Химия природных энергоносителей и углеродных материалов

Доктор химических наук,

кандидат химических наук,

© ФГБОУ ВПО НИ ТПУ, 2013

© Левашова А.И., Юрьев Е.М., Ушева Н.В., 2013

© Оформление. Издательство Томского

1. Характеристика нефти. Расчетные методы

В странах СНГ принята «Единая унифицированная программа исследования нефти», которая позволяет получать сопоставимые данные по составу и свойствам нефти [1].

Используемые методы анализа нефти можно разделить на следующие группы:

физические – определение плотности, вязкости, температуры плавления и кипения, теплоты сгорания, молекулярной массы и др.;

физико-химические – хроматография, спектроскопия, колориметрия и др.;

химические – использующие традиционные приемы аналитической химии;

специальные – определение октанового и цетанового числа моторных топлив и др.

1.1. Характеристические точки кипения нефтяных фракций

Нефть и её фракции – это смесь различных углеводородов и их соединений, выкипающая в определённом интервале температур. Поэтому при расчетах пользуются понятием средней температуры кипения. В зависимости от способа усреднения различают средне-объемную (t_ср.об.), средне-молекулярную (средне-молярную) (t_ср.мол.), средне-массовую (t_{ср.масс.}), средне-кубическую (t_ср.куб.), средне-усредненную (t_ср.ус.) температуры кипения, но чаще всего используют для расчетов средне-молекулярную t_ср.мол. [2–5]. Расчеты средних температур кипения всегда ведутся в градусах Цельсия, однако, в дальнейших расчетах данная величина может быть выражена в градусах Кельвина.

Так как значение температуры кипения нефтяной фракции повсеместно используется для расчета прочих теплофизических свойств фракции, для упрощения часто среднюю температуру кипения определяют как среднее арифметическое начальной и конечной температур кипения.

Для смеси, состоящей из нескольких нефтяных фракций, средне-молекулярная температура кипения определяется следующим образом:

, (1.1)

где , ;

М_i – молекулярная масса отдельных фракций,

Если известны данные о разгонке образца нефти или узкой фракции, то приближенно среднюю температуру (t_ср.об) можно определить как температуру отгона 50 % образца по кривой истинных температур кипения (ИТК) или по кривой разгонки.

1.2. Характеристический фактор

Характеристический фактор К определяет химическую природу нефтепродукта. Характеристический фактор применяется для повышения точности в расчетах плотности и молекулярной массы нефтяных фракций.

Рассчитывают К по формуле

, (1.2)

где – средне-молекулярная температура кипения, К;

За рубежом данный параметр носит название характеристического фактора Уотсона [6].

Средние значения характеристического фактора К:

• 
  парафинистые продукты ок. 13,0;
  
• 
  нафтеновые продукты ок. 12,0;
  
• 
  ароматизированные продукты ок. 10,0.
  

В практических расчетах состав многокомпонентной смеси выражается в долях или процентах. Соотношение между долями и процентами – 1:100.