III. Физические свойства нефти и нефтепродуктов

1. Температуры кипения нефтяных фракций

Поскольку нефть и ее фракции не являются индивидуальными веществами, а представляют сложную смесь различных углеводородов и их соединений, нефтяные фракции выкипают не при фиксированной температуре, а в интервале температур. В связи с этим при расчетах пользуются понятием средней температуры кипения. В зависимости от способа усреднения различают следующие температуры кипения: средне-объемную (t_ср.об), средне-молекулярную (t_cр.мол), средне-массовую (t_cр.масс), средне-кубичную (t_cp.куб) и средне-усредненную (t_ср.уср) . Значения этих температур кипения могут быть определены из следующих уравнений:

средне-объемная температура кипения

(1)

средне-массовая температура кипения

(2)

средне-молекулярная температура кипения

или (3)

где

средне-кубическая температура кипения

средне-усредненная температура кипения

где m₁, m₂,…, m_n - массы (или % масс.) отдельных фракций; V₁, V₂,..., V_{n -} объемы (или % объемн.) отдельных фракций; N₁, N₂,...,N_n - моли (или % мол.) отдельных фракций; М_i - молекулярная масса отдельных фракций; t₁, t₂,.., t_n, t_i - среднеарифметические значения температур кипения фракций, °С; x_i - содержание узких фракций, мольные доли; - объемная доля компонента.

Средне-объемная температура кипения (t_cp.об) определяется наиболее просто по данным разгонки по ГОСТ

(4)

При отсутствии кривой объемной разгонки можно пользоваться кривой ИТК, приближенно оценивая t_ср.об как температуру кипения фракции, равную температуре выкипания 50%. Для узких фракций t_ср.об можно определить как среднеарифметическое значение между началом и концом кипения фракции. Характеристические точки кипения можно определить по графику Приложения 2 в зависимости от t_ср.об и угла наклона кривой разгонки по ГОСТ.

Пример 1. Дана разгонка фракции нефтепродукта по ГОСТ: 10% - 140°С, 30% - 174°С, 50% - 227°С, 70% - 230 °С, 90% - 260 °С. Определить температуры кипения (t_{ср. об}, t_{ср. мол}, t_{ср. масс}, t_{ср. куб}, t_{ср. уср}).

Решение. Определяют средне-объемную температуру кипения

Угол наклона кривой разгонки

По графику Приложения 2 определяем корректирующие добавки и рассчитываем соответствующие температуры кипения

t_{ср. мол}, = 200°С - 14 = 186°С t_{ср. куб} = 200°С - 3 = 197°С

t_{ср. масс} = 200°С + 3 = 203°С t_{ср. уср} = 200°С – 9 = 191°С

Задача 10. Дана разгонка фракции нефтепродукта по ГОСТ. Определить температуры кипения (t_ср.об., t_{ср.мол.,} t_{ср.масс.,} t_{ср.куб.,} t_ср.ус.)

% отгонки	вариант
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	Температуры кипения фракции
10	50	45	120	126	130	200	200	210	220	230
30	70	75	150	150	260	220	280	270	360	290
50	90	90	190	174	325	280	370	380	400	390
70	130	109	220	200	355	300	550	530	520	560
90	160	181	320	350	430	500	600	610	625	655