Определение плотности нефтепродуктов
Плотность фракций нефти и различных нефтепродуктов является характерной величиной, позволяющей в ряде случаев достаточно просто идентифицировать нефтепродукт. В большинстве случаев она возрастает с увеличением молекулярной массы веществ, входящих в состав нефтепродуктов. Она также повышается при увеличении содержания в нефтепродуктах ароматических углеводородов.
Плотность измеряется массой тела, заключенной в единице его объема. Плотность нефтепродуктов обычно измеряется при температуре 20 о С. Если отнести ее к плотности воды при 4 °С, то получают относительную плотность. Для определения плотности нефтепродуктов чаще всего используют ареометрический и пикнометрический методы.
Принцип метода:
Для определения плотности нефтепродуктов с вязкостью не более 2 . 10-4 м2/сек при 50 °С (бензин, керосин и др.) предпочтительно используют ареометр, снабженный в нижней части термометром. Он отградуирован с точностью до 0,0005 и его показания дают непосредственное значение плотности, т.е. он показывает отношение массы нефтепродуктов при 20 °С, отнесенное к массе такого же объема воды при 4 о С.
Пикнометрический метод измерения плотности нефтепродуктов основан на определении массы нефтепродукта и воды в объеме пикнометра при одинаковых температурах. Он предпочтительно применяется в случаях, когда: 1) имеется небольшое количество нефтепродуктов; 2) требуется высокая точность определения; 3) нефтепродукт имеет высокую вязкость (например, битумы).
|
|
|
Точность измерения увеличивается с увеличением объема пикнометра, т.к. в этом случае повышается точность взвешивания и точность измерения объема нефтепродуктов.
Цель работы:
Определить плотность нефтепродуктов (бензина, керосина, трансформаторного масла и др.) ареометрическим и пикнометрическим методами
Посуда и оборудование:
Ареометр,
стеклянный цилиндр с диаметром не менее 5 см,
пикнометр,
аналитические весы.
Реактивы:
Жидкие и твердые нефтепродукты,
дистиллированная вода
Ход выполнения работы:
1. Ареометрический метод
Нефтепродукт наливают в мерный цилиндр. Температура нефтепродукта не должна отклоняться от температуры в помещении более чем на 5 °С. Затем в него погружают сухой ареометр, не касаясь стенок цилиндра.
В маловязких продуктах в положение равновесия ареометр приходит через 25 минут. Если же вязкость нефтепродукта значительна, то он приходит в равновесие через 1015 минут. Отсчет плотности проводят при температуре 20° С по верхнему краю мениска. Глаз необходимо держать на уровне мениска. Расхождение в значениях плотности между двумя определениями не должно превышать 0,001. Если температура нефтепродуктов ниже или выше 20 °С, то в значение плотности вводится поправка по формуле:
|
|
|
d204 = dt4 - A (20 - t),
где d204 - значение плотности при 20 оС;
dt4 - значение плотности при температуре опыта;
А - поправка
2. Пикнометрический метод
Для определения водного числа пикнометра, т.е. массы воды в объеме пикнометра, пустой пикнометр высушивают в сушильном шкафу и охлаждают до 20 ° С, затем взвешивают на аналитических весах. После чего его заполняют несколько выше метки дистиллированной водой и термостатируют в сушильном шкафу при 20 °С в течение 2030 мин (если температура в помещении 20 о С, то термостатируют на воздухе то же время). Затем избыток воды удаляют полоской фильтровальной бумаги, отсчитывают по нижнему мениску. При помощи фильтровальной бумаги нужно также удалить воду, которая иногда остается на внутренних стенках горлышка пикнометра. Водное число пикнометра (М3) равно разности между массой пикнометра с водой и массой пустого пикнометра (М1).
Затем определяют массу нефтепродукта в объеме пикнометра. Для это-го испытуемый нефтепродукт предварительно термостатируют в сухом закрытом сосуде при 20 °С, наливают его до метки и взвешивают. Плотность нефтепродукта рассчитывают по формуле:
|
|
|
d204 = [(М2 – М1)/M3] 0,997 + 0,0012,
где М2 - масса пикнометра с нефтепродуктом,
0,997 - плотность воды при 20 ° С,
0,0012 - плотность воздуха при 20 ° С и 760 мм рт. ст.
При определении плотности вязких продуктов их предварительно нагревают до 5070 °С. После заполнения пикнометра его перед взвешиванием охлаждают до 20 o С.
Пикнометром можно определить плотность твердых нефтепродуктов, например, битумов. Для этого мелкими кусочками нефтепродукта заполняют примерно половину пикнометра и последний помещают в термостат при 90-100 °С до полного расплавления нефтепродукта. После охлаждения пикнометра его заполняют несколько выше метки водой, выдерживают в течение 2030 минут при 20°С и, удалив избыток воды фильтровальной бумагой, взвешивают. Плотность нефтепродукта рассчитываю по формуле:
d204 = {(М2 – М1)/[(M3 - (M4 – M2)]} 0,997 + 0,0012,
где M4 - масса пикнометра с нефтепродуктом и водой (остальные обозначения прежние).
Расчеты и оформление результатов:
1. Записать методику и результаты определения плотности нефтепродуктов ареометрическим методом. При наличии температурной поправки провести соответствующие вычисления.
2. Записать методику работы и полученные данные занести в
|
|
|
таблицу № 1.
Таблица № 1
| Объем пикно-метра, см3 | Вид нефте-продукта | Масса, г | Плотность, г/см3 | |||
| M1 | M2 | M3 | M4 | |||
Если в ходе работы плотность одного и того же нефтепродукта будет определяться двумя методами, сравните полученные результаты.
Контрольные вопросы
1. В чем сравнительные достоинства и недостатки ареометрического и пикнометрического способов определения плотности нефтепродуктов?
2. Почему температура нефтепродуктов при определении плотности не должна сильно отличаться от температуры окружающей среды?
3. Почему определение плотности при помощи пикнометра дает более точные результаты, чем при измерении ареометром?
4. Как изменится плотность нефтепродукта, содержащего некоторое количество воздуха (воды), при пикнометрическом способе и определении с помощью ареометра по сравнению с плотностью чистого нефтепродукта?
5. Почему в формулу для определения плотности нефтепродукта при помощи пикнометра входит значение плотности воздуха? Почему оно взято со знаком "+"?
Литература
1. Вержинская С.В., Дигуров Н.П., Синицн С.А. Химия и технология нефти и газа. М.Форум. 2009. 249с.
2. М.Ю. Тихвинская, В.Е. Волынский. Практикум по химической технологии. М. Химия, 2004, 234 с.
3. Р.С. Соколов, Химическая технология, в 2-х томах, 2000, Т. 2. 448 с.
РАБОТА № 11.
Дата добавления: 2016-01-06; просмотров: 49; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!