Электрические свойства нефти

Безводная нефть и нефтепродукты являются диэлектриками. Значение относительной диэлектрической постоянной ε нефтепродуктов около 2, что в 3-4 раза меньше, чем у стекла и фарфора. У безводных, чистых нефтепродуктов электропроводность совершенно ничтожна. Твердые парафины применяются в электротехнической промышленности в качестве изолятора, а специальные масла - для заливки трансформаторов, конденсаторов и другой аппаратуры. Нефтяные масла применяются для изоляции токонесущих частей и отчасти для отвода тепла. Высокие диэлектрические свойства нефтепродуктов способствуют накоплению на их поверхности зарядов статического электричества. Их разряд может вызвать искру, а следовательно, загорание нефтепродуктов, что приводит к пожарам и взрывам. Образование статического электричества может произойти от ряда самых разных причин. Например, при перекачке нефтепродуктов в результате трения о трубы или ударов жидкой струи возникают заряды, иногда очень высокого напряжения. Надежным методом борьбы с накоплением статического электричества является заземление всех металлических частей аппаратуры, насосов, трубопроводов и т.п.

7.Оптические свойства нефти. Это цвет, показатель преломления, оптическая активность и т.д. Многие из этих показателей вносятся в госты. По некоторым оптическим показателям можно судить о глубине очистки нефтепродуктов, о возрасте и происхождение нефти. Все оптические свойства нефти существенно зависит от химической природы. Все углеводороды нефти бесцветные, цвет нефти и нефтяных фракций придают или САВ или сернистые соединения. Чем тяжелее нефть, чем больше в ней САВ, тем темнее ее цвет. Если нефти белые, то их плотность составляет 0,078(невысок), т.е. эта нефть близка к газоконденсатным фракциям. Если нефть красная, то плотность равна 0,81 т.е. эта нефть в богата бензино-керосиновыми фракциями. Все тёмные нефти имеют плотность до 0,9.Цвет таким нефтям придают ВМС в которые входят C,O,S,H часто N и металл. Соответственно чем тяжелее нефть, тем больше в ней указанных веществ и тем темнее цвет. При глубокой очистки нефтяных дистиллятов можно получить бесцветный нефтепродукт даже такие высокомолекулярные как масла и парафины. Флуоресценция - это свечение в отраженном свете. Это явление характерно для сырых нефтей и нефтепродуктов. Причины этого неизвестны, но установлено, что различные полициклические ароматические углеводороды способны к флуоресценции и при добавлении их к нефти вызывают ее свечение. Практическое значение пока это явление не имеет, но флуоресценцию необходимо гасить, если фракции нефти используются как рабочая жидкость каких-либо приборов. Под оптической активностью понимают способность веществ вызывать поворот плоскости полимеризации проходящего через них плоско поляризованного света. Так как такое явление характерно для большинства нефтей, то считают что это доказательство органического происхождения нефти, т.к. оптич. активность присуща только органич. соед-ям. УВ с темп-ой выкипания до 200 не обладает способностью вращать плоскость поляризации, больше такой склонностью обладают более тяжелые нефти, в которых может присутствовать асимметричный атом углерода. При переходе световых лучей из одной среды в другую их скорость и направление меняются. Это явление называется рефракцией. Показатель преломления является характерной константой вещества. При переходе светового луча из воздуха на поверхность какого-либо тела он частично отражается и частично проходит внутрь тела, при этом он изменяет свое направление, т.е. преломляется. Отношение синуса угла падения (α₁) к синусу угла преломления (α₂) называется показателем преломления (n): n = sinα₁ / sinα₂. Показатель преломления (n) для данной среды – величина постоянная. Показатель преломления зависит от длины волны падающего луча и температуры. Чаще всего определяют показатель преломления для источника света с желтой линией спектра натрия (D). С повышением температуры показатель преломления понижается. Поэтому необходимо указывать температуру, при которой проводилось определение (n_D^t). Показатель преломления определяют для того, чтобы установить чистоту индивидуальных соединений, а также для определения состава бинарных углеводородных смесей. Удельная рефракция (R) является производной показателя преломления (n_D): R = (n_D – 1) / ρ = const (формула Гладстона – Даля),где ρ – плотность продукта, измеренная при той же температуре, что и показатель преломления. Молекулярная рефракция (R_М) - это произведение удельной рефракции (R) на молекулярную массу (М): R_М = (n_D – 1) М / ρ = (n_D – 1) V,где М – молекулярная масса; V – молекулярный объем исследуемого вещества.

8.Теплопроводность, теплоёмкость, теплосодержание

Эти свойства углеводородов зависят от их молекулярного состава, строения молекул, от температуры и давления. В связи с этим все теплофизические константы углеводородов нефти и ее фракций зависят от соответствующих свойств входящих компонентов и тесно связана с такими показателями как плотность, молекулярная масса и средняя температура кипения исследуемого продукта. Влияние химического состава на физические и тепловые свойства учитываются величиной характеризующего его фактора. Теплопроводность - способность материальных тел к переносу энергии (теплообмену) от более нагретых частей тела к менее нагретым частям тела, осуществляемому хаотически движущимися частицами тела (атомами, молекулами, электронами и т. п.). Этот параметр зависит от температуры. Для газов и паров этот показатель увеличивается с увеличением температуры, а для жидкости уменьшается с увеличением температуры. При этом наиболее теплопроводность характерна для алканов и для би- и трициклических структур с длинными боковыми цепями. Теплоемкость(Дж/К) - это показатель, который зависит от плотности и температуры. В некоторой степени на этот показатель влияет химический состав нефтяных фракций. Физический смысл: если подводить теплоту с одинаковой скоростью к нефтепродуктам с разной теплоемкостью, то тот продукт, который обладает меньшей теплоемкостью нагревается до более высокой температуры (т.е. теплоемкость тела равна количеству теплоты, поглощенному телом при нагревании или выделенному при его охлаждении на 1К.). Обычно для подсчета теплоемкости жидких нефтепродуктов используют уравнение Крега. Для определения теплоемкости можно использовать различные графические зависимости, которые в основном получены для нефтепродуктов не более 12. При другом значении характеризующего фактора (более 12) определенные или найденные значения теплоемкости увеличивается путем умножения на поправочный коэффициент, который определяют по поправочному графику. Теплоемкость смеси нефтепродуктов подчиняется правилу аддитивности, и зная состав смеси можно по теплоемкостям и массовым долям компонентов составляющих смесь определить теплоемкость нефтепродукта. Теплоемкость может выражаться в массовых и мольных единицах(Дж/кг·К или Дж/моль·К). Мольные теплоемкости рассчитываются как произведение теплоемкости на ее молекулярную массу, мольная теплоемкость зависит от температуры и молекулярной массы. Теплосодержание(энтальпия)(Дж/кг). Различают теплосодержания для жидкостей и паров. Теплосодержанием жидкости называют количество теплоты, которую необходимо сообщить 1 кг данной жидкости чтобы нагреть её от нуля до заданной температуры. На энтальпию нефтяных фракций влияет их плотность и химический состав. Энтальпия паров это количество теплоты которое необходимо для нагрева жидкого продукта до данной температуры испарения этого продукта при данной температуре и далее для перегрева паров. Теплосодержание паров зависит от химического состава и от давления, так как давление влияет на теплоту испарения. Необходимо отметить, что давление не влияет на энтальпию идеальных газов, но энтальпия паров нефтепродуктов снижается при увеличении давления. Чтобы определить энтальпию нефтепродукта при повышенном давлении сначала определяют энтальпию при атмосферном давлении и из полученного давления вычитают поправку которую определяют по формулам. В них используется средняя молекулярная масса нефтепродуктов, а также приведенные значения давления и температуры. Для расчета энтальпии жидких продуктов и нефтяных паров с учетом их плотности при различных температурах используются графические зависимости. Исходя из определения энтальпии жидких продуктов и нефтяных паров следует, что теплота испарения(конденсации) может быть вычислена как разность значений энтальпий для паров и жидкости.