Слайд 1План лекции
1. Свойства нефтей и нефтепродуктов
а) физико-химические
*
температура кипения
* плотность
* вязкость
* молекулярная масса
* температура застывания, помутнения и кристаллизации
б) оптические
* показатель преломления
* молекулярная рефракция
* дисперсия
в) пожароопасные
* температура вспышки
* температура воспламенения
* температура самовоспламенения
2. Свойства газов
Слайд 2 Физико-химические свойства нефтей и их
фракций являются функцией
- их химического состава;
- структуры отдельных
компонентов;
- сил межмолекулярного взаимодействия.
Слайд 3Влияние структуры на температуру кипения
Слайд 4Влияние структуры на температуру кипения
Слайд 5Фракционный состав нефтепродуктов
Слайд 6Специфические группы фракций
Фракция Температура выкипания, оС
Бензольная
60 – 90
Толуольная
95 – 122
Ксилольная 122 – 155
Слайд 7Плотность жидкости
Плотность (ρ)
- величина, определяемая как отношение массы вещества к занимаемому объёму
(кг/м3).
Плотность нефтей и нефтепродуктов связана с их химическим составом.
Слайд 8Относительная плотность
Относительная плотность (d, ρ204) – отношение плотности рассматриваемого
вещества к плотности стандартного вещества (чаще всего воды при ≈
4 оС).
Слайд 9 Обычно определение плотности проводят при
20 оС - в России
15,56 oC (60 oF) – в США и в Англии.
Слайд 10 Если определение плотности проводят при
каких-либо других значениях температуры, то можно сделать пересчёт для значения
ρ204
ρ204 = ρt4 + γ(t - 20), где
γ – коэффициент объёмного расширения (справочная информация);
t – температура, при которой определялась плотность.
Слайд 11Плотность
*** уменьшается с увеличением
геологического возраста;
*** уменьшается с увеличением
глубины залегания;
*** парафинов меньше плотности
аренов;
*** растёт с ростом температуры.
Слайд 12Зависимость плотности от химического состава
Слайд 13 Вязкость – свойство жидкостей (газов) оказывать сопротивление перемещению одной
части жидкости относительно другой.
Слайд 14Различают вязкость
динамическую (Па.с = 10 пуаз)
кинематическую (м2/с =
стокс)
условную.
Слайд 15Динамическая вязкость – это
сопротивление, оказываемое жидкостью при
перемещении относительно друг друга со скоростью 1 м/с двух её
слоёв площадью 1 м2 каждый, находящихся на расстоянии 1 м, под действием приложенной силы в 1 Н.
Слайд 16Текучесть -
величина, обратная динамической вязкости
Слайд 17Кинематическая вязкость
равна отношению динамической вязкости к плотности жидкости
при температуре определения.
Слайд 18Условная вязкость -
– это величина, которая выражается отношением времени вытекания
определённого объёма воды и нефтепродукта из стандартного прибора (вискозиметра).
Слайд 19 С повышением температуры вязкость многих жидкостей падает.
Это объясняется тем, что кинетическая энергия каждой молекулы возрастает быстрее,
чем потенциальная энергия взаимодействия между ними.
Слайд 20Зависимость вязкости нефти от температуры
Слайд 21 Вязкость разветвлённых алканов незначительно больше вязкости
их изомеров нормального строения и мало изменяется при понижении температуры.
молекулах углеводородов колец увеличивает вязкость и её изменение
с понижением температуры.
Слайд 23
Вязкость алканов имеет наименьшие значения, циклоалканов –
наибольшие.
Слайд 24 Молекулярная масса – важнейшая физико-химическая характеристика
вещества. Молекулярная масса сырых нефтей изменяется в пределах 220 –
300 г/моль.
Слайд 25 Молекулярная масса определяет значение величины температуры
кипения и другие комбинированные показатели.
Молекулярная
масса фракций увеличивается с ростом температуры кипения (см. формулу Воинова).
Слайд 26Формула ВОИНОВА
Мср = а + btср + сt2ср
a, b, c – постоянные для каждого класса
углеводородов.
Для алканов формула Воинова имеет вид
Мср = 60 + 0,3tср + 0,001t2ср.
Слайд 27 Молекулярную массу
нефтепродуктов проводят различными методами:
- криоскопически
- эбуллиоскопически
- осмометрически.
Слайд 28
Теплопроводность -
– минимальна у алканов, максимальна у аренов (при
одинаковом числе атомов углерода в составе молекулы).
Для алканов теплопроводность растёт с увеличением молекулярной массы. Для нормальных алканов теплопроводность больше, чем для разветвлённых.
Слайд 29Теплоёмкость –
- количество тепла, необходимое для
нагрева единицы массы (объёма, моля) на один градус.
Слайд 30У алканов теплоёмкость больше, чем у аренов.
Разветвление углеродного скелета
алканов снижает теплоёмкость.
Слайд 31Теплота испарения –
– количество теплоты, необходимое для
перевода жидкости в парообразное состояние. У алканов эта величина меньше,
чем у аренов с той же молярной массой.
Слайд 32Температуры
кипения,
вспышки,
воспламенения,
самовоспламенения,
помутнения,
потери текучести,
кристаллизации.
Слайд 33Электрические свойства.
Нефть и нефтепродукты (фракции нефти)
проявляют диэлектрические свойства (диэлектрическая проницаемость=ДП, удельная электропроводность).
Слайд 34 ДП у алканов минимальна,
у аренов максимальна.
У алканов ДП
увеличивается с ростом температуры кипения.
Слайд 35 Нефть и её фракции
легко электризуются при перекачке и других передвижениях. Плотность заряда особенно
велика на границе раздела фаз: при переходе через перегородки в трубах или через твёрдые примеси.
Слайд 36Коллоидные свойства.
Добываемая нефть содержит
воду, механические примеси, минеральные соли. Эти примеси образуют дисперсные системы.
температуры в нефтепродуктах образуют коллоидные системы: структуры или даже выпадают
осадки.
Слайд 38Оптические свойства
Показатель преломления.
Удельная и молекулярная рефракция
- являются функциями показателя преломления и плотности вещества (формула Лоренца-Лорентца).
Слайд 39Газы
Природные газы:
- в газовых месторождениях;
газоконденсатные;
попутные газы (сопровождают нефть).
Слайд 40Природный газ
Состоит из (% об.)
метан 80-97
этан
0,4 – 0,5
пропан 0,2 – 1,5
бутан
0,1 - 1
пентан 0 - 1
Слайд 41Газоконденсаты
Метану в газоконднсатных композициях сопутствуют газообразные углеводороды
состава С5Н12 и С6Н14..
Слайд 42Попутные газы
Состав попутных газов зависит от условий
и места залегания нефтей и может содержать этан, пропан, бутан
и газообразные углеводороды состава С5Н12 и С6Н14.
