Определение температурных характеристик

Тепловое свойство

Описание

Теплоемкость

Также называется удельной массовой теплоемкостью и представляет собой тепло, затраченное на нагревание одного грамма нефти на один градус Цельсия. Соответственно, показывает, сколько энергии затрачивается на нагрев нефтесырья.

Замеряется при постоянном давлении и неизменном объеме. Тесно связана с плотностью: чем менее плотное сырье или нефтепродукт (НП), тем сильнее нужно его нагревать. Иными словами, элемент с меньшей теплоемкостью сильнее нагревается.

Нормальные алканы обычно более теплоемкие, чем арены и изоалканы.

Теплопроводность

Распространение теплоэнергии в неподвижном продукте за счет теплопередачи, осуществляемой из-за движения молекул. По характеристике можно проследить перенос энергии от сильно нагретых участков к менее нагретым. 

Связана с составом, давлением, агрегатным состоянием. Например, твердые компоненты более теплопроводные, чем жидкие и газообразные. Сырье с повышенным содержанием парафинов и смол имеет высокий коэффициент теплопроводности. При росте плотности коэффициент уменьшается. При температурном увеличении в жидких веществах – снижается.

Наиболее теплопроводными являются арены, наименее – алканы.

Учитывается при возведении горячих трубопроводов, а также при авариях и промывке танкеров в открытом океане (определяется скопление нефтепродуктов в водоеме).

Энтальпия

Теплосодержание или энтальпия различается для жидкостей и газов. Что касается первых, энтальпия – это тепло для нагревания килограмма соединения от 0^оС до определенного уровня, например, до кипения. Теплосодержание газа больше жидкости на величину теплоты, затраченной на парообразование.

Параметр требуется при производстве НП и синтезировании газа, т.к. позволяет определить требуемые объемы кислорода, водяного пара и горючего.

Теплота испарения

Энергия, требуемая для испарения массовой единицы при неизменных температурных условиях и давлении. Зависит от фракционного состава: чем он сложнее, тем выше теплота, используемая для испарения. Алканам нужно меньше энергии для перехода в газообразное состояние, чем аренам, при одинаковой массе.

Учитывается при переработке сырья.

Теплотворная способность

Иное название – теплота сгорания. Предполагает тепло, выделенное при сгорании 1кг продукта.

Выделяют низшую и высшую, отличающиеся на количество теплоэнергии от конденсации нефтяных паров. В расчетах применяется низшая, начинающаяся для углеводородов (УВ) с отметки в 41–42 тыс. кДж/кг.

Горючая нефть является базой для производства разных топливных составов благодаря наивысшей способности к выработке тепла при сгорании по сравнению с другими известными соединениями. На основе полученных данных можно решить, для создания какого конкретного топливного товара подойдет добытое сырье.

t помутнения

Температура, при которой углеводород меняет прозрачность и становится мутным, по сравнению с параллельно исследуемым образцом. Процедура опыта описана в ГОСТе 5066-91.

Показатель характеризует низкотемпературные качества, особенно это важно для дизтоплива, становящегося мутным в пределах -35-0^оС. Преждевременное помутнение свидетельствует о наличии примесей и воды, образующих частицы льда.

t кристаллизации

Максимальная температура, при которой невооруженным глазом видно первое появление в топливе кристаллов. Измеряется для контроля качества авиационного горючего. Кристаллические образования приводят к поломке двигателей и других рабочих элементов топливной системы.

Предельная температура фильтруемости

ПТФ – это t_max , когда охлажденное топливо перестает проходить через фильтр, частицы оседают на поверхности и забивают отверстия. Это еще один низкотемпературный параметр, отражающий начало кристаллизации. Важен для «тяжелого» дизтоплива.

t застывания

Характеризуется моментом прекращения свободного движения жидкости. При охлаждении состав становится более вязким, образуются кристаллы парафина и церезина, формирующие сетку или каркас. Подвижное вещество, находящееся в этой сетке, не способно свободно течь.

Параметр особо значим в зимнее время, т.к. на замерзшем бензине или керосине не сможет функционировать ни одно транспортное средство. Благодаря нему удается совершенствовать производственную технологию, добавляя присадки, задерживающие данный процесс. Также тех.характеристика дает возможность оценить условия добычи сырой нефти, транспортировки по нефтепроводам, себестоимость перекачки и т.д.

t плавления

Фазовый переход УВ из твердого в жидкое состояние, характеризующийся разрушением кристаллической решетки и выделением некоторой теплоэнергии при равномерном нагреве.

Регистрируется несколькими методами.

1. По ГОСТ 20287-74: происходит наблюдение за пробиркой с нефтяной жидкостью и фиксация градусов, когда соединение станет настолько густым, что при наклонении пробирки под углом в 45 градусов проба останется неподвижной минимум на одну минуту. Подход трудоемкий, т.к. приходится тщательно следить за изменениями образца, постоянно поворачивая пробирку, и недостаточно точный.

2. РД-39-3-812-82: емкость с образцом замораживают, вставляют в штатив под 45 ^о, и ожидают момент, когда слой сдвинется на 1 мм. Неприменим к высокопарафинистым УВ.

3. С помощью дериватографа с подключенным термостатом: образец сравнивается с эталонным, прибор выдает термограмму, по которой показатель определяется с высокой степенью точности. Однако оборудование громоздкое и дорогостоящее.

4. С применением портативного мультиметра, производящего автоматические расчеты. Метод простой и довольно точный.