Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Определение плотности ареометром

ПЛОТНОСТЬ НЕФТИ

Плотность – важнейшая характеристика нефти во многом определяющая ее качество. Плотностью жидкости называется масса вещества, заключенная в единице объема. Единицей измерения плотности в системе СИ служит кг/м³.

В практике нефтепереработки принято иметь дело с величинами относительной плотности. Это безразмерная величина, численно равная отношению массы нефтепродукта при температуре определения к массе чистой воды при 4 °С, взятой в том же объеме. В отличие от плотности относительным удельным весом называется отношение веса нефтепродукта при температуре определения к весу чистой воды при 4 °С в том же объеме. При одной и той же температуре плотность и удельный вес численно равны, так как вес вещества пропорционален его массе. Плотность и удельный вес вещества связаны между собой соотношением

γ=ρg,

где g – ускорение силы тяжести, 9,81 м/с².

В США и Англии стандартная температура для воды и нефти принята t_ст=15,6 ºС (60 ºF). В России была принята стандартная температура t_ст=+4 ºС, а температура определения t_опр=20 ºС. Относительная плотность обозначалась ρ₄²⁰. С 1 января 2004 г. введен в действие ГОСТ Р51858-2002 «Нефть. Общие технические условия» и стало обязательным определение плотности нефти при 15 ºС. Поэтому ГОСТ Р51069-97 дает следующее определение: относительная плотность (удельный вес) – отношение массы данного объема жидкости при температуре 15 ºС (60 ºF) к массе равного объема чистой воды при той же температуре. При записи результатов указывают стандартную температуру ρ₆₀⁶⁰.

Так как зависимость плотности нефтепродуктов от температуры имеет линейный характер, то, зная плотность при температуре , можно найти по формуле

где γ — температурная поправка к плотности на 1 град находится по таблицам или может быть рассчитана по формуле

γ = (18,310 - 13,233 ) ´10^-4.

Нефти различных месторождений России характеризуются широким диапазоном плотности: от 770 до 970 кг/м³. Плотность нефтей изменяется в широких пределах каждого нефтегазоносного района. Это объясняется тем, что большинство разрабатываемых нефтяных месторождений представлено многопластовыми залежами, для которых, как правило, с увеличением глубины залегания продуктивного горизонта плотность нефти снижается.

Плотность нефти зависит:

· от химического состава, в частности, от содержания тяжелых смолисто-асфальтеновых и сернистых компонентов, парафинов;

· от фракционного состава.

Сравнивая плотности товарных нефтей с примерно равным содержанием асфальтенов и смол, можно получить ориентировочные представления об их углеводородном составе: парафиновые нефти имеют плотность в пределах 750 – 800, нафтеновые 820 – 860 и ароматические 860 – 900 кг/м³.

Плотность нефтяных фракций увеличивается по мере возрастания температурных пределов выкипания.

Для бензиновых фракций плотность заметно увеличивается с увеличением количества бензола и его гомологов. Знание плотности нефти и нефтепродуктов необходимо для всевозможных расчетов, связанных с выражением их количества в весовых единицах. Для некоторых нефтепродуктов плотность является нормируемым показателем качества.

Относительный удельный вес нефтяных и природных газов определяется как отношение веса газа к весу такого же объема воздуха при одинаковых условиях.

Если считать газ идеальным, то при 273 К, давлении 101,3 кПа и объёме 22,4 л масса m_г газа равна его молекулярной массе М. В таких же условиях масса 22,4 л воздуха составляет 28,9 г, поэтому относительная плотность газа относительно воздуха равна

(г/л).

Если давление и температура отличаются от нормальных, то плотность газа можно рассчитать по формуле[1]

или

Плотность смеси нефтепродуктов можно рассчитать по выражениям (5-7), если известны массовая доля (уравнение (5)), объёмная доля (уравнение (6)) или масса компонентов (уравнение (7)).

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ АРЕОМЕТРОМ

Определение плотности нефти и нефтепродуктов ареометром выполняется по ГОСТ 3900-85.

Сущность метода заключается в погружении ареометра в испытуемый продукт, снятии показаний по шкале ареометра при температуре определения и пересчете результатов на плотность при температуре 20 ºС.

Аппаратура. Для проведения работы необходимы:

· ареометры для нефти;

· стеклянные цилиндры для ареометров;

· термометр ртутный стеклянный, цена деления шкалы – 0,1 ºС;

· термостат или водяная баня.

Подготовка к анализу. Пробу нефти доводят до температуры испытания или выдерживают ее при температуре окружающей среды до достижения этой температуры.

Проведение анализа. Пробу испытуемого продукта наливают в установленный на ровную поверхность цилиндр, имеющий ту же температуру, что и проба. Цилиндр следует заполнять образцом не более чем на 2/3 объема. Пузырьки воздуха, которые образуются на поверхности, снимают фильтровальной бумагой.

Температуру испытуемой пробы измеряют до и после измерения плотности. Температуру поддерживают постоянной с погрешностью не более 0,2 ºС.

Чистый и сухой ареометр медленно и осторожно опускают в цилиндр с испытуемым продуктом. Ареометр поддерживают за верхний конец, не допуская смачивания части стержня, расположенной выше уровня погружения ареометра. Когда колебания ареометра прекратятся, отсчитывают показания по верхнему краю мениска. При этом глаз должен находиться на уровне мениска.

Отсчет по шкале ареометра соответствует плотности нефтепродукта при температуре испытания (г/см³).

Обработка результатов. Измеренную температуру испытания округляют до ближайшего значения температуры, указанного в табл.1.5.

По значению плотности, определенной с помощью ареометра, и округленному значению температуры находят плотность испытуемого продукта при температуре 20 ºС по табл. 1.5. за результат испытаний принимают среднее арифметическое двух определений.

Точность метода. Сходимость. Два результата определений, полученные одним исполнителем, признаются достоверными с 95 %-й вероятностью, если расхождение между ними не превышает 0,0005 г/см³– для прозрачных продуктов; 0,0006 г/см³– для темных и непрозрачных продуктов.

Воспроизводимость. Два результата определений, полученные в двух лабораториях, признаются достоверными с с 95 %-й вероятностью, если расхождение между ними не превышает 0,0012 г/см³– для прозрачных продуктов; 0,0015 г/см³– для темных и непрозрачных продуктов.

ЗАДАЧИ

1. Определите относительную плотность нефтепродукта , если у него

2. Относительная плотность бензиновой фракции =0,7560. Какова относительная плотность этой фракции при 50°С?

3. Определить относительную плотность смеси, состоящей из 250 кг бензина плотностью =0,756 и 375 кг керосина плотностью =0,826.

4. Определить относительную плотность смеси следующего состава (объёмн.%); 25 бензина ( =0,756); 15 лигроина ( =0,785); и 60 керосина ( =0,837).

5. Смесь состоит из трёх компонентов, масса которых 459, 711 и 234 кг, а относительная плотность () равна 0,765; 0,790 и 0,780 г/мл, соответственно. Определите относительную плотность этой смеси .