Курсовая теория на тему Пластичные свойства нефти и нефтепродуктов (пенетрация адгезия и т.д)

Содержание:

Введение 3
1. Вязкость нефти и нефтепродуктов и ее технологические параметры 5
2. Пластичные свойства битумов 11
2.1. Пенетрация и дуктильность битумов 11
2.2. Агдезия и смежные свойства битумов 20
Заключение 24
Список использованной литературы 26

Введение:

Нефтепродукты применяются практически везде: изготовление топлива, резины, пластика, медикаментов, косметики и пр. Такая универсальность обусловлена тем, что сырая нефть и продукты ее перегонки обладают уникальными характеристиками, определенный набор которых позволяет получать самые разные по назначению вещества. Основные свойства нефтепродуктов, в том числе пластичные, вытекают из их пенетрации, вязкости, коэффициента объемного расширения, дуктильности и пр.
Нефть представляет собой природную маслянистую, легковоспламеняющуюся жидкость с характерным запахом, от светло-желтого до коричнево-бурого и черного цвета (иногда встречается изумрудно-зеленая и даже практически бесцветная нефть). К ним относятся: газы (углерод С1-С4); углеводородные жидкости (С5-С16); парафины (от С17). Химия нефти – это сложная смесь органических углеводородных соединений, строение которых различно. В связи с этим, состав нефти, добытых на разных месторождениях, зачастую сильно отличается.
Согласно российскому госстандарту Р 51858-2002 нефть делится на:
 сырую нефть, которая является природной ископаемой углеводородной смесью в жидкой форме, с широким физико-химическим составом; в ней также содержатся – вода, растворенный газ, набор минеральных солей и различные примеси механического характера; она выступает в качестве основного сырья при производстве жидких углеводородных энергоносителей (бензин, дизтопливо, мазут, керосин), а также смазочных видов масла, кокса и битума;
 товарную нефть, представляющую собой нефть, которая подготовлена к поставке потребителям согласно требованиям действующих нормативов.
Оба этих вида обладают рядом пластичных свойств, каждый из который оказывает определенное влияние на качество конечного продукта, а значит должна существовать четкая методика расчета данных свойств.
Целью данной работы является изучение основных пластичных свойства нефти и нефтепродуктов.
Задачи работы:
 Изучить вязкость нефти и нефтепродуктов и ее технологические параметры,
 Рассмотреть параметры пенетрации и дуктильности (растворимости) битумов.

Заключение:

Проницаемость (пенетрация) битума характеризуется глубиной проникания стандартной иглы в битум за 5 сек. при определенной нагрузке и температуре. Обычно употребляется нагрузка 100 г и температура 25°. Проницаемостью битума характеризуется его твердость.
Величина проницаемости битума и изменение ее при нагревании является важным показателем, так как при употреблении в дело бйтум подвергается воздействию высокой температуры.
Степень изменения проницаемости от воздействия высоких температур обычно определяется путем нагревания битума в течение 5 час. до температуры 163° и измерения проницаемости полученного остатка. Проницаемость после нагревания должна составлять не меньше 40% от первоначальной.
Растяжимость (дуктильность) характеризует способность битума вытягиваться в нить при определенных условиях. Это свойство определяет пластичность и цементирующую (клеящую) способность битума.
Образование пространственной структуры или просто выпадение в осадок отдельных компонентов при охлаждении нефтепродуктов (например, кристаллизация парафинов в дизельных топливах и смазочных маслах) крайне нежелательно. Это явление создает серьезные трудности при эксплуатации горюче-смазочных материалов в условиях низких температур, вызывая образование пробок в топливопроводах, забивание фильтров, что приводит к отказам в работе двигателей.
Характер кристаллизации парафинов (церезинов) при охлаждении топлив и масел зависит от скорости зарождения кристаллизационных центров и скорости роста кристаллоп. Чем ниже температура, тем выше скорость зарождения центров кристаллизации, но меньше скорость роста кристаллов. Поэтому обычно при относительно высоких температурах образуется небольшое число крупных кристаллов, а при низких температурах—- много мелких. Кроме того, на кристаллизацию оказывают влияние свойства кристаллизующихся компонентов (температура и теплота плавления) и среды (вязкость); их растворимость в данной нефтяной фракции; наличие в составе нефтепродукта поверхностно-активных веществ и различных примесей; скорость охлаждения нефтепродукта, степень перемешивания и разность между температурой нефтепродукта и температурой насыщения.
Температура кристаллизации углеводородов, как правило, повышается по мере увеличения их молекулярной массы и температуры кипения.
Кристаллизация парафина сопровождается помутнением нефтепродукта. Появление «облаков» мелких кристаллов в массе нефтепродукта считается моментом помутнения. Температура, зафиксированная при этом, называется температурой помутнения. Это эксплуатационная характеристика.

Фрагмент текста работы:

Вязкость, наряду с плотностью, одно из важнейших физических свойств нефти. Кинематическая вязкость нефти изменяется в широких пределах: от 2 до 300 мм2/с (20 °С). Однако в среднем вязкость большинства нефтей не превышает 40 – 60 мм2/с. По вязкости определяют и рассчитывают следующие технологические параметры :
• подвижность нефти в пласте при ее добыче
• скорость фильтрации в пласте
• тип вытесняющего агента
• мощность выкачивающего насоса
• условия транспортировки по нефтепроводу.
Зная вязкость нефти, можно грубо оценивать ее состав. Основная закономерность — это увеличение вязкости с возрастанием молекулярного веса фракций. Чем нефть тяжелее, тем, соответственно, больше в ее составе тяжелых фракций, и тем выше ее вязкость. Таким образом, высоковязкая нефть содержит в своем составе большое количество смолисто-асфальтеновых веществ, что делает переработку такой нефти более трудоемкой.
Формула расчета вязкости нефти:
f=n S ∆v/∆h
Коэффициент пропорциональности η, присутствующий в формуле, и зависящий от молекулярных сил сцепления жидкости, получил название коэффициент внутреннего трения, или динамическая вязкость.
Динамическая вязкость определяется по формуле Пуазейля [4, 49 c.]:
n=(π P r^4)/(8 v L)
где (P) – давление, под которым движется жидкость объемом (v), при протекании через капилляр длиной (L) и радиусом (r) за время (t).
В системе СИ динамическая вязкость выражается в паскаль-секундах (Па·с), а в системе СГС – в пуазах (пз). 1 Па·с = 10 пз.
Большее распространение, в частности, для характеристики вязкости нефти, топлив, масел и др., получила кинематическая вязкость (удельный коэффициент внутреннего трения), которая представляет собой отношение коэффициента динамической вязкости вещества к его плотности.
V=n/p
В системе СИ кинематическая вязкость выражается м2/с, в системе СГС — в стоксах (Ст). 1 Ст = 10-4 м2/с.
В нефтехимии широко используются также условная и относительная вязкости.
Условная вязкость (ВУ) определяется отношением времени истечения определенного объема образца ко времени истечения того же объема стандартной жидкости через вертикальную трубу заданного диаметра и длины при одинаковых условиях.
Стандартно (ГОСТ 6258 — 85) используют 200 см3 определяемой жидкости и столько же дистиллированной воды, и определяют время их истечения с помощью специального вискозиметра при 20 °С. Выражается условная вязкость в градусах Энглера (°E, градус ВУ).
Относительная вязкость – это отношение коэффициентов динамической вязкости определяемого раствора (μ) к коэффициенту динамической вязкости чистого растворителя (μ0) при определенных условиях: