6. Плотность нефти. Измерение плотности нефти.

Поскольку основу нефти составляют углеводороды, то ее плотность обычно меньше единицы. Плотности нефтепродуктов существенно зависят от фракционного состава и изменяются в следующих пределах:

Нефть ( плотность 0.800-0.950 г/см3)

Бензин ( плотность 0.710-0.750 г/см3)

Керосин ( плотность 0.750-0.780 г/см3)

Дизельное топливо (пл. 0.800-0.850 г/см3)

Масляные погоны (пл. 0.910-0.980 г/см3)

Мазут ( плотность ~ 0.950 г/см3)

Гудрон ( плотность 0.990-1.0 г/см3)

Смолы ( плотность > 1.0 г/см3)

Под плотностью обычно понимают массу вещества, заключенную в единице объема. Соответственно размерность этой величины – кг/м3 или г/см3.

Для характеристики нефти , как правило, используют величины относительной плотности .

Относительная плотность (r) – это безразмерная величина, численно равная отношению массы нефтепродукта (mнt) при температуре определения к массе дистиллированной воды при 40С (mвt), взятой в том же объеме:

rt4 = mнt / (mвt)

Поскольку плотность воды при 40С равна единице, то численное значение абсолютной плотности и относительной совпадают.

Наряду с плотностью в нефтехимии существует понятие относительного удельного веса (g). Относительным удельным весом (g) называется отношение веса нефтепродукта при температуре определения к весу дистиллированной воды при 4°С в том же объеме.

Совершенно очевидно, что при одной и той же температуре плотность и удельный вес численно равны друг другу.

В соответствии с ГОСТом в нашей стране принято определять плотность и удельный вес при температурах 15 и 200 С.

Зависимость плотности нефтепродуктов от температуры имеет линейный характер. Зная плотность нефти при температуре t градусов, можно найти ее плотность при 200 С:

r204 = rt4 + Dt ·( t - 20)

где Dt – температурная поправка к плотности на 1 град, находится по таблицам или может быть вычислены по формуле:

Dt = (18,310 – 13,233·r204)·10-4

В ряде случаев эту формулу приводят в несколько измененном виде и называют формулой Д.И.Менделеева:

rt4 = r204 - Dt ·( t - 20)

Таким образом, плотность нефтей и нефтепродуктов уменьшается с ростом температуры.

Все нефтепродукты представляют собой смеси углеводородов. Среднюю плотность нефтепродукта определяют по правилу смешения и аддитивности:

r1V1 + r2V2 + … + r3V3 m1 + m2 + … + m3

rср. = ------------------------------------ или rср. = ------------------------------------

V1 + V2 + … + V3 m1/r1 + m2/r2 + … + m3/r3

Определение плотности проводят с помощью ареометров или нефтеденсиметров, а также гидростатических весов Мора-Вестфаля или пикнометрическим методом. Последний метод определения считается наиболее точным.

Плотность большинства нефтей меньше единицы и колеблется в диапазоне от 0.80 до 0.90. Высоковязкие смолистые нефти имеют плотность близкую к единице. На величину плотности нефти оказывает существенное влияние наличие в ней растворенных газов, количество

смолистых веществ и фракционный состав. Плотность фракций нефтей плавно увеличивается по фракциям.

Для углеводородов средних фракций нефти с одинаковым числом углеродных атомов плотность возрастает в следующем ряду:

алканы ® алкены ® изоалканы ® изоалкены ® алкилциклопентаны ® алкилциклогексаны ® алкилбензолы ®алкилнафталины

Для бензиновых фракций плотность заметно увеличивается с увеличением количества бензола и его гомологов.

Для нефти и нефтепродуктов плотность является нормируемым показателем качества.

По плотности выделяются несколько классов нефти:

очень лёгкая — до 0,80 г/см³;

лёгкая — 0,80-0,84 г/см³;

средняя — 0,84-0,88 г/см³;

тяжёлая — 0,88-0,92 г/см³;

очень тяжёлая — более 0,92 г/см³.