Критические параметры и отклонение реальных газов от идеального.

Критическим состоянием вещества называют такое, при котором исчезает различие (граница) между его жидкой и паровой фазами. Это состояние наступает при определенном сочетании температуры Т_кр и давления Р_кр, называемых соответственно критическими.

Эти параметры имеют важное значение при ректификации, так как в случае выхода за критические параметры этот процесс нарушается. Это явление объясняется тем, что углеводороды при температуре выше критической не превращаются в жидкость за счёт изменения давления и, наоборот, при давлении выше критического жидкость не переходит в паровую фазу, а остаётся в псевдожидком состоянии. При переработки газового конденсата и нефти температура и давление, как правило, не достигают критических параметров. Критические параметры некоторых углеводородов даны в таблице 1.1.1

Удельный объем вещества при Т_кр и Р_кр называют критическим объемом (V_кр).

Для индивидуальных углеводородов критические параметры являются вполне определенными физическими величинами. Для смесей углеводородов они зависят как от свойств каждого углеводорода, так и от состава смеси (не подчиняясь правилу аддитивности). Еще сложнее дело обстоит для нефтепродуктов, имеющих в своем составе сотни различных углеводородов и других соединений. Поэтому применительно к нефтепродуктам понятие "критическое состояние" заменяют на "псевдокритическое", т.е. с определенной условностью.

Т.к. законы газового состояния справедливы только для идеального газа, в технических расчётах, связанных с реальными углеводородными газами, законы для для идеального газа применяют только в пределах давления до 0,2 – 1,0 МПа и при t > 0⁰С. при более высоких давлениях и или более низких температурах либо применяют уравнение, учитывающие объём, занимаемый молекулами, и силы взаимодействия между ними, либо вводят в уравнения для идеального газа опытные поправочные коэффициенты – коэффициенты сжимаемости. Их определяют обычно по специальным графикам, построенным по приведённым давлениям и температурам (приведённый параметр есть отношение фактического параметра к критическому).

ВЯЗКОСТЬ нефтепродуктов.

Вязкостью называют свойство жидкостей или газов оказывать сопротивление перемещению двух смежных слоев друг относительно друга. Это свойство называют иногда внутренним трением жидкости или газа. Природа этого трения связана с преодолением сил межмолекулярного взаимодействия (ММВ), которые обусловливаются ван-дер-ваальсовыми силами. Вязкость обуславливается силами сцепления между отдельными молекулами вещества.

В нефтепереработке чаще используется кинематическая вязкость (в м²/c или мм²/с):

где η – коэффициент, получивший название коэффициента динамической вязкости (часто его называют динамическая вязкость), Па • с, ρ – плотность нефтепродукта, г/см³.

Для углеводородов вязкость существенно зависит от их химической структуры: она повышается с увеличением молекулярной массы и температуры кипения. Наличие боковых разветвлений в молекулах алканов и нафтенов и увеличение числа циклов в молекулах также повышает вязкость. Для различных групп углеводородов вязкость растет в ряду алканы-арены-цикланы. Есть прямая зависимость вязкости нефтепродукта от рабочей температуры и давления – с понижением температуры и повышением давления вязкость возрастает.

Вязкость – один из важнейших показателей качества нефтепродуктов (топлив, масел, битумов), определяющий их смазывающую способность, затраты энергии на перекачку и др.Пользуясь номограммой (рис. 4.5.1) можно вязкость нефтепродукта при любой заданной температуре, если известна его кинематическая вязкость при двух других температурах.