Основные физико-химические свойства нефти

Плотность – масса вещества в единице объема. Обычно определяют абсолютную плотность. Единица измерения плотности в системе СИ – кг/м³ или г/см³.

Плотность нефти определяется либо пикнометрическим методом, либо ареометрическим. Для нефтей и нефтяных фракций принято пользоваться относительной плотностью, выражающей отношение массы нефти (фракции) к массе чистой воды при 4⁰С (при этой температуре вода имеет наивысшую плотность), взятой в том же объеме. Численные значения абсолютной и относительной плотности отличаются незначительно, но относительная плотность – величина безразмерная и обозначается либо d₄²⁰, либо р₄²⁰. Для большинства нефтей плотность измеряется при 20⁰С, для вязких – высокосмолистых или высокопарафинистых нефтей – при 70 ⁰С.

Вязкость – это свойство молекул текучих тел сопротивляться их взаимному перемещению, которое зависит от размера перемещающихся поверхностей, температуры и скорости их перемещения.

Вязкость нефти определяется структурой слагающих нефть УВ и гетероатомных соединений.

Наиболее распространенной для характеристики нефтей и нефтяных фракций является кинематическая вязкость, это отношение абсолютной вязкости к плотности жидкости при температуре определения.

Абсолютная вязкость представляет собой скорость истечения жидкости из определенного объема и измеряется в пуазах (г/см*сек), в системе СИ – паскаль в сек (Па*сек) – это сопротивление, оказываемое жидкостью при перемещении относительно друг друга со скоростью 1 м/сек двух ее слоев площадью 1 м² каждый, находящихся на расстоянии 1 м, под действием приложенной силы в 1 Н.

За единицу кинематической вязкости принят 1 стокс – это кинематическая вязкость жидкости с абсолютной вязкостью в 1 Па*сек и плотностью 1 кг/м³.

1 стокс=1*10^-4 м²/сек; 1 сСт=1мм²/сек (сантистокс).

Молекулярная масса (М) нефти и фракций – масса усредненной (гипотетической) молекулы. Молекулярная масса (вес) большинства нефтей изменяется от 180 до 250, для тяжелых нефтей достигая величины 450 и более. Самую высокую молекулярную массу из нефтяных компонентов имеют асфальтены – до 10000.

Температура застывания нефти или потеря подвижности может быть выше нуля (до +16⁰С) и ниже (до -20⁰С). Зависит от содержания высокомолекулярных соединений – твердых парафинов и смолисто-асфальтовых веществ (САВ).

Фракционный состав нефтей основан на разделении их на фракции с определенными интервалами температур кипения. Принцип фракционной разгонки заключается в том, что углеводородные растворы разделяются на фракции по температурам кипения, входящих в эти фракции соединений.

Предварительно нефть дегазируют и освобождают от механических примесей и воды. В аналитической практике нефти часто разгоняют на 10-градусные фракции - так называемая разгонка по Энглеру.

В геохимической практике часто используют стандартный метод фракционной разгонки (разработанный Грозненским нефтяным институтом), при котором нефть разгоняют на стандартные температурные фракции:

1. Начало кипения (н.к.) – 60⁰С «метановая»

2. 60-95 ⁰С – «бензольная»

3. 95-122 ⁰С – «толуольная»

4. 122-150 ⁰С – «ксилольная»

5. 150-200 ⁰С - «цимольная»

6. 200-250 ⁰С

7. 250- 300 ⁰С

8. 300-350 ⁰С

9. 350 – 400 ⁰С

10. 400 – 450 ⁰С

11. 450 – 500 ⁰С

12. 500-550 ⁰С

В геохимической практике фракции, выкипающие в пределах от н.к. до 200 ⁰С относят к бензиновым, от 200 до 300 ⁰С – к керосиновым, все остальные высококипящие фракции к масляным. Остаток, выкипающий выше 300 ⁰С называют мазутом, а все, что остается после отбора до 550 ⁰С – гудроном.

Групповой (компонентный) состав – под ним понимают выделение групп компонентов, входящих в состав нефти, близких по свойствам и составу.

Выделяемые группы компонентов являются аналитическими и могут в разных нефтях иметь неодинаковый состав. Анализ ведут в следующей последовательности: сначала петролейным эфиром выделяют асфальтены, наиболее высокомолекулярные соединения сложного строения, содержащие гетероатомные соединения. По свойствам они близки к кристаллическим телам. Нефть, лишенная асфальтенов, называется мальтеновой. Мальтены содержат масла и смолы. Затем мальтены разделяют на силикагеле, который адсорбирует смолы, вещества с меньшим, по сравнению с асфальтенами, молекулярным весом. Масла – это углеводородная часть нефти.

Масла, смолы и асфальтены составляют в сумме 100 %.

Классификация нефтей по физико-химическим свойствам

Существует несколько классификаций нефтей по плотности.

Одна из наиболее часто используемых следующая:

До 0,810 г/м³ – очень лёгкие

0,810-0,850 г/м³ – лёгкие

0,850 - 0,870 г/м³ - средние

0,870- 0,890 г/м³ – утяжелённые

0,890 – 0,920 г/м³ – тяжёлые

более 0,920 г/м³ – очень тяжёлые

По вязкости нефти делятся на:

маловязкие – до 5 сСт

средневязкие – от 5 до 30 сСт

высоковязкие – более 30 сСт

По содержанию смол выделяются нефти:

малосмолистые – до 5 %

среднесмолистые – от 5 до 15 %

высокосмолистые – более 15 %

По содержанию асфальтенов нефти разделяются:

малоасфальтенистые – до 1%

среднеасфальтенистые – от 1 до 5 %

высокоасфальтенистые – более 5 %

По содержанию парафинов:

до 2 % - малопарафинистые

от 2 до 6 % - среднепарафинистые

более 6 % - высокопарафинистые

По содержанию серы:

до 0,5 % - малосернистые

от 0,5 до 2% - сернистые

более 2 % - высокосернистые

Дата добавления: 2014-11-25