Плотность и МОЛЕКУЛЯРНАЯ МАССА

Плотностью называется количество покоящейся массы в единице объема. Определение плотности нефти и нефтепродуктов весьма облегчает возможные расчеты, связанные с расчетом их массового количества. Учет количества нефти и нефтепродуктов в объемных единицах вызывает некоторые неудобства, т.к. объем жидкости меняется с изменением температуры. Плотность имеет размерность кг/м³. Поэтому, зная объем и плотность, при приеме, отпуске и учете нефти и нефтепродуктов можно выражать их количество в массовых единицах, т.к. масса не зависит от температуры.

На практике часто имеют дело с относительной плотностью нефти и нефтепродукта, которая определяется отношением их массы при температуре определения к массе чистой воды при +4°С, взятой в том же объема. Плотность воды при +4°С имеет наибольшее значение и равна 1000 кг/м³. Относительную плотность принято определять при +20°С, что обозначается символом ρ_от. Относительная плотность нефтей и нефтепродуктов при +20°С колеблется в пределах от 0,7 до 1,07.

(1.4)

Удельным весом называется вес единицы объема, т.е. сила притяжения к земле единицы объема вещества.

где – r плотность вещества, кг/м; g – ускорение силы тяжести.

Существует также понятие относительного удельного веса, численная величина которого равна численной величине относительной плотности. Плотность и удельный вес нефти и нефтепродуктов зависят от температуры. Для пересчета плотности при одной температуре на плотность при другой может служить следующая формула

где x – поправка на изменение плотности при изменении температуры на 1°С; r₂₀ – плотность нефти или нефтепродукта при t = +20°С.

Значения ρ некоторых простых углеводородов приведены в табл. 1.3. Плотность нефтей и нефтепродуктов для практических измерений считается аддитивной величиной.

(1.6)

Плотность нефтей и нефтепродуктов для практических измерений считается аддитивной величиной, т.е. средняя плотность нескольких нефтепродуктов или нефтей может быть вычислена по правилу смешения

где r_i – плотность i -го нефтепродукта объемом V_i в общем объеме V.

На практике плотность нефтепродуктов, нефтей и их смесей определяют ареометрическим, пикнометрическим способом или взвешиванием, например, на весах Вестфаля-Мора (см. рис. 1.2.).

	1)
		2)

2)

1)

Плотность газа можно определить из соотношения молекулярной массы, выраженной в килограмм-молекулах (кмоль), к общему объему одной килограмм-молекулы, который согласно закону Авогадро составляет 22,412 м³:

Из закона Авогадро также следует, что плотности газов относятся между собой, как их молекулярные массы.

 

Относительная плотность r_ОТН – отношение плотностей газа r_Г к плотности стандартного вещества (например воздуха r_В =1,293кг/м³) при определенных физических условиях.

Значения ρ и ρ_ОТН некоторых простых углеводородов приведены в табл. 1.4. Важность данной характеристики особенно подчеркивается в условиях эксплуатации различного оборудования. Так, например, при утечках в помещениях газы с r_ОТН < 1 распространяются прежде всего в верхней зоне помещения, а газы с r_ОТН > 1 (например сжиженные) попадают в каналы, подвалы и т.п. Плотность смеси газов также подчиняется закону аддитивности.

Плотность большинства нефтей (в том числе северных месторождений Тюменской области (СРТО), находится в пределах 825-900 кг/м³.

Недостаточное знание свойств нефти, например, попавшей в воду в результате утечки или залпового сброса, приводит к тактическим ошибкам при ликвидации нефтяного загрязнения. Следует учитывать, что нефтяное пятно взаимодействует с водой и воздухом, образуя эмульсию с трудно прогнозируемыми характеристиками. Поскольку сбор нефти с поверхности воды почти всегда осуществляется с помощью технических средств, необходимо учитывать наличие в нефтяном загрязнении фракций с температурой вспышки паров менее 60°С, недопустимых с точки зрения пожарной безопасности, наличия пыли, а также наличия растворенного газа.