Основные физико-химические свойства нефти. нефть. Основные физикохимические свойства нефти и нефтяных фракций вязкость и вязкостнотемпературные свойства
 Скачать 34.79 Kb.
|
|
Основные физико-химические свойства нефти и нефтяных фракций вязкость и вязкостно-температурные свойства Вязкость этого полезного ископаемого является свойством этого вещества оказывать сопротивление при перемещении относительно друг друга нефтяных частиц при движении нефти. Другими словами, этим параметром характеризуется подвижность этого углеводородного раствора. Измеряют вязкость специальным прибором – вискозиметром. Единица измерения в системе СИ – миллипаскаль в секунду, в системе СГС – грамм на сантиметр в секунду (Пуаз). Вязкость бывает динамической и кинематической. Динамическая показывает значение силы сопротивления перемещению жидкостного слоя, площадь которого – один квадратный сантиметр, на 1 сантиметр при скорости движения 1 сантиметр в секунду. Кинематическая вязкость характеризует свойство нефти сопротивляться перемещению одной жидкой части относительно другой, учитывая при этом силу тяжести. Поднятая на поверхность нефть по этому параметру делится на:
Чем легче углеводородная жидкость, тем меньше значение её вязкости. В пласте этот параметр нефти в меньше (причем – в десятки раз), чем вязкость этой же нефти, поднятой на поверхность и дегазированной. Значение этого физического параметра велико, поскольку позволяет определить масштабы миграции в процессе формирования залежей. Величину, обратную вязкости, называют текучестью. Вязкость является важнейшей физической константой, характеризующей эксплуатационные свойства котельных и дизельных топлив, нефтяных масел, ряда других нефтепродуктов. По значению вязкости судят о возможности распыления и прокачиваемости нефти и нефтепродуктов. Вязкость определяет подвижность нефтепродуктов в условиях эксплуатации двигателей, машин и механизмов, существенно влияет на расход энергии при транспортировании, фильтрации, перемешивании. Различают динамическую  кинематическую  и условную (ВУ) вязкости.Условной вязкостью называется отношение времени истечения из вискозиметра 200 мл испытуемого нефтепродукта при температуре испытания ко времени истечения 200 мл дистиллированной воды при 20 °С. Условная вязкость — величина относительная, безразмерная и выражается в условных градусах. Динамической (абсолютной) вязкостью , или внутренним трением, называют свойства реальных жидкостей оказывать сопротивление сдвигающим касательным усилиям. Очевидно, это свойство проявляется при движении жидкости. Динамическая вязкость в системе СИ измеряется в Н • с/м2. Это сопротивление, которое оказывает жидкость при относительном перемещении двух ее слоев поверхностью 1 м2, находящихся на расстоянии 1 м друг от друга и перемещающихся под действием внешней силы в 1 Н со скоростью 1 м/с. Единица измерения динамической вязкости — пуаз (П) или в СИ — Па*с, где с – время в секундах, Па – Паскаль (Па=н/м2, где н — Ньютон,  — сечение капилляра прибора). Соотношение между ними:  Динамическая вязкость зависит от физических свойств жидкости. В нефтепереработке наиболее широко пользуются кинематической вязкостью, численно равной отношению динамической вязкости нефтепродукта к его плотности  Единица измерения кинематической вязкости — стокс (Ст) или в СИ —  Соотношение между ними:  Между величинами условной (ВУ) и кинематической вязкости (v) выведена следующая эмпирическая зависимость: где t— температура испытания нефтепродукта, °С; v1— кинематическая вязкость при температуре испытания нефтепродукта,  Зависимость вязкости нефтепродуктов от температуры является очень важной характеристикой как в технологии переработки нефти (перекачка, теплообмен, отстой и т. д.), так и при применении товарных нефтепродуктов (слив, перекачка, фильтрование, смазка трущихся поверхностей и т. д.). С понижением температуры вязкость их возрастает. Для нефтей и нефтепродуктов, представляющих собой сложные смеси, вязкость является функцией их химического состава, молекулярной массы и определяется силами межмолекулярного взаимодействия. Чем выше температура кипения нефтяной фракции, тем больше ее вязкость. Для бензинов кинематическая вязкость при температуре 20 °С составляет 0,6 сСт, для тяжелых масел 300—400 сСт. Кинематическая вязкость нефтей различных месторождений колеблется от 2 до 300 сСт и для большинства нефтей обычно не превышает 40—60 сСт. Обобщив данные различных исследований по определению вязкости высокомолекулярных углеводородов, можно сделать следующие выводы: • чем больше циклов в молекуле, тем выше вязкость; • чем больше в молекулах сложных углеводородов боковых парафиновых цепей при одинаковом числе колец, тем выше вязкость; • разветвление боковых цепей, в свою очередь, увеличивает вязкость. Вязкость сильно зависит от температуры, поэтому всегда указывается температура. В технических требованиях на нефтепродукты обычно нормируется вязкость в основном при температуре 50 и 100 °С. Для оценки вязкостно-температурных свойств нефтяных масел предложен индекс вязкости: отношение вязкостей при температурах 50 и 100 °С  и др. Индекс вязкости (ИВ) — условный показатель, представляющий собой сравнительную характеристику испытуемого масла и эталонных масел. Значение ИВ рассчитывается по специальным таблицам на основании значений масел. Чем меньше меняется вязкость масла с изменением температуры, тем выше его ИВ. Установлено, что ИВ зависит от химического состава масла и структуры углеводородов. Наибольшим значением ИВ обладают парафиновые углеводороды, наименьшим — полициклические ароматические с короткими боковыми цепями. Вязкость — не аддитивное свойство и для смеси нефтяных дистиллятов или масел определяется экспериментально или по специальным номограммам. |