Электрические свойства нефтей

Нефть – диэлектрик. Диэлектрическая проницаемость (ε) показывает, во сколько раз взаимодействие между электрическими зарядами в данном веществе меньше, чем в вакууме, при прочих равных условиях. Теоретически считается, что если у вещества ε < 2,5, то вещество считается диэлектрик. Величины диэлектрической проницаемости изменяются в следующих диапазонах: для воздуха → 1 – 1,0006; для нефти → 1,86 – 2,38; для нефтяного газа → 1,001 – 1,015; для смол и асфальтенов → 2,7 – 2,8; для воды → 80 – 80,1.

С увеличением минерализации диэлектрическая проницаемость будет падать. Например, для растворов NaCl в воде при концентрации NaCl равной 5,6 % диэлектрическая проницаемость воды равна – 69,1, а при концентрации NaCl равной 10,7 % диэлектрическая проницаемость уменьшится до 59.

Электрические свойства зависят от содержания асфальто-смолистых веществ в нефти и с увеличением их содержания можно говорить и об электрической проводимости нефти. Величина удельной электропроводности (γ, ом·м^-1) нефтей изменяется в диапазоне → 0,5 · 10^-7–0,5 · 10^-6; газоконденсатов и светлых нефтепродуктов → 10^-10 – 10^-16 [ом· м]^-1.

Молекулярная масса

Молеккулярная масса -важнейшая характеристика нефти. Этот показательдает среднее значение веществ, входящих в состав той или иной фракций нефти и позволяет сделать заключение о составе нефтепродуктов. Он широко применяется для расчетов аппаратов подготовки и переработки нефтей. Молекулярная масса связана с температурой кипения продуктов и используется для определения молекулярной рефракции, парахора (эмпирическая зависимость, позволяющая охарактеризовать химический состав нефтяных фракций) и др.

Молекулярная масса узких — пятидесятиградусных — фракций различных нефтей с одинаковыми пределами перегонки имеет достаточно близкие значения. Определение молекулярной массы нефтепродуктов, как и индивидуальных веществ, проводят 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 применяют криоскопический, эбуллиоскопический и реже осмометрический методы. Кроме того, существуют приближенные расчетные методы.

Наиболее распространенной эмпирической формулой для определения молекулярной массы нефтепродуктов является зависимость Воинова:

М_ср = а + bt_ср + ct²_ср,(4.19)

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

tср — средняя температура кипения нефтепродуктов, определяемая посоот­ветствующим таблицам или номограммам.

Для алканов формула Воинова имеет вид:

М_ср = 60 + 0,3 · t_ср, + 0,001·t²_ср.(4.20)

для циклоалканов:

М_ср = (7·К - 21,5) + (0,76 - 0,04·K) ·t_ср + (0,0003·K - 0,00245)· t²_ср,(4.21)

где К — характеристический фактор, который колеблется в пределах 10,0— 12,5 (по данным Гурвича И.Л.).

Молекулярная масса связана с температурей кипения и показателем преломления:

lg М = 1,939436 + 0,0019764·t_кип + lg (2,1500 – n²²_D),(4.22)

где tкип — средняя температура кипения фракции.

Расчет по этому уравнению дает довольно точные результаты. Для фракций с молекулярной массой 70—300 (керосин — легкие смазочные масла) можно использовать корреляцию: М —t_кип. —ρ²⁰₄. Для более узких тяжелых, фракций (240— 590) можно пользоваться зависимостью: М— n²²_D —t_пл.Для нахождения молекулярной массы этими методами имеются номограммы.