Молекулалық массасы

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Дәріс 3, 4 - Мұнайдың негізгі технологиялық сипаттамалары
Дәріс жоспары:
1. Тығыздық. Сипаттаушы фактор
2. Молекулалық масса
3. Температуралық қасиеттері
4. Тұтқырлық және тұтқыр-температуралық қасиеттері
5. Мұнайдың оптикалық қасиеттері
6. Мұнайдың электрлік қасиеттері
7. Кризистік (шектелген) қасиеттері және жуықталған параметрлері
1. Мұнайдың және мұнай өнімдерінің тауар ретіндегі сапасы әртүрлі технологиялық параметрлермен сипатталады және бұл көрсеткіштер өте алуан. Фракциялық және химиялық құрамынан басқа негізгі көрсеткіштері:
1) Тығыздығы;
2) Молекулалық массасы
3) Тұтқырлығы
4) Температуралық сипаттамалары (тұтану, лаулау, өздігінен лаулау, қату температурасы және басқалары)
Көптеген сипаттамалары зертханалық бақылау және технологиялық процестерді реттеу үшін қолданылады, сонымен бірге мұнай көрсеткіштерінің мәндері мұнай зауыттарындағы аппараттарды есептеу үшін қажет.
Тығыздығы. Мұнай өнімдерін тиеу, тасымалдау, сақтау және тұтыну процестеріне әсер ететін негізгі сипаттамаларының бірі. Тығыздық мәні бойынша оның сапасын және бағасын айтуға болады. Әдетте мұнайдың экологиялық жасы үлкен болса, оның орналасу терендігі үлкен, тығыздығы аз болады. Құрамында арендер көп болатын мұнай фракциясына қарағанда парафинді мұнайдан алынған фракцияның тығыздығы аз болады. Мұнайдың қайнау температурасы жоғарлаған сайын және онда ароматты көмірсутектер қатарының болуымен тығыздығы жоғарлайды. Мұнайдың тығыздығы оның химиялық құрамына тәуелді. Берілген температурада тығыздықты анықтау - мұнай құрамын анықтау процесіндегі кең таралған әдістердің бірі. Көптеген мұнай үшін тығыздық 0,80-нен 0,90-ға дейін болады. Тұтқырлығы жоғары шайырлы мұнайдың тығыздығы бірге жуық. Мұнай өңдеуге мұнай өнімдерінің физика химиялық қасиеттерін анықтауда салыстырмалы немесе меншікті тығыздық қолданылады. Меншікті тығыздық ρt2t1 t1 температурада дене массасының t2 температурада судың сол көлемінің массасына қатынасы тең. Салыстырмалы тығыздық 200С-да алынған мұнай өнімдерінің тығыздығының 40С-тағы судың тығыздығына қатынасымен анықталады. Себебі 1 см3 су 40С-та 1,0г тең, сонда ρ420.
Алайда тығыздықты керек температурада өлшеуге болады. Онда салыстырмалы тығыздықты мына формуламен есептейді: ρ4t=ρ420-αt-20 (1), мұндағы ρ420 - 200С-тағы мұнай өнімінің салыстырмалы тығыздығы, ρ4t - берілген t температурадағы мұнай өнімінің салыстырмалы тығыздығы; α-температура 1С0-қа өзгергендегі тығыздықтың өзгеруін түзету шамасы.
Кейбір есептеулерде тығыздықтың ρ1515 мәнін қолданады. ρ420- ны ρ1515-ке қайта есептеу үшін мына формуланы қолдануға болады: ρ1515=0,994ρ420+0,0093.
Мұнай өнімдерінің тығыздығын анықтаудың бірнеше әдістері бар. Тығыздықты ареометрмен, Мор Вестораль гидростатикалық таразысымен немесе дәлірек пикнометрлік әдіспен анықтайды.
Сипаттаушы фактор. Бұл шартты параметр мұнай өнімінің табиғатын бейнелейтін орташа молярлық қайнау температурасы (Торт.мол) мен тығыздығының функциясын білдіреді:

Мұндағы К - сипаттаушы фактор; Торт.мол - мұнай өнімінің орташа молярлық қайнау температурасы, К; - 15С температурадағы мұнай өнімі мен судың салыстырмалы тығыздығы.
Мұнай өнімінің орташа молярлық қайнау температурасы (Торт.мол, К) деп фракцияның қайнауы басталған және аяқталу арасындағы орташа температураны айтады.
Кейбір мұнай өнімдерінің сипаттаушы факторларының орташа мәні:
Парафинді мұнай өнімдері . . . . . . . . . . . . . . . . 12,5-13,0
Нафтенароматты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10,0-11,0
Ароматталған . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10,0
Крекинг өнімдері . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10,0-11,0
Сипаттаушы фактор мәні (кейде Ватсонның парафинділік факторы деп аталады) әдетте тар мұнай фракцияларының молекулалық массасын одан әрі есептеу үшін қолданылады.
2. Мұнай және мұнай өнімдері жеке көмірсутектер мен басқа да қосылыстардың қоспасын білдіреді, сондықтан да олар орташа молекулалық массамен сипатталады. Көптеген мұнайлардың орташа молекулалық массасы 250-300 кгкмоль-ге тең. Сұйық көмірсутектердің бірінші өкілі - пентан С5Н12 - молекулалық масасы 72 кгкмоль. Молекулалық массасы жоғарылау мұнайдың гетероатомды қосылыстарының және оның жоғары тұтқырлы фракцияларының молекулалық массасы 1200-2000 кгкмоль-ді құрайды. Неғұрлым фракциялардың орташа қайнау температурасы жоғары болған сайын, соғұрлым молекулалық массасы үлкен.
Қайнау аралықтары бірдей, бірақ әртүрлі мұнайлардан алынған фракциялардың молекулалық массалары өзара жақын. Сондықтан да көптеген жағдайларда 1 кестеде келтірілген эксперименттік мәндерді қолдануға немесе молекулалық массаны Б.П. Воинов формуласымен есептеп табуға болады:
Морт = 60 + 0,3Торт.мол+0,001Т2орт.мол
мұндағы Морт - фракциялардың молекулалық массасы; Торт.мол - эксперимент жүзінде және арнайы графикпен анықталатын ашық түсті мұнай дистилляттарының орташа молярлық қайнау температурасы, К.
Дәлірек нәтижелерді сипаттаушы фактор К ескеріп шығарылған Воинов-Эйгенсон формуласы береді:
Морт =7К - 21,5+(0,76-0,04К)Торт.мол+(0,0003К- 0,00245)Т2орт.мол
мұндағы Морт - фракциялардың молекулалық массасы; Торт.мол - мұнай дистилляттарының орташа молярлық қайнау температурасы, К; К - сипаттаушы фактор.

1 кесте - Мұнай фракцияларының молекулалық массалары (фракциялау адымы 50С)
Фракция
Морт
Фракция
Морт
Фракция
Морт
Фракция
Морт
50-100
90
200-250
155
350-400
260
500-550
412
100-150
110
250-300
187
400-450
305
550-600
480
150-200
130
300-350
220
450-500
350

Тағы Крэг формуласымен өрнектелетін салыстырмалы тығыздыққа молекулалық массаның тәуелділігі шығарылды:

мұндағы - 15С температурадағы мұнай өнімі мен судың салыстырмалы тығыздығы.
Молекулалық массаны эксперимент жүзінде анықтағанда криоскопиялық және эбулиоскопиялық әдістерді пайдаланамыз. Еріген заттың молекулалық массаны анықтаудың крископиялық әдісі ерітіндінің қату температурасының төмендеуін таза еріткіштің қату температурасымен салыстыруға негізделген. Таза еріткіш ретінде бензолды қолданамыз. Еріген заттың молекулалық массаны анықтаудың эбулиоскопиялық әдісі таза еріткіштің қайнау нүктесі температурасымен салыстырғанда ерітіндінің қайнау нүктесі температурасының артуына негізделген.
3. қату, лайлану, кристалдану температуралары. Суыту кезінде құрылым түзілуі, тұнба түсуі жағымсыз процесс. Себебі, мұнай құбырлары бітеледі, автодвигатель бұзылады. Кристалдану көптеген кристалдық орталар түзілуінен басталады. Молекулалық масса және қайнау температуралары артқан сайын көмірсутектердің кристалдану температуралары да артады. Симметриялы көмірсутектердің кристалдану температуралары жоғары болады. Тармақталған көмірсутектер кристалданбай аморфты күйге көшеді. Кристалдану кезінде мұнай өнімдері лайланады. Ұсақ кристалдың бұлттар түзілуі лайлану мезгілі деп аталады. Ал температура лайлану температурасы деп аталады. Қату температура - пробиркада суытылатын мұнай өнімін 45℃-қа бұрғанда деңгейі өзгермейтін температура.
Ұшқындану, тұтану және өздігінен тұтану температуралары. Ұшқындану температурасы мұнай өнімі мен ауа қоспасын сырттан тұтану көзін енгізгенде (ұшқын, жалын) ұшқындану пайда болатын минимальді температура. Ұшқындану әлсіз қопарылыс. Тұтану температурасы мұнай өнімінің буына сырттан тұтану көзін енгізгенде тұрақты өшпейтін жалын түзілетін минимальді температура. Ол ұшқындану температурасынан бірнеше оңдыққа артық болады. Өздігінен тұтану температурасы мұнай өнімінің буы ауамен сыртқы тұтану көзінсіз өзінен өзі тұтанатын минимальді температура. Бұл ұшқындану температурасынан бірнеше 100℃ жоғары болады. Ұшқындану температура қайнау температурасына тәуелді: Tұшқ=kTқайн (9), k=0,736. Бұл формула жеке көмірсутектерге арналған.
4. Тұтқырлық қозғалтқыштар, машиналар мен механизмдерді пайдаланған жағдайда мұнай өнімдерінің қозғалғыштығын анықтайды, тасымалдағанда, сүзгілегенде, араластырғанда энергия шығынына елеулі әсер етеді. Динамикалық (), кинематикалық () және шартты (ВУ) тұтқырлыққа бөлінеді.
Шартты тұтқырлық дегеніміз вискозиметрден сынақ температурасында 200 мл сыналатын мұнай өнімінің ағып өту уақытының 20С-да 200 мл дистилденген судың ағып шығу уақытына қатынасын айтады. Шартты тұтқырлық - бұл салыстырмалы, өлшемсіз шама және шартты градуспен өрнектеледі.
Динамикалық тұтқырлық сұйықтықтың физикалық қасиеттеріне тәуелді. Мұнай өңдеуде сан түрінде мұнай өнімінің динамикалық тұтқырлығының оның тығыздығына қатынасына тең = кинематикалық тұтқырлық кеңінен қолданылады. Динамикалық тұтқырлықтың өлшем бірлігі - Пуаз (П) немесе СИ - Пас, мұндағы с - секунд түріндегі уақыт, Па - Паскаль (Па = нм2, мұндағы н - Ньютон, м2 - прибор капиллярының қимасы). Олардың арасындағы қатынас: 1 П = 10-1 Пас. Кинематикалық тұтқырлықтың өлшем бірлігі - стокс (Ст) немесе СИ жүйесінде - м2с. Олардың арасындағы қатынас: 1 Ст = 10-4 м2с.
Шартты (ВУ) және кинематикалық тұтқырлық () шамалары арасында келесі эмпирикалық тәуелділік бар:
Кинематикалық тұтқырлық 1 ден 120 сСт болатындар үшін:
17,24ВУ1 -
ал кинематикалық тұтқырлық 120 сСт дан жоғары болатындар үшін:
17,24ВУ немесе ВУ10,1351
мұндағы t - мұнай өнімдерін сынау температурасы, 0С; 1 - мұнай өнімдерін сынау температурасындағы кинематикалық тұтқырлық, сСт (1 сСт 10-2 Ст).
Күрделі қоспалар болып келетін мұнай және мұнай өнімдері үшін тұтқырлық олардың химиялық құрамының, молекулалық массасының функциясы ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.