Определение плотности нефти и нефтепродуктов пикнометром

Плотность – это одно из основных термодинамических свойств нефти и нефтепродуктов, которое позволяет оценить их химическую природу и товарные качества. На многих предприятиях нефтеперерабатывающей отрасли для измерения плотности применяются пикнометры. Пикнометр имеет вид небольшого стеклянного сосуда с узким горлышком. Также в производственных условиях широко применяются гелиевые пикнометры, позволяющие получать точные результаты измерений всего за 2-3 минуты.

Пикнометрический метод для измерения плотности нефти

Определение плотности нефтепродуктов пикнометром основано на расчете отношения ее массы к массе чистой воды, при этом объем и температура вещества и воды должны совпадать. Плотность показывает сколько весит единица нефтепродукта.

В идеале плотность нефтепродуктов надо измерять при температуре +20°С, но на практике не всегда удается достичь этого. Если исследование проводилось при температуре, отличающейся от +20°С, следует провести перерасчет по специальной формуле. При работе с нефтью применяются два вида стеклянных пикнометров: с кольцевой меткой на горлышке и с капиллярным отверстием на пробке, через которое происходит удаление излишков исследуемого продукта.

Когда и на каких производствах применяется пикнометрический метод

Определение плотности нефти пикнометром целесообразно проводить на разных этапах производственного цикла:

• на этапе разделения нефтяного сырья на фракции;
• во время переработки полученных фракций и выработки компонентов товарных нефтепродуктов;
• при смешивании компонентов для получения товарных нефтепродуктов с определенными показателями качества.

На предприятиях измерение плотности нефти проводится в таких целях:

• для проведения коммерческих расчетов;
• определения качественных характеристик сырья;
• установления веса нефтепродуктов в цистернах и резервуарах.

Для каких именно видов нефтепродуктов можно использовать пикнометр

С помощью данного прибора можно определять показатели плотности практически всех видов нефтепродуктов:

• топлива (авиационного и автомобильного бензина, дизельного топлива, керосина и др.);
• смазочных материалов;
• растворителей;
• битумов;
• нефтехимического сырья;
• сжиженных углеродных газов и др.

Точность метода

Метод позволяет получить очень точные результаты – до ±0,001 г/cм³. Необходимо отметить, что измерение плотности с помощью стеклянных пикнометров занимает много времени и потребует от лаборанта предельной внимательности. Поэтому на крупных предприятиях по переработке нефти целесообразно применять гелиевый пикнометр. Прибор выдает достоверные результаты за считанные минуты, при этом вмешательство человека сведено к минимуму.

Суть метода

Для проведения исследований понадобятся такие приборы и материалы: стеклянный пикнометр с меткой и капиллярной трубкой, термостат, дистиллированная вода, хромовая смесь, фильтровальная бумага, этиловый спирт.

Последовательность действий:

1. Пикнометр надо промыть хромовой смесью, затем водой и спиртом.
2. Сухой сосуд взвешивают с точностью до 0,0002 г, затем в него набирают воду (выше метки).
3. Прибор с водой выдерживают в термостате в течение 30 минут при температуре +20°С (допустимое отклонение ±0,1°C).
4. Когда уровень жидкости в стеклянном сосуде установится на одном уровне – надо убрать избыток воды, доведя его до верхнего мениска. Вытереть шейку прибора бумагой и закрыть его пробкой.
5. Прибор с жидкостью надо взвесить.
6. Теперь надо определить водное число пикнометра. Его рассчитывают как разницу между массой сосуда с водой после термостатирования и массой пустого сосуда.
7. Следующий этап – определение плотности нефти (нефтепродукта). Для этого чистый и сухой измерительный прибор наполняют веществом немного выше метки. При этом надо постараться не замазать стенки сосуда.
8. Затем пикнометр необходимо закрыть пробкой и термостатировать при +20°С в течение получаса.
9. Как только уровень вещества перестанет меняться, его излишки надо убрать пипеткой так, чтобы уровень находился напротив верхнего мениска.
10. Прибор с нефтепродуктом взвешивают.

Что обязательно нужно учесть

• Необходимо тщательно следить за постоянством температур во время термостатирования воды и нефти.
• Для получения достоверных результатов нужно использовать высокоточные аналитические весы.
• Результаты исследований могут искажаться если в исходной нефти или нефтепродукте присутствует вода или механические примеси.
• Нефть является токсичным веществом, поэтому при работе с ней следует использовать индивидуальные средства защиты.
• Все испытания с нефтепродуктами надо проводить только в вытяжном шкафу под тягой.

Формула, по которой вычисляется плотность нефти

P = (m2 – m1) / m1,

где m1 – вес пустого прибора;

m2 – вес пикнометра с нефтяным сырьем.

Относительная плотность нефтепродукта

Относительная плотность – это отношение плотности нефти при температуре +20°С к плотности воды при температуре +4°С. Данный показатель рассчитывается по такой формуле:

P(t/4) = Р(20/4) – ß × (t – 20),

где P(t/4) – относительная плотность;

Р(20/4) – относительная плотность нефти при +20°С;

ß – коэффициент объемного расширения, зависящий от температуры и плотности нефти;

t – температура в °С.

Как плотность зависит от температуры

Плотность может резко меняться под воздействием температур:

• при повышении температуры плотность вещества уменьшается;
• при понижении – плотность увеличивается.

Для перерасчета плотности нефтяного сырья в зависимости от температуры применяются специальные таблицы.

Действительная плотность нефтепродукта

Данный показатель представляет собой массу объема исследуемого вещества за вычетом объема воздуха, пор, трещин. Он используется в таких случаях:

• для проведения технических расчетов;
• при вычислении запасов нефти в недрах;
• при определении количества добытой нефти;
• для расчета пористости и других характеристик.

Преимущества пикнометра

Стандартные пикнометры обладают рядом преимуществ:

• высокая точность измерений;
• потребность в использовании небольшого количества исследуемого вещества;
• простота в эксплуатации;
• портативность, возможность применения в различных условиях;
• операции взвешивания и термостатирования проводятся раздельно.

Но они также имеют существенный недостаток: исследование занимает длительное время и является достаточно трудоемким.

Гелиевый пикнометр для нефти AccuPyc 1340 имеет такие преимущества:

• высокоскоростное и высокоточное измерение плотности различных веществ;
• анализ проводится в режиме реального времени;
• компактные размеры;
• устойчивая конструкция делает возможной эксплуатацию в жестких внешних условиях;
• измерения и вычисления проводятся без участия сотрудника лаборатории;
• прибором можно управлять с клавиатуры или с помощью программного обеспечения с внешнего компьютера.

Вывод

Для измерения плотности нефти и нефтепродуктов в промышленных условиях следует использовать гелиевый пикнометр. Высокоточный измерительный прибор позволит существенно снизить нагрузку на сотрудников лаборатории и обеспечит проведение измерений в режиме реального времени.

Гелиевый пикнометр AccuPyc 1340 – это качественный и надежный прибор, которому можно доверять. Заказать его можно здесь http://chimbiolab.ru/laboratornoe-oborudovanie/analiticheskoe-oborudovanie/accupic-1340.html. ООО «ХимБиоЛаб» обеспечит доставку измерительного прибора в любой регион России.