Найважливіші фізико-хімічні властивості нафти.

Нафта являє собою грузлу маслянисту рідину з характерним запахом. Колір залежить від розчинених у ній смол – від чорного, буро-зеленого, жовто-зеленого до безбарвного. Багато видів нафти флуоресцирують (легкі нафти освітяться блакитним, важкі – бурим і жовто-бурим кольором).

У Н₂О нафта практично не розчинна, але іноді утворить з нею стійкі емульсії.

Щільність r = 730 ¸ 1060 кг/м³

якщо r < 900 кг/м³ – нафта «легка» (чи бензинова),

якщо r > 900 кг/м³ – нафта важка.

Щільність суміші декількох чи фракцій нафтопродуктів, що містяться у нафті може бути підрахована за правилом змішшування, якщо зневажити незначними змінами обсягу суміші в порівнянні із сумою обсягів компонентів.

При зменшенні температури щільність нафтопродукту збільшується за законом, знайденому Д.І. Менделєєвим:

де a - температурне виправлення.

Для легкої нафти a = 0.000515, для важкої – a = 1.000.

Температура кипіння в залежності від сполуки нафти характеризується не постійною температурою, а межами. Однак у деяких випадках властивість даної нафтової фракції прирівнюється до властивостей індивідуального вуглеводню, зміст якого в нафті більше і називається середня температура:

Розрізняють:

t_ср вагова

;

t_cp молекулярна

де n – число моль.

Молекулярна вага залежить від хімічного складу:

– формула Б. Войнова.

Для нафтопродуктів різної хімічної природи можна користатися наступною формулою Б. Войнова:

де К = 10 ¸ 13 – фактор, що враховує хімічну природу нафтопродукту;

К мінімально для ароматичних нафтопродуктів; максимально – для алканов.

М_ср нафти – 220 ¸ 240;

бензину – 100 ¸ 120;

гасу – 185 ¸ 200;

газойля – 210 ¸ 240;

малов'язкого мастила - 300 ¸ 360;

високов'язкого мастила – 370 ¸ 500;

мазуту – 370 ¸ 400.

Пружність паривизначає летючістю і температурою їх кипіння. Зі зменшенням температури нафтових фракцій пружність кожного з них зростає.

Пружність

В'язкістьнафтизалежить від сполуки:

– коефіцієнт в'язкості.

n – кінематична в'язкість при температурі 0°, 50° і 100°.

– індекс в'язкості.

– в'язкістно-вагова константа (чим менше ВВК, тим краще в'язкостні якості).

Температура замерзання – контролюється для світлих моторних палив – максимальна температура, при якій у паливі при його охолодженні виявляються неозброєним оком кристалики льоду.

Температура помутніння – максимальна температура, при якій світле і прозоре паливо починає каламутніти унаслідок виділення крапельок Н₂О, кристалів чи льоду кристалів вуглеводню.

Температура застигання (12 ¸ 80°С) – температура втрати рухливості рідини; залежить від змісту в нафті твердих речовин.

Температура плавлення – температура, при якій нафтопродукт переходить, у строго стандартних умовах, із твердого стану в рідке.

Температура краплепадіння – визначається тільки для консистентних змащень, вазеліну й ін.

Температура розм'якшення – визначається тільки для нафти та бітуму.

Температура спалаху – температура, при якій суміш повітря і пар нафтопродукту, що нагріваються у визначених умовах, при піднесенні вогню, спалахує.

Температура самозапалювання– це температура, коли нафтопродукт, нагрітий до визначеної температури загоряється в атмосфері повітря.

бензин t_спал = 498 ¸ 548 К

дизельне паливо t_спал = 513 ¸518 К

гаси = 533 ¸ 538 К

У залежності від температури самозапалювання встановлено 5 груп вибухонебезпечних сумішей:

Т₁$723 К;

Т₂= 573 - 723 К

Т₃= 473 - 573 К

Т₄= 408 - 473 К

Т₅= 373 – 408 К

Вибухонебезпечністьнафтопродукту залежить відспіввідношення суміші його пару з повітрям. Пари легко займистих рідин відносяться до вибухонебезпечних якщо температура запалення 318 К и нижче.

Пари легко займистих і пальних рідин з температурою запалення більш 318 К відносяться до пожежоопасним.

Розрізняють нижню і верхню межі вибухонебезпечності пари нафтопродуктів при температурі 293 К (% пара у повітрі).

	Нижня межа	Верхня межа
Бензин	0.76
Газ	1.4	7.5
Лігроін	1.4
уайт-спіріт	1.4

Токсичність - властивість нафти і нафтопродуктів робити отруйна дія на організм людини. Особливо токсичні пари сірчистих нафтей і нафтопродуктів, а також этилованих бензинів. Отруєння парами нафтопродуктів може здійснюватися від їхнього вдихання.

Гранично-допустимі концентрації мг/л шкідливих пар нафтопродуктів у повітрі робочих зон нафтових баз і насосних станцій магістральних нафтопроводів:

бензин-розчинник	0,3
Бензин	0,1
Газ	0,3
Н₂S	0,01
тетраэтилсвинець (З₂Н₅)₄Рb – присадка, що додається до сполуки бензину	5×10^-6

Склад нафти:

I. Груповий	алкани (парафіни) – до 70% циклани (циклопарафіни; нафтени) – до 75% ароматичні вуглеводні – до 35% домішки, алкени, алкадієни
II. Елементарний	v_З = 83 ¸ 87 % v_Н = 12 ¸ 14 % v_N = 0.01 ¸ 3 % v_ПРО = 0.1 ¸ 2 % v_S = 0.03 ¸ 1.7 %

III. Фракційний. Фракція нафти – частка, що википає у визначений інтервал часу. він визначається поділом нафти по різній температурі кипіння його складових частин.

IV. По хімічній природі. Нафту розділяють у залежності від сполуки вуглеводної частини:

1) алкано-цикланові чи парафіно-нафтенові;

2) циклано-алканові чи нафтено-парафінові;

3) циклано-ароматичні;

4) алкано-циклано-ароматичні.

1) містить до 20 % і більш бензинових фракцій;

2) 10 – 20 % бензинових фракцій;

3) 0 – 10 % бензинових фракцій;

4) бензинових фракцій практично немає, 30 – 70 % смолистих речовин.

Неуглеводна частина нафти – це кисневі сполуки, куди входять:

1) смолисто-асфальтні речовини;

2) нафтові смоли;

3) м'які асфальти;

4) тверді асфальти (асфальтени);

5) карбени	вуглеподобні речовини з дуже низьким вмістом Н₂
6) карбоіди

7) нафтенові компоненти (R = 7 ( 30):

R – C = O

COOH

8) сірчисті сполуки

Н₂S; RSH – тіоспирти; R-S-R – тіоефири; дисульфіди R-S-R; елемент S.