|
|||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Оптические свойства нефтиВ дополнение к химическим методам анализа для определения физико-химических свойств нефти используют такие оптические свойства, как цвет, показатель преломления, оптическая активность и пр. Эти показатели внесены в ГОСТы на некоторые нефтепродукты. Кроме того, по оптическим показателям можно судить о глубине очистки нефтепродуктов, о возрасте и происхождении нефти. Цвет нефтей меняется в пределах одного месторождения. Вопреки общераспространенному мнению нефть не всегда бывает черного цвета. Существуют «белые» и «красные» нефти. «Белая» нефть — прозрачная, почти бесцветная жидкость малой плотности и имеет, как правило, газоконденсатное происхождение. «Красная» нефть плотнее, она богата бензино-керосиновы- ми фракциями. Всю цветовую гамму нефтей можно встретить в Баку на нефтяных промыслах у с. Саруханы. Там на глубине 200 м залегает «белая» нефть плотностью 0,782 г/см3; на глубине 420 м залегает «красная» нефть плотностью 0,810 г/см3; еще глубже цвет нефти меняется от коричневого до черного. Цвет нефтям и нефтепродуктам придают содержащиеся в них высокомолекулярные вещества, в состав которых одновременно входят углерод, водород, кислород, сера, часто азот и металлы. Обычно чем тяжелее нефть и нефтепродукты, тем больше содержится в них таких веществ и тем они темнее. Например, гептан и октан, входящие в состав бензиновых фракций, — бесцветные жидкости с плотностью соответственно 0,780 и 0,785 г/см3. Плотность и цвет конденсированных ароматических углеводородов или конденсированных систем, содержащих различные гетероатомы, колеблются соответственно в пределах от 0,85 до 0,90 г/см3 и от коричневого до черного. Эти системы характерны для высококипящих фракций нефти — мазутов, гудронов и пр. Осветление нефти в природных условиях происходит при ее миграции в недрах Земли. Известняки, песчаники и глинистые пласты в этом случае выступают как огромные сита, удерживающие тяжелые углеводороды. Эти выводы подкрепляются фактом нахождения конденсированных ароматических веществ в глиняных пластах нефтяных месторождений. При нефтепереработке получить бесцветные нефтепродукты можно благодаря глубокой термической, термокаталитической и гидрогенизационной очистке нефтяных дистиллятов. Оптическая активность — это свойство нефтепродуктов поворачивать вокруг оси (вращать) плоскость луча поляризованного света (главным образом вправо). Измерение угла вращения проводят с помощью поляриметров. Природа этого явления ясна не до конца, однако многие исследователи считают, что оно связано с присутствием в нефтях полициклических нафтенов и аренов. По убыванию оптической активности углеводороды располагаются в ряд: полициклические циклоалканы, циклоалканоарены, полициклические арены, моноциклические арены, алканы. Важное значение для исследований нефтяных дисперсных систем имеет такой показатель, как оптическая плотность, который позволяет оценить размеры частиц дисперсной фазы. Оптическая плотность (D, от англ. density) — это мера непрозрачности слоя вещества для световых лучей. Равна десятичному логарифму отношения потока излучения F0, падающего на слой, к ослабленному в результате поглощения и рассеивания потоку F, прошедшему через этот слой, D=lg(F0/F) Показатель преломления позволяет судить о групповом углеводородном составе нефти и нефтяных дистиллятов, а в сочетании с плотностью и молекулярной массой — рассчитать структурно-групповой состав нефтяных фракций. Показатель преломления, или коэффициент рефракции, и плотность являются важнейшими физическими константами индивидуальных соединений. С их помощью устанавливается чистота синтезированных или выделенных из нефти веществ. При переходе световых лучей из одной среды в другую их скорость и направление меняются. Эти явления известны в физике под названием лучепреломления, или рефракции. Если луч попадает из оптически менее плотной среды в оптически более плотную, то он приближается к перпендикуляру, восстановленному в точке перехода. Если же, наоборот, луч попадает из оптически более плотной среды в оптически менее плотную, то он удаляется от этого перпендикуляра. С изменением угла падения меняется угол преломления, но отношение величин этих углов для одной и той же среды остается постоянным
Это отношение называется коэффициентом, или показателем, преломления Величина показателя преломления зависит от длины волны падающего на границу раздела двух сред света и температуры среды. Поэтому в символе показателя преломления должно быть указано и то, и другое. Чаще всего определяют показатель преломления для желтой линии натрия (длина волны I при температуре 20 °С. Определение ведется при дневном свете либо при освещении лампой с парами натрия на специальных приборах — рефрактометрах с точностью до 0,0001. Точность определения имеет большое значение, потому что величины показателей преломления у разных углеводородов близки (табл. 1.3).
Для нефтепродуктов показатель преломления определяют при прохождении светового луча из воздуха в нефтепродукт, поэтому он всегда выше единицы. Между коэффициентом преломления и плотностью для различных гомологов одного и того же ряда существует линейная зависимость. Показатель преломления (так же, как и плотность) углеводородных молекул тем меньше, чем больше в них относительное содержание водорода. При одинаковом содержании углеродных и водородных атомов в молекуле показатель преломления и плотность циклических углеводородов будут выше, чем алифатических. Например, бензола больше, чем гексена, а последнего больше, чем гексана. В общем случае наибольшими плотностью и коэффициентом преломления обладают ароматические углеводороды, а наименьшим — метановые. Нафтены занимают промежуточное положение. алканы < циклоалканы < ароматические углеводороды.
Так, для алканов от С6 до С18 установлено следующее соотношение:
Для смесей углеводородов показатель преломления подчиняется правилу аддитивности. Это позволяет определить содержание того или иного компонента в бинарной смеси, если известен показатель преломления этой смеси и каждого компонента:
где — соответственно показатели преломления смеси, первого и второго компонентов; х — содержание первого компонента в смеси, % мае.
Закономерности, изложенные выше для индивидуальных углеводородов, наблюдаются также и для нефтяных фракций. Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.) |