Методическая разработку на тему 'Определение плотности нефтей и нефтепродуктов'

Лабораторная работа ³№1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ НЕФТЕЙ И НЕФТЕПРОДУТОВ АРЕОМЕТРОМ (НЕФТЕДЕНСИМЕТРОМ)

Плотностью вещества называют массу единицы объема. Плотность бывает абсолютная и относительная. Под абсолютной плотностью понимают массу вещества заключенную в единице объема с размерностью в системе СИ- кг/м³ .

Для нефтей и нефтепродуктов определяют относительную плотность р₄²⁰ , которая представляет собой отношении плотности нефтепродукта при 20 ᵒС к плотности воды при 4ᵒС и является безразмерной величиной. Поскольку плотность воды при 4ᵒС равна 1г/см³ , относительная плотность числена равно абсолютной.

Плотность однородных тел одинакова по всему объему и измеряется отношением массы вещества к его объему:

P=m/v

p-плотность вещества, m- масса вещества, v-объем вещества

За единицу массы принимают 1 см³ воды при температуре 4ᵒС. Плотность выражается в граммах на кубический сантиметр (г/см³). Величина плотности зависит от температуры, при которой она определяется, поэтому при обозначении плотности обязательно указывают температуру её определения. Обычно массу вещества определяют при 20ᵒС и относя её к массе воды в том же объеме при 4ᵒС. При 4ᵒС 1г воды занимает объем 1 см^3. При этом плотность обозначают р₄²⁰ г/см³ . Плотность может быть определена и при другой температуре. Обычно плотность вещества , определяемую при других температурах, пересчитывают на р₄²⁰ по формуле 1

р₄²⁰ =р₄^t +ƴ (t-20)

р₄^t = плотность вещества при температуре испытания, ƴ-средняя температурная поправка на 1ᵒС( см. таблицу 1), t-температура испытания

Таблица 1 «Среднее температурные поправки плотности для жидких веществ»

Плотность р, г/см³

Средняя температурная поправка на 1ᵒС

Плотность р, г/см³

Средняя температурная поправка на 1ᵒС

0,8000-0,8099

0,00075

0,9100-0,9199

0,000620

0,8100-0,8199

0,000752

0,9200-0,9299

0,000607

0,8200-0,8299

0,000738

0,9300-0,9399

0,000594

0,8300-0,08399

0,000725

0,9400-0,9499

0,000581

0,8400-0,8499

0,000712

0,9500-0,9599

0,000567

0,8500-0,8599

0,000699

0,9600-0,9699

0,000554

0,8600-0,8699

0,000686

0,9800-0,9899

0,000522

0,8700-0,8799

0,000673

0,9900-1,0000

0,000515

0,8900-0,8999

0,000647

Плотность характеризует идентичность, частоту и концентрацию вещества. Для многих веществ установлена зависимость между плотностью и концентрацией. Зная плотность вещества, по специальной таблице можно найти его концентрацию и, наоборот, по известной концентрации по этой же таблице легко найти плотность вещества.

Плотность нефтепродукта в сочетании с другими физико-химическими показателями характеризует свойство и качество нефтепродуктов. Так более высокая плотность указывает на большее содержание ароматических компонентов, а более низкая - на содержание предельных углеводородов.

Плотность может быть определена ареометрическим методом с точностью до 0,001 кг/м³

Плотность необходима для расчёта массы нефтей и нефтепродуктов при их приёме, отпуске и учёте, поскольку учёт количества нефтей и нефтепродуктов в объемных величинах неудобен, так как объем жидких нефтепродуктов зависит от температуры, которая изменяется в давольно широких пределах. Величина плотности входит составной частью во многие формулы, используемые при технологических и механических расчётах . Кроме того, плотность является нормируемым показателем для многих товарных нефтепродуктов. Плотности нефтей и нефтепродуктов находится в следующих пределах.

-нефти 720-1070, чаще 800-900 кг/м³

-бензиновые фракции-650-760 кг/м³

-керосиновые фракции-775-850 кг/м³

- дизельные фракции -810-890 кг/м³

-вакуумные газойли -820-930 кг/м³

- масляные дистилляты 880-940 кг/м³

-гудроны- 970-985 кг/м³

Плотность, как показатель качества, предусмотрена стандартами для тарных нефтей, моторных топлив, мазутов, газотурбинных топлив, топлива маловязкого судового, осветительного керосина и смазочных масел.

Для товарных нефтей плотность является одним из показателей , в зависимости от величины которого нефти подразделяются на следующие типы

-особо легкая 830,0 кг/м³

-легкая нефть 850,0 кг/м³

^-средняя нефть 850,1-870,0 кг/м³

-нефть битуминозная выше 895,0 кг/м³

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Ареометры выпускаются с ценой деления шкалы от 0,0005 до 0,005 кг/м³, с термометром и без. Ареометр представляет собой стеклянный цилиндрический сосуд (рис1). Верхняя его часть заканчивается трубкой, а нижняя снабжена шариком, в котором помещен балласт, заставляющий ареометр плавать вертикально. Балластом может служить дробь или ртуть. На трубке ареометра нанесены деления с обозначением плотности жидкости. Обычно шкала делается не на самой трубке, а на бумаге, вкладываемой внутрь шейки ареометра.

Для определения плотности применяют стеклянные цилиндры. Диаметр цилиндра должен быть, по крайне мере, в 2 раза больше диметра широкой части ареометра. Порядок определения плотности следующий:

Рисунок 1 «Ареометр»

1. Стеклянный цилиндр установите на прочной горизонтальной подставке. Осторожно налейте в цилиндр анализируемый продукт, температура которого не должна отличаться от температуры окружающей среды не более чем на +- 5ᵒС. Во время налива испытуемого нефтепродукта важно, чтобы не образовалась пена на поверхности цилиндра. Продукт наливают непрямо на дно цилиндра, а по стенке цилиндра или по стеклянной палочке. Если пена все же образовалась, то в случае маловязкого продукта достаточно хлопнуть ладонью по верху цилиндра, в случае высоковязкого продукта е надо снять фильтровальной бумагой

2. Чистый и сухой ареометр медленно и осторожно опустите в испытуемый продукт, держа его за верхний конец (рис.2)

3. После того как ареометр установится, и прекратятся его колебания, произведите отсчёт по верхнему краю мениска

4. Установите температуру испытуемого продута

5. Проведите параллельно два испытания. Расхождение между параллельными испытаниями не должно превышать 0,001

6. Рассчитайте плотность по формуле 1

Рисунок 2 «испытание ареометром»

1-шкала плотности;2-линия отсчёта;3-терометр;4-груз.

Лабораторная работа №2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ НЕФТЕПРОДУКТОВ ПИКНОМЕТРОМ

Метод определения плотности с помощью пикнометра основан на сравнении массы испытуемого нефтепродукта определенного объема при определённой температуре с массой воды того же объема при той же температуре.

Данный метод незаменим в тех случаях, когда исследуемое вещество имеется в небольшом количестве, и применим для любых нефтепродуктов, включая битумы.

Пикнометрический метод самый точный(точность 0,0002 г/см³ ), но более длительный.

Пикнометр представляет собой стеклянный сосуд с кольцевой меткой на шейке (рис 3) объемом о 1 до 100 мл

Рисунок 3 «Пикнометр»

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Определение плотности производят следующим образом:

1)Пикнометр последовательно промывают водой дистиллированной водой, а затем спиртом и высушивают в сушильном шкафу, охлаждаю в эксикаторе и взвешивают с точность до 0, 0002 г.

2) затем заполняю дистиллированной водой до метки и взвешивают.

3) определить объем пикнометра по формуле:

ᴠ=( m₂-m_{1 )} / 0, 99823

m₁ -масса пустого пикнометра

m₂ -среднее значение массы пикнометра с водой

0, 99823- масса 1 мл воды при 20ᵒС

4) заполните пикнометр испытуемым продуктом по метку

5) поместите пикнометр в термостат при 20ᵒС на 30 минут. Затем взвесьте

6) рассчитайте плотность по формуле

P₄²⁰=( m₂-m₁)/v

m_2- масса пикнометра с анализируемым веществом

m₁- масса пустого пикнометра

v- объем пикнометра

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что понимают под абсолютной и относительной плотностью?

2. Каково практическое значение плотности нефти?

3. Какой метод определения плотности более точный?

4. Каков порядок определения плотности ареометром?

5. Каков порядок определения плотности пикнометром?

6. Недостатки определения плотности ареометром?

7. Недостатки определения плотности пикнометром?