Мұнай және оның өнімдерінің тұтқырлығын анықтау

Пән: Мұнай, Газ
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 20 бет
Таңдаулыға:

Жоспар

Кіріспе . . . 4

Кіріспе . . . 4: 1

: Мұнай өнімдерінің физикалық қасиеттері . . . 5

Кіріспе . . . 4: 1. 1

: Тұтқырлықтың түрлері . . . 5

Кіріспе . . . 4: 1. 2

: Тұтқырлықтың температураға тәуелділігі . . . 8

Кіріспе . . . 4: 1. 3

: Көрсеткіштерді анықтау номограммалары . . . 11

Кіріспе . . . 4: 2

: Тәжірибелік бөлім . . . 15

Кіріспе . . . 4: 2. 1

: Зертханалық жұмыс әдістемесі . . . 15

Кіріспе . . . 4: 2. 2

: Тұтқырлығы жоғары мұнай өнімдерін зерттеу . . . 18

Кіріспе . . . 4: Қорытынды . . . 21

Кіріспе . . . 4: Пайдаланылған әдебиеттер тізімі . . . 22

Кіріспе . . . 4:

Кіріспе

Тақырыптың өзектілігі. Тұтқырлықты тәжірибе жүзінде анықтау. Бұл көрсеткіш арқылы мұнай өнімдерінің эксплуатациялық қасиеттері анықталады. Тұтқырлығы жоғары мұнайдың көрсеткішін төмендету үшін қажетті әдістерімен таныстыру. Анықталған мәндер арқылы мұнай сапасын меңгеру болып табылады.

Курстық жұмыстың мақсаты . Мұнай және оның өнімдерінің тұтқырлығын анықтау.

Курстық жұмыстың міндеттері.

Тұтқырлық туралы жалпы түсінік беру;
Тұтқырлықты анықтаудың әдістерімен танысу;
Мұнай өнімдерінің тұтқырлығын анықтау әдістемесін талдау;
Мұнай тұтқырлығын тәжірибе арқылы анықтау.

Тірек сөздер: арен, Ван-дер-Ваальс, вискозиметр, Вольтер формуласы, гель, Дин, Девис, динамикалық тұтқырлық, дисперсті жүйе, кинематикалық тұтқырлық, қысым, майлағыш, МДЖ, мұнай, нафтен, номограмма, температура, тығыздық, тұтқырлық, ТТК, ТИ, ШТ.

Қысқартылған сөздер.

МДЖ- мұнай дисперсті жүйе;

МЕСТ-мемлекеттік стандарт;

ТИ-тұтқырлық индексі;

ТТК-тұтқырлы-таразылы константа;

ШТ-шартты тұтқырлық;

ЖТМ-жоғары тұтқырлы мұнай.

Курстық жұмыс 4 бөлімнен, 16 пайдаланылған әдебиеттер көзінен тұрады. Келтірілген бөлімдер 8 суреттен, 2 кестеден құралған.

1 Мұнай өнімдерінің физикалық қасиеттері

Мұнай (түрікше neft - мұнай) - жердің шөгінді қабатында таралған, жанғыш майлы сұйықтық; маңызды пайдалы қазына. Түсі ашық - қоңырдан қою қоңырға, қараға дейін өзгереді. Тығыздығы 0, 65 - 1, 05 г/см ³ аралығында. Мұнай тығыздығына байланысты келесідей жіктеледі: жеңіл ( тығыздығы 0, 83 г/см ³ дейін) ; орташа (тығыздығы 0, 83 - 0, 86 г/см ³ ) ; ауыр ( 0, 86 г/см ³ жоғары ) . Мұнайдың түсі құрамындағы элементтерге байланысты. Кей жағдайлрда түсі ақшыл мұнайлар да кездеседі. Мысалы, Азербайжан мемлекетіндегі Сурахана кен орнынан ақ түсті мұнай өндіріліп келеді. Генетикалық тұрғыдан қарағанда мұнай шөгінді тау жыныстарының орталығында пайда болған, басқаша айтқанда, мұнай өсімдіктің өзгерістерге ұшырауынан пайда болған органикалық заттардың қалдығынан өз алдына көшу арқылы шоғырланып жиылған табиғи концентрат болып саналады [4] .

Мұнай және оның өнімдерін өңдеу физико - химиялық процесстерге негізделеді. Бұл процесстерді жүргізу үшін мұнайдың физикалық, физико - химиялық және коллоидты - дисперстік қасиетін, фракциясын оның қалдықтарын терең білу шарт. Молекуланың өзара қозғалысы, құрылымдық ерекшклігі мұнайдың көптеген қасиеттерін тура және жанама әдістер арқылы анықтауға мүмкіндік береді. Мұнайдың физикалық қасиеттеріне оның тығыздығы жатады [7] . Бұл көрсеткіш тұщы судың тығыздығымен салыстырылады. Мұнайдың тығыздығы жоғарылаған сайын қайнау температурасы арта бастайды. Ауыр мұнайлар 100 °С-ден жоғары температурада қайнай бастайды. Мұнайдың құрамын зерттеу мақсатында элементтік және фракциялық анализдер қолданылады. Фракциялық құрамына байланысты мұнай бензинді-керосинді және керосинсіз болып ажыратылады. Негізінен мұнай денесінен электр тогын нашар өткізеді, көбінесе өткізбейді. Мұнай суда ерімейді, бірақ тұрақты эмульсия құрауы мүмкін [15] .

Тығыздық басқа тұрақтылармен қоса мұнай және мұнай өнімдерінің химиялық және фракциялық құрамын анықтауду ең негізгі көрсеткіштердің бірі болып табылады. Мұнайдың тығыздығын анықтау құрамындағы көмірсутектерді идентификациялауда маңызы зор. Тығыздық абсолютты және салыстырмалы өлшемдермен анықталады.

Абсолютты тығыздық деп көлем бірлігіндегі заттың массасын айтады.

Абсолютты тығыздықтың өлшем бірлігі кг/м ₃ немесе г/см ₃ .

Өндірісте өлшемсіз шама мұнайдың салыстырмалы тығыздығын қолдану кең таралған. Салыстырмалы тығыздық мұнайдың (мұнай өнімінің) 20°С тығыздығының 4°С су тығыздығына қатынасымен анықталады, салыстырмалы тығыздық деп белгіленеді.

Судың 4°С температурасы бірге тең болғандықтан салыстырмалы және абсолютты тығыздық мәндері тең болады.

$\rho_{t}^{20} = \rho_{4}^{20}/\rho_{4}^{t}$

Салыстырмалы тығыздық гомологтық қатарда келесі түрде өседі:

алкандар → олефиндер → нафтендер → ароматты көмірсутектер.

Гомологтық қатарда салыстырмалы тығыздық малекулалық масса өскен сайын артады.

Салыстырмалы тығыздық пикнометр деп аталатын шыны ампулаларда 0, 0001 дәлдікпен анықталады. Пикнометр 0, 5мл - ден 5 мл - ге дейін көлемде болады.

Молекулалық масса мұнай мен оның өнімдерінің бу түзу жылуын, бу көлемін, мұнайдың жіңішке фракцияларының құрамын анықтауда қолданылатын ең негізгі көрсеткішінің бірі. Мұнай және оның өнімдері жекелеген көмірсутектер мен басқа да қосылыстардың қоспасы болғандықтан салыстырмалы молекулалық массаның мәні алынады.

Мұнай фракцияларының молекулалық массасы қайнау температурасы неғұрлым көп болса, соғұрлым жоғары болады. Сонымен қатар бір температурада қайнайтын мұнай фракциясының молекулалық массасы фракцияның көмірсутектік құрамына сай әрбөлек болады.

Молекулалық массаны анықтаудың ең кең тараған түрі криоскопиялық әдіс. Бұл әдіс мұнай өнімінің сынамасын еріткішке (бензол немесе нафталин) салып, еріткіштің қату температурасын анықтауға негізделген [8] .

Кейде мұнайдың молекулалық массасын анықтауда эбулиоскопиялық әдіс қолданылады. Бұл әдіс мұнай сынамасы салынған еріткіштің қайнау температурасын анықтауға негізделген.

Мұнай өнімдерінің дизель, жанғыш отын, мұнайлық майлардың эксплуатациялық қасиетін сипаттайтын маңызды физикалық константа - тұтқырлық. Тұтқырлықты анықтау арқылы мұнайдың булану мүмкіндігін және сорып алу қабілетін білуге болады. Сонымен қатар тұтқырлық арқылы мұнай өндіру үрдісімен, оның құбыр арқылы айдағанда жұмыс қарқындылығына көптеген әсер келтретіні белгілі. Тұтрлығы төмен, жеңіл, сұйық мұнайлар құбыр арқылы тез өтеді, ал тұтқырлығы басым, қою мұнайды өндіру, жинақтау, құбыр арқылы жүргізу жұмыстары көптеген қосымша еңбекті қажет етеді. Негізінде, мұнайдың тұтқырлығына әсер ететін жағдайлар- оның құрамындағы парфиндер, шайырлы заттар және температура болып саналады [10] .

1. 1 Тұтқырлық және оның түрлері

Тұтқырлық дегеніміз - екі араласқан, сұйық және газ, қабаттарының бір біріне қатысты кедергілене ығысу қасиеті. Кейбір жағдайда бұл қасиетті сұйық пен газдың ішкі үйкелісі дейді. Ішкі үйкелістің табиғаты молекулааралық қозғалысты Ван - дер - Ваальс күштерінің жеңуімен, полярлы молекулалар қозғалысының бағытымен және олардың индукциялық қозғалысымен сипатталады. Сонымен қатар дисперсті және радикалды молекулалық қозғалыстардың жеңуімен байланысты. Ньютонның идеалды сұйықтарға арналған заңынан ішкі үйкеліске жұмсалған күшті келесідей есептейді:

F = η(∆ν/∆h) S × 0. 1 (1)

мұндағы, F - күш, Н;

S - орын ауыстырған және жанасқан сұйық қабатының ауданы, м ² ;

∆ν - орын ауыстырған қабаттар айырымы, м/с

∆h - орын ауыстырушы қабаттардың арақашықтығы, м;

η - динамикалық тұтқырлық коэффициенті.

Егер F = η болса, қалған барлық ұзындықтағы өлшем бірліктері, яғни S = 1м ² , ∆ν = 1м/с, ∆h = 1м болады. Қорыта келгенде динамикалық тұтқырлықтың өлшем бірлігі Па * с.

Тұтқырлық динамикалық және кинематикалық болып бөлінеді,

Динамикалық (абсолютты) тұтқырлық (η) немесе ішкі үйкеліс реалды сұйықтарда қозғалыс кезінде пайда болатын ішкі кедергі. СИ жүйесі бойынша динамикалық тұтқырлықтың өлшем бірлігі Н*с/м ² .

Кинематикалық тұқырлық (ν) сұйықтың динамикалық тұтқырлығының оның тығыздығына қатынасымен анықталады:

(2)

Көмірсутектердің тұтқырлығы олардың химиялық құрылысына тәуелді: молекулалық массасы мен қайнау температурасы өссе, тұтқырлықтың көрсеткіші де жоғарылайды. Алкан және нафтендердің көміртек қабырғасындағы циклдің өсуі барысында тұтқырлық өседі. Әртүрлі көмірсутек топтарының тұтқырлығы алкан - арен - циклан тізбегі бойынша жоғарылайды. Мұнай құрамындағы шайырлар, асфальтендер, нафтендер, неонол және беттік активті заттар тұтқырлық дәрежесін көбейтеді. Соған сәйкес мұнайдың реологиялық қасиетін де төмендетеді. Мұнай құрамында алкилді топтар көп болса, онда мұнайдың кристалдығы артады. Метилен және этилен тобының саны көп болса, өнімнің салмағы ауырлайды. Бұл жағдайда құбырдан өту жылдамдығы төмендейді.

Тұтқырлық - мұнайдың өнімдерінің маңызды сапалық көрсеткіштерінің бірі. Тұтқырлықты білу арқылы мұнай өнімдерінің (отын, жанармай, майлар, битум) майлау қабілеттілігін, энергия жұмсалуы мен тасымалдануын анықтайды. Мұнайдың және оның өнімдерінің тұтқырлығын анықтаудың көптеген тәжірибелік әдістері бар (1 сурет) . Ал мұнайдың аққыштық қасиетін анықтау үшін ротационды вискозиметр қолданылады.

а - қылтүтік арқылы ағу; б - саптама арқалы ағу; в - ішкі ыдысқа күш салу арқылы ағу; г - сұйықтағы шардың құлауы арқылы.

1 сурет. Сұйық мұнай өнімдерінің тұтқырлығын анықтау әдістері

Тұтқырлығы аз түсі ашық мұнай өнімдері мен майларын колибрленген капилляр (қылтүтік) арқылы өткізу әдісін қолданады. Бұл әдіс үшін Пинкевич вискозиметрін (1 сурет, а) немесе құрылысы стандартқа сәйкес (МЕСТ 3382 және МЕСТ 1929 - 51) құрылғыларды қолданылады. Бұл әдіспен анықтау үшін мұнай өнімін грушамен сорып, жоғары бөлігінен М ₁ белгісіне дейін келтіреді. М ₁ және М ₂ белгілері аралығында ағысты уақытпен өлшейді [11] .

Кинематикалық тұтқырлықты белгілі температурада келесі формуламен аныктайды:

ν _t = сτ (3)

мұндағы, с - вискозиметр тұрақтысы, (мм ² /с ² ) ;

τ - М ₁ және М ₂ белгілерінен ағып өткен мұнай өнімдерінің уақыты, (с) .

Динамикалық тұтқырлықты кинематикалық тұтқырлық формуласы арқылы есептейді.

Тұтқырлығы жоғары (ауыр) мұнай және оның өнімдері МЕСТ 3382 арқылы анықтау мүмкін емес. Оны анықтыу үшін калибрленген саңылауы бар қондырғы МЕСТ 6252 - 82 арқылы ағызып өткізеді (1 сурет, б) . Бұл әдіспен анықталған тұтқырлықты шартты деп атайды. Оны белгілі температурадағы 200 мл. мұнай өнімінің ағып өткен уақыттың сондай көлемдегі 20 °С температурадағы дистелденген судың ағып өткен уақытына қатынасымен анықтайды [7], [13] .

ШТ _t = τ ^м _t /τ ^с _20° (4)

мұндағы, ШТ - шартты температурадағы шартты тұтқырлық;

τ ^м _t - t температурадағы 200мл. аққан мұнай уақыты, с;

τ ^с _20° - 20 °С температурадағы 200 мл. аққан судың уақыты, с.

Кинематикалық тұтқырлықты есептеу үшін шартты тұтқырлық арасындағы бағытталған қатынасын қолданады:

ν _t = 7, 4 * ШТ _t (мм ² /с) (5)

Үшінші стандартты әдіс (МЕСТ 1929 - 51) арқылы тұтқырлығы өте жоғары мұнай өнімдерін, яғни коллоидты және кристалды құрылымы бар фазаларды анықтайды. Бұл әдіс ішкі цилиндрдің айналуын қамтамасыз ететін күш түсіруге негізделген. Ішкі және сыртқы кеңістікте зерттелетін сұйықтық белгілі t температурада болады. Құрылғыны ротациялық вискозиметр деп атайды.

Тұтқырлықты ішкі цилиндрдің уақыт бойынша үш рет толық айналуымен, жүк қозғалысымен анықтайды. Ол үшін цилиндрді мұнай үлгісімен белгілі t температурада 30 мин. термостатта ұстайды. Содан соң G жүкті өлшеп тежейді де толық бірінші айналымнан соң секундамер қосып, үш рет айналымының уақытын өлшейді. Бұл упқыт 30 сек. аз болмау керек. Егер олай болмаса, жүкті өзгертіп өлшеуді қайталайды. Динамикалық тұтқырлықты былай есептейді:

η _t = K(G - G ₀ ) /N (6)

мұндағы, K = (η ₀ N _к ) /(G _н - G ₀ ) - вискозиметр тұрақтысы;

η _t , η ₀ - белгілі t температурадағы мұнайдың және 0 °С - дағы калибрленген майдың динамикалық; N, N _к - мұнайдың және калибрленген мұнайдың цилиндр айналғандағы айналым саны; G, G _н - жүктердің қосындысы, Н; G ₀ - прибордың үйкелісі, Н.

М1 және М2 белгілерінде калибрленген шардың уақыт бойынша құлауы арқылы есептелетін әдіс, стандартқа сай келмейді. Соған байланысты оны кейбір жағдайда зерттеу жұмыстарында қолданады (Геплер вискозиметрі) .

1. 2 Тұтқырлықтың температураға тәуелділігі

Стандартты әдістерде тұтқырлықты қатаң қалыпты температурада анықтайды.

Тұтқырлықтың температураға тәуелділігі мұнай өңдеу технологиясында (жылу алмасу, тұндыру және т. б. ), дайын мұнай өнімдерін қолдануда (құю, фильтрлеу) пайдаланады.

Мұнай өнімдерінің тұтқырлығы температура мен қатар оның химиялық құрамына да тәуелді (2 сурет) . Жалпы майлардың үлгілерінің тұтқырлығының күрт жоғарылауы температуралық аймақта жүреді.

1, 2, 3 - әр түрлі мұнайдың қалдық майлары; 4 - мұнай дистиллят майы; 5 - өсімдік майы.

2 сурет. Май тұтқырлығының температураға тәуелділігі

Тұтқырлықтың температураға тәуелділігі бойынша анықталатын формулалардың түрлері көп. Олардың ішіндегі нақты әрі көп қолданылатыны Вальтер формуласы:

(100ν _t + 0, 8) ^T = K (7)

Екі рет логарифмдесек, мынадай түрге келеді:

lglg (100ν _t + 0, 8) = A - ВlgT (8)

мұндағы, ν _t - t температурадағы тұтқырлық (T = t + 273) ; А = lglgК және В - берілген заттың ұзындықтарының тұрақтысы.

(7) - формуладан Е. Г. Семинид тұтқырлықтың температураға тәуелділік номограммасын құрастырды. Температураға тәуелділік абцисса осіне белгілі бұрышпен орналасқан түзу арқылы көрсетілген (3 сурет) . Берілген заттың тұтқырлығының екі түрлі мәнін сәйкесінше температураға байланысты біле отырып басқа температурадағы тұтқырлықты анықтауға болады. Мысалы, 2 нүктесі белгілі екі нүкте арқылы түзу сызық жүргізу арқылы анықтайды. Мұнайдың майлағыш майларының эксплуатациясында тұтқырлықтың температураға азырақ тәуелді болуы маңызды. Температураның жоғары интервалында майдың майлағыштық қасиеті жоғары болу керек (қозғалтқыштың қалыпты жағдайдағы температурасы -30°С, -40°С, ол жұмыс жасаған кезде температурасы 150 - 180°С болады) . (7) - формула бойынша В коэффициент мәні неғұрлым аз болса, соғұрлым майдың сапасы жоғары болады. Майдың бұл қасиетін сипаттайтын тұтқырлық индексі ұғымы қолданылады, яғни майдың химиялық топтық құрамының функциясы болады. Температураға байланысты әртүрлі көмірсутек топтары тұтқырлықты өзгертеді. Ең көп тәуелділік ароматты көмірсутекте болса, ең азы алкандарда. Нафтенді көмірсутектер қатынас бойынша алкандарға жақын болады.

3 сурет. Семинидо номограммасы

Тұтқырлық индексі анықтаудың көптеген әдістері бар. Дин және Девис эталлондарды салыстыру әдістері ұсынды: майлардың екі түрлі эталлоны алынды, біріншісі нафтеннен алынған май - Н, екіншісі ароматты қосылыс майы - L. Оларға тұтқырлық индексі 100 және 0 алынады. Тұтқырлықтың индексін келесідей қатынаспен анықтайды:

ТИ = (S ^L ₃₈ - S ^U ₃₈ ) *100/(S ^L ₃₈ - S ^H ₃₈ ) (9)

мұндағы, S ^L ₃₈ , S ^U ₃₈ , S ^H ₃₈ - 38°С температурадағы майдың сәйкесінше тұтқырлығы.

Бұл формула арқылы тұтқырлықтың индексін әрбір май үшін сәйкесінше кестеден есептейді (38 және 99°С температурада) [4] .

1. 3 Көрсеткіштерді анықтау номаграммалары

Тұтқырлық индексін есептеу үшін анықтамалық әдебиеттерде берілген номограмма және сызбанұсқаларды қолданады. Олардың бірі - Г. В. Виноградов номограммасы (4 сурет) .

4сурет. Тұтқырлық индексін анықтау номограммасы

Майларды паспорттау бойынша ТИ анықтау үшін тұтқырлықты 40 және 100°С температурадағы арақашықтығын өлшеу әдісін қолданады (МЕСТ 25371 - 82) .

А әдісі бойынша МЕСТ (майлар үшін ТИ < 100), тұтқырлық индексін келесідей формуламен анықтайды:

ТИ = (ν - ν ₁ ) *100/(ν - ν ₂ ) = (ν - ν ₁ ) *100 / ν ₃ (10)

мұндағы, ν - майдың кинематикалық тұтқырлығы; ν ₁ - 40°С температурадағы кинематикалық тұтқырлық; ν ₂ - 100°С температурадағы кинематикалық тұтқырлық.

Б әдісі бойынша ТИ стандартқа сай есептеуге болады. Тұтқырлық индексі-жалпылама өлщем, әлемнің көптеген елдерінде майдың стандартына кіреді.

Майдың тұтқырлы-температуралық қасиетінің тұтқырлық индексінен басқа да көрсеткіштері бар. Ол-тұтқырлы-таразылық константа( ТТК) .

ТТК май құрамындағы көмірсутектер, тығыздық және тұтқырлық арасындағы байланысты көрсетеді.

ТТК= ( -0, 24-0, 038lg ) /(0, 755-0, 011lg ) (11)

Мұндағы, - салыстырмалы тығыздық;

-кинематикалық тұтқырлық.

ТТК- майдың топтық химиялық құрамына байланысты 0, 75÷0, 90 құрайды. Оның мәні төмен болған сайын тұтқырлық индексі жоғарылайды.

Мұнай өнімдерінің тұтқырлығы ішкі қысымға да тәуелді. Солардың ішінде майдың майлағыш қабілетіне әсер етеді. Май білік пен подшипник арасындағы ішкі қысымын реттеуде маңыздылығы жоғары. Олардың жергілікті қысымы 500 МПа дейін болады.

Тұтқырлықтың қысымға тәуелдігі жалпы түрде келесідей сипатталады:

(12)

Мұндағы, және -атмосфералық және берілген Р қысымдағы тұтқырлықтар; - әрбір май коэффиценті, 0, 23-0, 03 интервал аралығында.

Мұнай және оның өнімдерін келесідей формуламен есептеуге болады:

lg( / ) =0, 0142P(0, 0239+0, 01638 (13)

Практикада барлық мұнай өнімдерінің химиялық құрамын және сапалық фракция көрсеткіштерін араластыру арқылы алады. Бұл процесс арқылы алынған өнімнің көрсеткіштері, оның ішінде тұтқырлық, МЕСТ-қа сәйкес келеді. Көп жағдайда қоспаның тұтқырлығын артық компоненттердің тұтқырлығын анықтау арқылы табады. Өз кезегінде тұтқырлық-адитивті емес қасиет. Сондықтан бұл есепті әдістерді талдау арқылы жүргізеді. Қоспаның тұтқырлығын есептеу үшін эмпирикалық формулалар, номограммалар қолданылады. Ең көп қолданылатын номограмма 5 суретте көрсетілген.

Тұтқырлықты анықтауда үзік сызық арқылы көрсетіледі. q-қоспадағы тұтқыр компоненттер үлесі; 1, 2, 3-тұтқырлық анықтау сызықтары.

5 сурет. Мұнай қоспаларының тұтқырлығын анықтаудың ASTM номограммасы

Жоғарыда көрсетілген сұйық мұнай өнімдері тұтқыраққыш күйге, яғни ньютондық сұйықтарға жатады. Сұйықтар арасындағы ішкі әсерлесуін анықтау арқылы (температура, қысым, ультрадыбыс және электромагниттік өріс) мұнай өнімдерін дисперсті фаза ретінде қарастырады. Мұндай мұнай дисперсті жүйелер (МДЖ) өзінің тұтқырлы сипаттамасымен ерекшеленіп, заңдылығына бағынады. МДЖ бірінші фазалық берілетін шынайы ерітінді болып саналады. Параметрлердің өзгерісінен(қысым төмендеп, температура жоғарласа) дисперсті фазаның үлесі өседі. Соның салдарынан мұздай ұқсастық жүйе пайда болады (2-фазалық ауысу) . Осыдан кейін қозғалыстың толық жоғалуынан (3- фазалық ауысу) коллоидты күйге(гель) түседі. Егер мұнай өнімінің құрамында н-алкандар мөлшері көп болса, гельмен бірге қатты кристалдық заттар түзеледі [6], [4] .

1-және 2-фазалық ауысу аралығындағы мұнай өнімінің құрылымданған тұтқырлы қасиеттері молекулааралық әсерлердің ван-дер-ваальс күштері мен ғана анықталмайды, сонымен қатар кристалл аралық әсерлесудей дисперсті фаза түзілуімен де сипаттайды.

Гель түрдегі немесе қатты заттың (битум, церезин, парафин) тұтқырлығын анықтау үшін қозғалыс кернеуін қолданады.

F/S (14)

Мұндағы, S-беттік қозғалыс ауданы; F-өзара әсерлесу кезіндегі түсірілген күш.

Құрылымданған мұнай өнімінің тұтқырлық қасиетынен соң дисперсті фаза және мұздай ұқсастық күйге келгеннен соң, жүйенің тұтқырлығы ағу режиміне байланысты болады(қабаттардың өзара араласу жылдамдық градиенті) . 6 суретте құрылымданған мұнай өнімінің тұтқырлығының жылдамдыққа тәуелділігі көрсетілген. 1-аймақта құрылымның бұзылуы жүреді, осы кезде тұтқырлық тез төмендейді, бұл барлық жылдамдық градиенті тұтқырлыққа тәуелді заттарға тән. 2-аймақта құрылым толықтай айрырылған соң, жылдамдық тұтқырлыққа тәуелді болмайды, осы кезде диспресті жүйе де қарапайым сұйық секілді болады. Осы диспресті жұйедегі сұйық турбулентті күйге келгенде жылдамдық градиенті жоғарылай бастайды, соған сәйкес тұтқырлық та көтеріледі [3], [8] .

Көмірсутек газдарымен мұнайлық булардың тығыздығы сұйықтармен салыстырғанда өзгеше болады. Егер газ және бу тұтқырлығы жоғарыласа, температура да өседі. Бұл заңдылықты Сазерленд немесе Фрост теңдеулерінен көреміз:

/(Т+С) ] (Т/273) (15)

= ( T / ) (16)

Мұндағы, , - және Т температурадағы сәйкесінше динамикалық тұтқырлық; С-әрбір газ үшін тұрақты шама.

Есептеулерде С мәнін нақты анықтау үшін келесі формула қоладнылады:

С=1, 22*Тқайнау (17)

2 Тәжірибелік бөлім

2. 1 Кинематикалық тұтқырлықты анықтау

Керекті құрал - жабдықтар: шыны вискозиметр, түрлері - ВПЖТ, ВНЖТ немесе ВПЖ, ВНЖ; термостат, резеңке құбыр, струйный насос немесе резеңке груша, секундомер.

әдістің ерекшелігі зерттелетін сұйықтың ауырлық күші әсерінен белгілі көлемде ағып өту уақытымен сипатталады. Зерттеуді қылтүтік шыны вискозиметрде жүргізеді. Анализдеу үшін вискозиметрдің қылтүтігінің 200 с. уақытта сұйық ағып өтуіне байланысты етіп алады. Ол үшін вискозиметрдің ВПЖТ - 1, ВПЖТ - 2, ВНЖТ (МЕСТ) түрлерін қолданады. Лабораториялық практикада Пинкович вискозиметрі қолданылады.

Таза, құрғақ вискозиметрді мұнай немесе оның өнімімен толтырады. Ол үшін отводной құбыр 3 немесе резеңке құбырмен бекітеді. Содан соң коленоны екі саусақпен жауып тұрып, коленоны 1 мұнай тұрған ыдысқа салады да, резеңке грушамен мұнайды М ₂ белгісіне дейін сорады. Мұнайдың құрамында ауа көпіршігі болмауын қадағалау керек.

Вискозиметрді ыдыстан алып, қалыпты жағдайға тез келтіреді. Ішкі колено 1 соңынан артық мұнайды алады және шеткі бөлігіне резеңке құбырды кигізеді. Вискозиметрді термостатқа қондырады, яғни қылтүтікте мұнай деңгейінің ұлғайюы болады. Термостатта 15 минут ұстағаннан соң мұнай 4 созылу биіктігінің 1/3 бөлігіне дейін мұнайды сорып толтырады. 1 коленоны атмосферамен жалғап, М ₁ - ден М ₂ минискіге дейін аққан мұнай уақытын есептейді. Тәжірибені бірнеше рет қайталап, соңғы үш өлшемінің мәндері 0, 2% айырмашылығымен болса, кинематикалық тұтқырлықты σ = С • τ формуласымен есептейді.

Кинематикалық тұтқырлықтың шекті бөлінуі орташа арифметикалық мәнінен жоғары болмауы керек. Μ келесідей мәндерді қабылдайды.

Кесте 1.

Өлшеу нәтижелері

Температура

- 60 ÷ - 30

-30 ÷ 15

15 ÷ 150

Температура: Шекті бөліну

- 60 ÷ - 30: ±2, 5

-30 ÷ 15: ±1, 5

15 ÷ 150: ±1, 2

Мысалы, Жаңаөзен мұнай кен орнының лабораториялық зертханада тұтқырлығын анықтау үшін мұнайдың белгілі температурадағы (t = 70С°), үлгінің тығыздығы - 825 г/см ³ , вискозиметрден ағып өткен орташа уақытын (= 13, 52 с) өлшеп, формулаға қойсақ - с = 0, 0295)

υ = 13, 52 • 0, 0295 = 0, 4 мм ² /с болды.

Ал динамикалық тұтқырлығы η υ • ρ = 825 • 0, 4 = 330 Па • с көрсетті.

Зертханада мұнайдың шартты тұтқырлығын түрлі жүйелердегі техникалық вискозиметрлермен анықтайды. Ең көп қолданылатыны - Энглер вискозиметрі. Бұл әдісте шартты температура қолданылады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.