Как определить плотность нефтепродуктов

Плотность нефтепродукта (ρ) – параметр, характеризующий его состав. Чем он меньше, тем больше в нефтепродукции легких компонентов и тем легче ее перерабатывать. Продукты с плотностью, приближенной к единице, стоят дешевле, по сравнению с легкими вариантами (ρ до 0,77 г/см³), но их переработка сложнее и требует больших энергозатрат. Знание плотности также позволяет определить массу нефти или нефтепродукта, содержащегося в емкости определенного объема.

Виды плотности нефтепродукции

Общепринятая единица измерения плотности (ρ) – кг/м³, другой вариант – г/см³. Разделяют абсолютную и относительную величины.

Абсолютным называется параметр, измеренный при +20 °C. Относительная плотность равна отношению ρ продукта при температуре +20 °C к ρ дистиллированной воды при температуре +4 °C. Эта величина безразмерная. Ее обозначают как ρ4/20.

Простая методика определения плотности нефти и нефтепродуктов

Для этого способа используют запаянную стеклянную колбу с грузом на дне и шкалой в кг/м³ или г/см³. Все элементы этого устройства (колба, груз, шкала) калибруются в соответствии с Государственным стандартом. Прибор просто погружают в емкость с нефтью или продуктом ее переработки.

Как определяют плотность нефти и нефтепродуктов с применением ареометра и денсиметра

Ареометр – прибор, предназначенный для одновременного измерения плотности и температуры. Этапы проведения измерений:

1. Жидкость наливают в колбу, высота которой на 20% больше длины прибора.
2. Ареометр размещают в колбе грузом вниз.
3. После того как ареометр перестанет колебаться и займет устойчивое положение, снимают результаты по шкале и температуру.

В Приложении 1 ГОСТа 3900-85 есть таблица, с помощью которой можно определить абсолютную плотность продукта при +20 °C. Для этого показания ареометра находят по горизонтали, а температуру – по вертикали. Их пересечение покажет нужную величину.

Производители предлагают несколько типов ареометров, каждый из них рассчитан на работу с определенными нефтепродуктами.

Таблица типов ареометров для разных типов нефтепродуктов

С помощью денсиметра можно определить только плотность, для измерения температуры он не предназначен. Порядок проведения работ такой же, как и при использовании ареометра, но температуру определяют отдельно.

Оба прибора могут иметь электронное исполнение: стационарное, переносное, карманное. Электронные модели стоят дороже по сравнению со стеклянными устройствами, но существенно выигрывают по скорости и точности измерений.

Измерение плотности с помощью пикнометра

Пикнометр – это стеклянный сосуд. Лабораторные емкости имеют шкалу объема и точно измеренную массу.

Порядок проведения измерений:

1. Готовят пикнометр – промывают водой и спиртом, просушивают.
2. Наливают в пикнометр нефть или нефтепродукт.
3. Доводят температуру до +20 °C.
4. Взвешивают емкость на весах точностью до 0,0002.
5. Вычитают массу пустой колбы.
6. Массу продукта разделяют на его объем.

Результат проведенных исследований – ρ4/20.

Как определяют плотность высоковязких нефтепродуктов

В емкости смешивают равные объемы исследуемого нефтепродукта и керосина с известной плотностью. Измеряют ρ смеси и определяют ρ нефтепродукта по формуле ρнп = 2 х ρсмеси – ρк, в которой:

• ρнп – показатель плотности нефтепродукта;
• ρсмеси – плотность смеси;
• ρк – плотность керосина.

Для работы с вязкими нефтепродуктами также используются электронные измерительные приборы.

Расчетный способ определения плотности нефтепродукции

Расчетную методику со средней температурной поправкой используют в случаях, когда невозможно обеспечить стабильную температуру, равную +20 °C. Например, ее можно применять в жарких регионах или в зимних условиях.

База метода – факт, что на плотность нефтепродуктов влияет температура. В расчетах используется паспортная величина ρ продукта при +20 °C. Это значение определяется в химической лаборатории нефтеперерабатывающего завода при отгрузке товара потребителю.

Для установления фактической плотности измеряют температуру продукта. Вычисляют разницу между фактической температурой и температурой в +20 °C. Ее умножают на температурную поправку для 1 °C. Если фактическая температура выше +20 °C, величину, полученную в результате вычислений, вычитают из паспортной плотности, если ниже – прибавляют к ней.

Таблица зависимости температурной поправки от абсолютной плотности нефтепродукта

Методика определения плотности по капле

Способ подходит для тех случаев, когда в распоряжении имеется критически малое количество продукта. Для этой методики понадобится всего капля вещества.

Порядок проведения работ:

1. Стеклянную колбу заполняют слабым спиртовым раствором (для продуктов плотностью менее 1) или соли (для продуктов с плотностью более 1).
2. Помещают в колбу каплю продукта, добавляют воду (в спиртовой раствор) или соль (в солевой раствор) до тех пор, пока вещество не перейдет во взвешенное состояние.
3. Плотность раствора, которая равна ρ капли, измеряют ареометром или денсиметром.

Точное определение ρ позволяет узнать массу продукта, прибывшего на предприятие, установить оптимальные технологические процессы, разработать производственный план.