Химия природных энергоносителей и углеродных материалов

Определим массовую долю каждой фракции:

Пересчет массового состава в мольный и обратный пересчет осуществляется по формулам

где М_i – молекулярная масса компонента.

Находим молярные доли каждой фракции:

Для проверки правильности результатов суммируем мольные доли:

Следовательно, пересчёт выполнен верно.

Объемная доля компонента – это отношение его объема v_i к объему всей смеси (v): ;

. (1.7)

Для пересчета объемного состава в массовый и обратно необходимо знать плотность каждого компонента:

Для жидкой смеси прямой пересчет объемных долей в мольные достаточно сложен, поэтому предпочтительно его проводить с помощью массовых долей. Для газовой смеси состав, выраженный объемными и массовыми долями, одинаков.

Объемные доли: пропана этана

Массовые доли компонентов:

;

.

1.4. Плотность

Плотностью [1–4] называется масса единицы объема вещества (нефтепродукта, нефти). Размерность в системе СИ – кг/м³.

На практике чаще всего используют относительную плотность, представляющую собой отношение плотностей жидкого нефтепродукта и дистиллированной воды (эталонное вещество) при определенных температурах.

В России (СССР) приняты следующие стандартные температуры: нефтепродукт – 20 °С, дистиллированная вода – 4 °С ( ), – в США и Англии стандартные температуры для нефтепродукта и воды одинаковы и составляют 15,56 ºС ( ) или 60 градусов Фаренгейта.

Часто в литературе наравне с буквой ρ можно встретить обозначение плотности буквой d (от англ. density - плотность).

Умножением значения относительной плотности на плотность воды при выбранной стандартной температуре можно получить плотность, выраженную в кг/м³.

Относительную плотность определяют по формуле

Температурную поправку рассчитывают по формуле

Зависимость плотности нефти и нефтепродукта от температуры основана на линейном законе (с повышением температуры их плотность снижается):

где – относительная плотность при температуре анализа;

Зависимость (1.12) строго справедлива в интервале температур от 0 до 50 °С для нефтей и нефтепродуктов, содержащих относительно небольшие количества твердого парафина и ароматических углеводородов.

Значения температурной поправки даны в Прил. 1.

Плотность нефтепродуктов в пределах t=20–250 °С можно рассчитывать по формуле [1]

Для нефтей и дистиллятных фракций допускается расчет плотности по следующим формулам:

где – показатель преломления при 20 °С.

Зависимость (1.15) рекомендуется применять, если фракции парафино-нафтенового характера и имеют значения не больше 1,50, а – не больше 0,88.

Для фракций, обогащенных ароматическими соединениями, справедлива зависимость:

По зависимости (1.16) отклонение от экспериментальных значений составляет не более 4 %.

БашНИИНП предложена формула для расчета плотности узких нефтяных фракций

. (1.17)

Из перечисленных формул для расчета плотности наибольшую точность даёт формула (1.17) БашНИИНП (отклонения от экспериментальных значений 0,5 %). Эта формула включена в унифицированную программу исследования нефти.

Плотность жидких нефтепродуктов при высоких температурах можно определить и по номограммам (см. Прил. 2-4). Указанные номограммы дают хорошие результаты вплоть до давлений в 1,5 МПа.