Перевод градусов API в относительную плотность

В России введен в действие ГОСТ Р 51069-97 «Метод определения плотности, относительной плотности и плотности в градусах API ареометром», который является аутентичным переводом национального стандарта США ASTM D 1298 «Стандартный метод определения плотности, относительной плотности (удельного веса) или плотности в градусах API сырой нефти и жидких нефтепродуктов ареометром» с требованиями для применения в России.

Данный стандарт распространяется на сырую нефть, нефтепродукты, смеси нефтей и жидкие нефтяные продукты и устанавливает метод определения плотности, относительной плотности (удельного веса) или плотности в градусах API с помощью стеклянного ареометра.

В стандартах на нефть и нефтепродукты плотность не нормируется, однако определять её по ГОСТу обязательно. Это необходимо для учёта расхода и движения нефтепродуктов на нефтескладах и заправочных станциях, так как приход фиксируют в единицах массы (кг, т), а расход при заправке автомобилей учитывается в единицах объёма (л). Поэтому для пересчёта топлива из единиц массы в единицы объёма и обратно нужно знать плотность получаемых и отпускаемых нефтепродуктов.

Молекулярная масса. Как и плотность, молекулярная масса является опорной характеристикой, используемой для расчета ряда других показателей, для анализа группового состава нефтяных фракций. Это важная характеристика, вплотную подводящая к решению вопроса о структуре составляющих нефть компонентов. Нефть и нефтяные фракции состоят из соединений с разной молекулярной массой, поэтому о молекулярной массе можно говорить как об усредненной величине.

Молекулярная масса изменяется в широких пределах, но для большинства нефтей она колеблется в пределах 220 - 300. Она возрастает, так же, как и плотность, для нефтяных фракций с повышением температуры кипения.

Первый представитель жидких углеводородов нефти – пентан – имеет ММ72.

По мере увеличения пределов кипения нефтяных фракций молекулярный вес их (M) плавно увеличивается от 90 (для фракций 50—100°С) до 480 (для фракции 550—600°С).

Определение молекулярной массы нефтепродуктов, как и индивидуальных веществ, проводится различными методами, что объясняется разнообразием свойств этих продуктов. Очень часто способ, пригодный для определения молекулярной массы одних продуктов, совершенно непригоден для других.

В аналитической практике применяются различные методы. Кроме того, существуют приблизительные расчетные методы.

Наиболее распространенной эмпирической формулой для определения молекулярной массы нефтепродуктов является зависимость, установленная Воиновым:

где а, b, с — постоянные, различные для каждого класса углеводородов;

tср – средняя температура кипения нефтепродукта, определяемая по соответствующим таблицам.

Для алканов формула Воинова имеет вид:

Молекулярная масса связана с температурой кипения и показателем преломления (n_d²⁰ ) следующим выражением:

где t_кип – средняя температура кипения фракции.

Расчет по этому уравнению даёт довольно точные результаты.

Молекулярные веса отдельных нефтяных фракций обладают свойством аддитивности. Поэтому для смесей нефтепродуктов можно рассчитать средний молекулярный вес, зная молекулярный вес отдельных компонентов и их содержание в смеси.

Молекулярный вес важен при изучении состава отдельных, лучше всего достаточно узких фракций, например, отобранных через 50° (табл.3). Величина молекулярного веса лежит в основе современных методов группового анализа нефтяных фракций. Кроме того, молекулярный вес имеет значение при переходе от йодных или бромных чисел к реальному содержанию ненасыщенных соединений в нефтепродуктах. Для этого бывает достаточно располагать приближенным молекулярным весом.

Таблица 3