температуре. Д.Н.П.- это давление, которое оказывает пары на стенки сосуда.

Давление насыщенных паров - важная характеристика нефтей и нефтепродуктов. По величине давления насыщенных паров судят о количестве в них растворенных газов и низкокипящих фракций и их склонности к испарению.

Знание давления насыщенных паров позволяет обеспечить безо­пасность транспорта нефти и нефтепродуктов и снизить их потери при хранении. Давление насыщенных паров обеспечивает поведение, например, бензина в двигателе.

Для определения давления насыщенных паров существуют ана­литические и графические методы. Наиболее распространенными яв­ляются график Кокса и сетка Максвелла. Они позволяют находить давление насыщенных паров фракций и углеводородов при заданной температуре, если известно давление насыщенных паров при какой-либо другой температуре.

График Кокса позволяет быстро и с достаточной для технических расчетов точностью определить давление насыщенных паров нефтепродуктов (углеводородов) при заданной температуре или по давлению насыщенных паров определить температуру кипе­ния нефтепродукта (углеводорода). Для того чтобы воспользоваться графиком Кокса, предварительно необходимо определить молярную массу искомого продукта по его средней температуре кипения и сравнить с наиболее близким по молярной массе углеводородом.

Давление насыщенных паров углеводородов также может быть рассчитано по уравнению Антуана:

 

Ai, Bi, Сi -константы Антуана i-го компонента.

 

Определение давления насыщенных паров моторных топлив проводится в герметичной стандартной металлической бомбе Рейда путем замера давления по манометру при 38 0С. Прибор для определения давления насыщенных паров состоит из металлической бомбы, манометра и водяной бани (рис. 2.3). Металлическая бомба имеет топливную и воздушную камеры, которые соединяются между собой. Отношение объема воздушной камеры к объему топливной находится в пределах 3,8: 4,2. На верху воздушной камеры находится манометр. Водяная баня снабжена нагревательным приспособлением с терморегулятором для поддержания постоянной температуры 38±0,3 0С.

 

Рис. 2.3 Схема прибора для определения давления насыщенных паров нефтепродуктов:

1 – нижняя (топливная) камера; 2 – верхняя (воздушная) камера; 3 - манометр; 4- термометр;

5 – баня водяная; 6 – термостат.

19. Температура вспышки, воспламенения, самовоспламенения и пределы взрываемости газов и нефтепродуктов: понятие, методы определения в лаборатории, применение.

t вспышки - минимальная t, при которой пары нефтепродукта, нагреваемого в стандартных условиях, вспыхивают при поднесении открытого пламени. Прибор для опред. t вспышки – тигель(открытый и закрытый). Температура вспышки, определенная в закрытом тигле, всегда значительно ниже температуры вспышки того же нефтепродукта, определенной в открытом тигле. Это объясняется тем, что требуемое для вспышки количество нефтяных паров над испаряющейся в закрытом тигле жидкостью накапливается при более низкой температуре, чем в тигле открытого типа.

t вспышки относится к экологическим показателям качества;

t вспышки нормируется для нефтепродуктов, начиная с реактивного топлива (дизтопливо, масла)

Температура вспышки нефтепродуктов зависит от их фракционного состава и наличия низкокипящих компонентов. Чем легче фракция нефти, тем ниже ее температура вспышки.

Ниже представлены температуры вспышки нефти и нефтяных фракций:

бензиновые фракции – от –40⁰С до –95⁰С и ниже;

керосиновые фракции – +28÷+70⁰С;

дизельные фракции - +50÷+160⁰С;

вакуумные газойли и масляные дистилляты - +180÷+250⁰С;

гудроны – выше 250⁰С;

нефти – от –37 до +78⁰С.

При определении температуры вспышки фиксируют минимальную температуру, при которой смесь паров нефтепродукта с воздухом вспыхивает и сейчас же гаснет. При дальнейшем нагреве нефтепродукта и очередном поднесении пламени продукт вспыхивает и горит в течение некоторого времени.

Минимальную температуру, при которой нагреваемый в стандартных условиях нефтепродукт загорается при поднесении к нему открытого пламени и горит не менее 5с, называют температурой воспламенения. Температуры воспламенения нефтепродуктов всегда выше их температур вспышки.

Температуры самовоспламенения - минимальная тем-ра, при кот. пары нефтепродукта, нагретого в стандартных условиях, вспыхивают самопроизвольно.

Температуру самовоспламенения нефтепродуктов определяют в открытом тигле.

бензин- tсамовосп.- (425⁰С)

реактивное топливо- tсамовосп.- (380⁰С)

дизтопливо- tсамовосп.- (360⁰С)

 

Пределы взрываемости.

Различают нижний и верхний пределы взрываемости.

Нижний предел взрываемости - это такая концентрация горючего в-ва в воздухе, ниже которой взрыва не происходит, т.к. имеющийся избыток воздуха поглощает выделившуюся в исходной точке теплоту и распространение горения не происходит.

Верхний предел взрываемости- это такая концентрация горючего в-ва в воздухе, выше которой взрыва не происходит, т.к. кислорода недостаточно для поддержания процесса горения.

 

Наиболее взрывоопасны ацетилен, водород, которые имеют самые широкие интервалы взрываемости.