22 Фракционный состав нефти

Фракция это часть нефти выкипающая в опр. Интервале темп.

Фракционный состав нефти (oil composition) - продукты, получаемые из нефти в результате ее перегонки, различающиеся температурой кипения, плотностью и другими свойствами: бензин; лигроин; керосин; смазочные масла; остаточный гудрон; фракции, получаемые в заводских условиях при разгонке (дистилляция) нефти в соответствии с требованиями промышленности и качеством сырья (бензиновая, керосиновая, различных масел и другие широкие фракции), а также более узкие фракции, получаемые для углубленного изучения нефти и нефтепродуктов. Или: относительное содержание (в % по массе) различных фракций нефтей, выкипающих в определенных интервалах температур начала и конца кипения: авиационный бензин 40-180 °С, автомобильный бензин 40-205 °С, керосин 200-300 "С, лигроин 270-350 "С, мазут 350-500 С, гудрон выше 500 °С

23ТЕПЛОВЫЕ СВОЙСТВА НЕФТИ В технологических процессах сбора и подготовки продукций скважин, материальные потоки часто нагревают и охлаждают. Для ведения этих процессов, расчетов и проектирования аппаратуры необходимо знать тепловые свойства нефтей, газа и воды. К ним относятся все известные тепловые физические величины:

• теплоемкость

• теплопроводность

• энтальпия

• теплота сгорания

В практике обычно используют понятие удельной теплоемкости, подразумевая под этим то количество теплоты (кДж), которое необходимо для нагрева 1 кг вещества на 1 ⁰С. С повышением плотностей нефтей их теплоемкость снижается. С повышением температуры теплоемкость нефти увеличивается. Для метанового газа удельную теплоемкость можно рассчитать по формуле: С_{ср(тепл)} = q/(T₂ – T₁) q – количество тепла, затрачиваемое на нагрев 1 кг вещества от температуры Т₁ до Т₂, (Дж); Удельная теплоемкость нефти существенно зависит от химического строения и состава нефти. Обычно её определяют не экспериментальным путём, а по формулам, номограммам и графикам. Теплоемкость-это колво тепла, необх для нагрев ед. массы в-ва на 1 град. Теплопроводность – это процесс передачи теплоты по средствам теплового движения молекул или атомов, и характеризует распространение тепла в различных веществах. Теплопроводность – это количества тепла, которое проходит в единицу времени через единицу поверхности при разности температур в 1 ⁰С на единицу длины в направлении теплового потока.  Наибольшая теплопроводность у твердых нефтепродуктов, жидкие занимают промежуточное положение и наименьшее у газов и паров. Для жидких нефтей и нефтепродуктов теплопроводность падает с повышением температуры, противоположность этому для углеводородных газов и нефтяных паров теплопроводность растёт с повышением температуры и снижается с увеличением их мольной массы. Энтальпия. Для жидких нефтей и нефтепродуктов под энтальпией понимают суммарное количество тепла, которое затрачивается на нагрев в единицу массы нефти и нефтепродуктов от 0 до заданной температуры. Значение энтальпии вычисляется по формулам, приводимым в справочниках в виде таблицы. Количество тепла, выделяющееся при полном сгорании в единицу массы нефти или нефтяного топлива, называют теплотой сгорания.

Это важнейшая величина, характеризующая потенциальный запас энергий в топливе. Различают высшую (Q_в) и низшую (Q_н) теплоту сгорания. Q_вотличается от Q_н на количество теплоты, которое выделяется при конденсации водяных паров, образовавшихся в процессе сгорания топлива. Обычно, в расчетах пользуются низшей теплотой сгорания, т.к. при сжигании топлива образовавшиеся водяные пары уносятся вместе с дымовыми газами. Теплоту сгорания нефти и жидких у/в определяют экспериментально (сжигают определенную навеску специальным прибором колориметром; на практике чаще всего теплоту сгорания рассчитывают по эмпирическим формулам).  Q_в = 12400 – 2100(₁₅¹⁵) Q_н= 10090 + 755₁₅¹⁵ – 2100 ₁₅² Где ₁₅^{15 и} ₁₅² – относительные плотности топлива, измеренные при 15⁰С и 2⁰С.

25Пове́рхностное натяже́ние — термодинамическая характеристика поверхности раздела двух находящихся в равновесии фаз, определяемая работой обратимого изотермокинетического образования единицы площади этой поверхности раздела при условии, что температура, объём системы и химические потенциалы всех компонентов в обеих фазах остаются постоянными.

Поверхностное натяжение имеет двойной физический смысл — энергетический (термодинамический) и силовой (механический). Энергетическое (термодинамическое) определение: поверхностное натяжение — это удельная работа увеличения поверхности при её растяжении при условии постоянства температуры. Силовое (механическое) определение: поверхностное натяжение — это сила, действующая на единицу длины линии, которая ограничивает поверхность жидкости^[1].

Сила поверхностного натяжения направлена по касательной к поверхности жидкости, перпендикулярно к участку контура, на который она действует и пропорциональна длине этого участка. Коэффициент пропорциональности   — сила, приходящаяся на единицу длины контура — называется коэффициентом поверхностного натяжения. Он измеряется в ньютонах на метр. Но более правильно дать определение поверхностному натяжению, как энергии (Дж) на разрыв единицы поверхности (м²). В этом случае появляется ясный физический смысл понятия поверхностного натяжения.

26

Электрические (диэлектрические) свойства нефти.

Безводная нефть и нефтепродукты являются диэлектриками (диэлектрическая проницаемость нефти 2; для сравнения у стекла она 7-8). У безводных чистых нефтепродуктов электропроводность совершенно ничтожна, что имеет важное практическое значение и применение. Так, твердые парафины применяются в электротехнической промышленности в качестве изоляторов, а специальные нефтяные масла (конденсаторное, трансформаторное) – для заливки трансформаторов, конденсаторов и другой аппаратуры, например, для наполнения кабелей высокого давления (изоляционное масло С-220).

Высокие диэлектрические свойства нефтепродуктов способствуют накоплению на их поверхности зарядов статического электричества. Их разряд может вызвать искру, а следовательно и загорание нефтепродукта. Надежным методом борьбы с накоплением статического электричества является заземление всех металлических частей аппаратуры, насосов, трубопроводов и т.п.

Оптические свойства нефти.

Оптическим характеристикам нефти относятся цвет, флуоресцентную и оптическую активность.

Углеводороды нефти бесцветны. Тот или иной цвет нефти придают содержащиеся в них смолы и асфальтены, а также некоторые сернистые соединения. Чем тяжелее нефть, тем больше содержится в ней смолисто-асфальтеновых веществ, и тем она темнее.

Флуоресценцией называется свечение в отраженном свете. Это явление характерно для сырой нефти и нефтепродуктов. Причины флуоресценции нефти точно не известны. Не исключено, что это связано с наличием в нефти полиядерных ароматических углеводородов или примесей. Не случайно, глубокая очистка нефти ликвидирует флуоресценцию.

Под оптической активностью нефтепродуктов, как и других органических соединений, понимают их способность вращать плоскость поляризации света. Большинство нефтей вращают плоскость поляризации вправо, т.е. содержат в своем составе правовращающие изомеры. Практического значения это свойство нефти не имеет.

Для количественной характеристики оптических свойств нефти и нефтепродуктов нередко используют показатель преломления (n²⁰_D), удельную рефракцию (r), рефрактометрическую разность (R_i), удельную дисперсию ().

Удельная рефракция (r) определяется формулой Л.Лоренца и Г.Лоренца:

r = (n²_D –1)/ (n²_D +2)

или формулой Гладсона-Дейля:

r = (n_D –1)/

(в обоих формулах значения показателя преломления и плотности берутся для одной и той же температуре).

Рефрактометрическая разность (интерцепт рефракции) R_i также связан с плотностью и показателем преломления:

R_i =n²⁰_D - ²⁰₄/2

Эта константа имеет постоянное значение для отдельных классов углеводородов, например, алканы – 1.0461; мноциклические углеводороды – 1.0400; полициклические – 1.0285; ароматические – 1.0627 и т.п.

Удельная дисперсия () характеризует отношение разности показателей преломления для двух различных частей спектра к плотности:

 = (n_{F -} n_c) 10⁴/

где n_F и n_c - показатели преломления для голубой и красной линий водорода соответственно ( = 4861 ммк и 6563 ммк).