Плотность Нефти

 

Плотность - один из основных физических параметров и качественных характеристик сырой и товарной нефти. Относительная плотность нефти обычно варьируется в пределах 0,83 – 0,96.

Зная плотность нефти, можно сделать некоторые выводы о ее химическом и фракционном составе, то есть предположить какие компоненты преобладают в смеси, что в свою очередь влияет на стоимость сырья. Чем легче нефть, тем выше в ней содержание наиболее ценных легких фракций, тем меньше требуется усилий для ее переработки, и, соответственно, тем она ценнее. Ярким представителем легкой нефти является американский сорт WTI, который по-другому так и называется - Light Sweet, что в переводе с английского языка означает «легкая и сладкая» (сладкая в данном случае означает малосернистая). Некоторые виды легкой нефти, например, так называемые «белые нефти», имеют плотность всего 0,75 – 0,77.

В тяжелой нефти, наоборот, содержится большое количество высокомолекулярных примесей, таких как, смолисто-асфальтеновые вещества, что делает переработку довольно ресурсно-затратной. Поэтому и стоят тяжелые сорта нефти существенно дешевле легких сортов. Такие нефти имеют плотность, близкую к единице.

 

Таким образом, плотность – неотъемлемая характеристика каждого сорта нефти.

Кроме этого плотность нефти нужно знать при пересчете ее количества из объемных единиц в массовые, и наоборот, что необходимо при приемке, учете и отгрузке на нефтеперерабатывающих заводах и при транспортировке. При этом учитывается температура окружающей среды, а также климатический пояс, время года и пр. Следовательно, данные о плотности нефти необходимы не только для расчетов технологических процессов, но и для экономического планирования.

 


Плотность как физическая величина


 

Плотность – это отношение массы тела к занимаемому им объему.

 

 ρ = M  

ρ - плотность вещества

M - масса вещества

V - занимаемый объем

V

 

Вычисляемое по данной формуле значение называют также абсолютной плотностью. В системе СИ данная величина выражается в кг/м3.

На практике же чаще всего прибегают к определению так называемой относительной плотности – отношению абсолютной плотности исследуемого вещества к абсолютной плотности какого-либо эталона при определенной температуре.

 

 ρ = M  

ρ - плотность вещества

M - масса вещества

M1 - масса эталона

M1

 

В большинстве случаев, в том числе в нефтяной индустрии, в качестве эталона используют дистиллированную воду. Измерения образцов нефти обычно проводят при 20 °С, и соответственно, относят полученные значения к плотности дистиллированной воды при 20 °С, либо при 4 °С (абсолютная плотность воды при данной температуре равна единице).

Установлено, что зависимость плотности большинства нефтей и нефтепродуктов от температуры имеет линейный характер (в интервале температур 0 – 50 °С) и выражается следующей формулой:

 

γ = ρ1 - ρ2  
t1 -t2

 

Опираясь на данную зависимость можно вычислить плотность нефти при какой-либо температуре, зная ее плотность при другой температуре. В частности, довольно распространенной характеристикой нефти является ее относительная плотность при 20 °С относительно воды при 4 °С:

 

ρ 20 = ρ t + γ (t - 20)
4 4

 


Плотность в градусах API


 

В отличие от России и стран СНГ, за рубежом принято выражать плотность нефти по шкале API, которая была разработана в 1921 году Американским институтом нефти.

Плотность в градусах API рассчитывается из относительной плотности, определяемой при стандартной температуре 15,6 °С (60 °F), по формуле:

 

API = 141,5  - 131,5
ρ 15,6
4

 

Вычислить относительную плотность, зная значение плотности в градусах API можно по обратной формуле:

 

ρ 15,6 = 141,5  
4 API + 131,5

 

Таблица соответствия градусов API и относительной плотности нефти (при температуре 15,6 °С):

 

Градусы APIОтносительная плотность©PetroDigest.ru
8 1.014
9 1.007
10 1.000
11 0.993
12 0.986
13 0.979
14 0.973
15 0.966
16 0.959
17 0.953
18 0.946
19 0.940
20 0.934
21 0.928
22 0.922
23 0.916
24 0.910
25 0.904
26 0.898
27 0.893
28 0.887
29 0.882
30 0.876
31 0.871
32 0.865
33 0.860
34 0.855
35 0.850
36 0.845
37 0.840
38 0.835
39 0.830
40 0.825
41 0.820
42 0.816
43 0.811
44 0.806
45 0.802
46 0.797
47 0.793
48 0.788
49 0.784
50 0.779
51 0.775
52 0.771
53 0.767
54 0.763
55 0.759
56 0.755
57 0.750
58 0.747
59 0.743
60 0.739

 


От чего зависит плотность нефти


 

Плотность нефтей зависит от множества факторов: в первую очередь от фракционного и химического состава, а также от содержания растворенных газов, условий образования и др.

В частности, чем глубже находятся залежи нефти, тем она легче. Дело в том, что чем глубже залегает нефть, тем она старше, и тем больше в ней накапливаются углеводороды, обладающие минимальной свободной энергией, такие как алканы.

Иногда из этого правила бывают исключения, которые, однако, объясняются вторичными явлениями, например миграцией нефти в верхние пласты.