Расчетные методы определения плотности нефти и нефтепродуктов

Практическая работа № 1

При расчете физико-химических свойств нефтепродуктов принято пользоваться относительной плотностью, представляющей собой соотношение плотностей жидкого нефтепродукта и дистиллированной воды при определенных температурах. Обозначают относительную плотность где t₁ – температура воды,⁰С; t₂ – температура нефтепродукта, ⁰С. В СНГ стандартными температурами при определении плотности являются для воды 4⁰С и для нефтепродуктов 20⁰С . В ряде зарубежных стран стандартной температурой для воды и нефтепродукта является 15,6⁰С .

Часто для технологических расчетов необходимо пересчитывать плотность нефтепродукта от одной температуры к другой. Высокую точность дает формула Д. И. Менделеева в интервале температур от 0 до 50⁰С:

(1)

где относительная плотность нефтепродукта при 20⁰С;

относительная плотность нефтепродукта при заданной температуре t;

Рис. 1. График для определения относительной плотности при известной их плотности

Рис. 2. График для определения относительной плотности жидких нефтепродуктов при высоких температурах известной их плотности

Значение температурной поправки представлены в таблице 1. Для определения плотности жидких нефтепродуктов при высоких температурах можно пользоваться графиками, приведенными на рис. 1 и 2. На рис. 1 на оси абсцисс откладывают известное

При пользовании рис. 2 на оси абсцисс откладывают перпендикуляр до пересечения с кривой заданной плотности и на оси ординат, находят искомое значение плотности .

Часто приходится пересчитывать на и наоборот. С этой целью пользуются уравнениями:

(2)

где а – средняя температурная поправка. (Из табл. 1)

Таблица 1

Средняя температурная поправка для подсчета плотности жидких нефтепродуктов к формуле 1

	а		а
0,7000–0,7099	0,000897	0,8500–0,8599	0,000699
0,7100–0,7199	0,000884	0,8600–0,8699	0,000686
0,7200–0,7299	0,000870	0,8700–0,8799	0,000673
0,7300–0,7399	0,000857	0,8800–0,8899	0,000660
0,7400–0,7499	0,000844	0,8900–0,8999	0,000647
0,7500–0,7599	0,000831	0,9000–0,9099	0,000633
0,7600–0,7699	0,000818	0,9100–0,9199	0,000620
0,7700–0,7799	0,000805	0,9200–0,9299	0,000607
0,7800–0,7899	0,000792	0,9300–0,9399	0,000594
0,7900–0,7999	0,000778	0,9400–0,9499	0,000581
0,8000–0,8099	0,000765	0,9500–0,9599	0,000567
0,8100–0,8199	0,000752	0,9600–0,9699	0,000554
0,8200–0,8299	0,000738	0,9700–0,9799	0,000541
0,8300–0,8399	0,000725	0,9800–0,9899	0,000528
0,8400–0,8499	0,000712	0,9900–1,0000	0,000515

(3)

Среднюю относительную плотность ( _см) смеси жидких фракций находят по правилу аддитивности:

(4)

или (5)

где - относительные плотности компонентов смеси;

- объемы компонентов, м³;

- массы компонентов, кг.

Относительная плотность газа равна отношению массы m газа, занимающего объем V при некоторых температуре и давлении к массе m₁ воздуха, занимающего тот же объем V при тех же температуре и давлении:

Если считать газ идеальным, то при T = 273,16 К, Р = 1 атм и V = 22,414 мл масса равна молекулярной массе М газа. В тех же условиях масса 22,414 мл воздуха составляет 28,9 г, откуда относительная плотность газа или пара относительно воздуха:

(6)

Абсолютную плотность газов и паров (, г/см³) при 0⁰С и 760 мм рт. ст. можно найти, зная массу М и объем 1 моль газа (22,414):

(7)

При абсолютной температуре Т (К) и давлении П (атм) плотность газа (в кг/м³) может быть найдена по формуле:

(8)

Используя формулу (7), можно написать:

Молекулярные веса и плотности некоторых газов и жидкостей приведены в табл.2.

Таблица 2

Свойства углеводородных газов и жидкостей

Задачи

1. Определить относительную плотность нефтепродукта , если его =0,7586.

2. Определить относительную плотность нефтепродукта , если его =0,872.

3. Относительная плотность бензиновой фракции =0,7560. Какова относительная плотность этой фракции при 50⁰С?

4. Плотность нефтяной фракции =0,870; определить для этой фракции значение .

5. Определить относительную плотность нефтепродукта, если для него =0,824.

6. Определить относительную плотность нефтепродукта при 250⁰С () если его =0,820.

7. Плотность мазута бинагадинской нефти =0,953. Определить его плотность при 300⁰С ().

8. Плотность нефтяной фракции =0,910; определить для этой фракции значение .

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

10. Определить плотность смеси следующего состава (в объемн. %): 25 бензина ( =0,756), 15 лигроина ( =0,785) и 60 керосина ( =0,837).

11. Смесь состоит из 60 кг н-пентана, 50 кг н-гексана и 25 кг н-гептана. Определить среднюю плотность смеси, если для н-пентана =0,6262, н-гексана =0,6594, н-гептана =0,6838.

12. Смесь состоит из трех компонентов: =459 кг, = 711 кг и =234 кг; плотность их соответственно равна 0,765; 0,790; 0,780. Определить плотность этой смеси .

13. Определить абсолютную плотность пропана и н-бутана при 760 мм рт. ст. и 0⁰Сю

14. Определить плотность крекинг-газа при 400⁰С и 1200 мм рт. ст., если его молекулярный вес равен 30.

15. Определить плотность газа при 200⁰С и 1900 мм рт. ст., если его молекулярный вес равен 58. [ОЛ1, 9]