СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ВЯЗКИХ НЕФТЕПРОДУКТОВ
METHOD OF VISCOUS OIL PRODUCTS DENSITY DETERMINATION

Изобретение относится к способам определения плотности темных и вязких нефтепродуктов с плотностью от 1 г/см3, в частности, для определения плотности таких нефтепродуктов как асфальты, битумы, гудроны и другие тяжелые нефтяные остатки.
Известен ареометрический метод определения плотности, описанный в ГОСТ 3900-85 и ASTM D1298 - 12b(2017), для определения плотности, относительной плотности (удельного веса) или плотности в градусах API маловязких жидкостей. При анализе вязких непрозрачных нефтепродуктов, которые при комнатной температуре являются твердыми веществами, возникают сложности, приводящие к увеличению времени анализа и снижению его точности. Для уменьшения ошибки при использовании настоящего метода в связи с измерениями характеристик больших объемов нефти следует снимать показания ареометра при температуре, близкой к температуре основного объема нефти. Но для приведения таких нефтепродуктов, как гудрон, асфальт и т.д., в жидкое маловязкое состояние, необходимо нагревать их до температуры 100°С и выше, что неизбежно приведет к большим ошибкам при пересчете на значение относительной плотности при температурах 20°С и 15°С. К тому же при определении плотности в цилиндре, находящемся на лабораторном столе при комнатной температуре, температура нефтепродукта будет быстро понижаться, а предложенные в стандартах термометры имеют комнатную температуру до погружения в нефтепродукт и после погружения необходимо выждать время до момента, пока столбик ртути не остановится. Все это приводит к затягиванию времени анализа. При размешивании термометром нефтепродукта происходит касание стальной стенки шариком термометра, в результате чего происходит быстрое понижение температуры, приводя к еще одной возможной ошибке. Для уменьшения времени достижения равновесия ареометра и столбика ртути термометра, необходимо опустить термометр и ареометр в цилиндр с нефтепродуктом одновременно, но именно это может и к загрязнению шкалы, как ареометра, так и термометра, что приведет к сложности определения плотности.
После проведения анализа значительное время уходит на уборку рабочей комнаты и мытьё испачканной посуды. Для отмывания посуды от гудрона или асфальта необходимы специальные отпаривающие устройства и большое количество растворителя.
Задачей настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков с достижением следующего технического результата: повышение точности анализа, уменьшение количества пробы и времени на проведение и уборку рабочей комнаты после выполнения анализа.
Указанная задача решается тем, что в способе определения плотности темных и вязких нефтепродуктов, включающем подготовку пробы, подогрев ее в сушильном шкафу, пересчет плотности по таблицам ГОСТа 3900-85, согласно изобретению разогретую пробу наливают на кубик льда, не менее чем через минуту остывшую на льду пробу переносят в стакан с охлажденной водой до +10 - +15°С, после этого в стакан тонкой струйкой наливают рассол хлористого кальция, периодически перемешивают жидкость в стакане, после чего наблюдают за пробой, плавающей в стакане, в случае, если проба падает на дно, продолжают наливать тонкой струйкой рассол, в другом случае, если проба отрывается от дна и начинает потихоньку подниматься, на этом измерения завершают, и жидкость переливают в цилиндр и определяют ее плотность с помощью ареометра и термометра. Если проба всплывает наверх, в случае перелива рассола, туда наливают воду и ждут, пока проба начнет медленно опускаться вниз.
Предлагаемый способ можно использовать для серийных анализов.
В высоком химическом стакане высотой 250 мм и выше начинают определение плотности пробы с самой маленькой плотностью и после извлекают кусочек пробы и помещают следующий по возрастанию плотности. Для увеличения точности способа ведут определение плотности в высоком сосуде, где плавает ареометр, и замеряют его показание и температуру.
Способ, основанный на выравнивании плотности нефтепродукта в растворе соли, осуществляется следующим образом.
- Оборудование посуда и реактивы:
Хлористый кальций технический;
- Генератор льда;
Стакан химический на 250 мл;
Палочка стеклянная;
Колба коническая;
Мерный цилиндр на 100 мл;
Ареометр аон-1;
Термометр тл2.
Пробу предварительно подогревают в сушильном шкафу, чтобы уменьшить его вязкость, но не выше 180°С. Для ускорения анализа допускается отламывать кусочек пробы. Разогретая проба наливается на кубик льда. Через минуту остывшая на льду проба переносится в стакан с водой, охлажденной до +10 и +15°С. Вода охлаждается для того момента, чтобы проба не прилипала к стенкам и ко дну стакана. После этого в стакан тонкой струйкой наливается рассол хлористого кальция. Жидкость в стакане периодически перемешивается. После этого наблюдают за пробой, плавающей в стакане. Если проба падает на дно, продолжают наливать тонкой струйкой рассол. Если проба отрывается от дна и начинает подниматься, на этом измерение завершают, и жидкость переливают в цилиндр и далее определяют ее плотности (ρ) с помощью ареометра и термометра.
Например, ρ=1,028 при t=14°C, находим в таблице ГОСТ 3900-85 ρ=1,0243 при t=20°C.
Пример.
В высокий химический стакан, заполненный охлажденной водой так, что ареометр (1000-106) не касается дна стакана, помещают пробу с предположительно самой маленькой плотностью. Кусочек пробы опускается на дно, что означает, что его плотность выше плотности воды. После этого в стакан тонкой струйкой наливают рассол хлористого кальция, периодически перемешивают жидкость в стакане, наблюдая за пробой, плавающей в стакане. В случае если проба падает на дно, продолжают наливать тонкой струйкой рассол, в другом случае, если проба отрывается от дна и начинает подниматься, регистрируют плотность (ρ1) по шкале ареометра и температуру (t1) воды в стакане. Затем в стакан тонкой струйкой наливают чистую воду, периодически перемешивают жидкость в стакане пока проба не пойдет ко дну, после этого опять регистрируют температуру (t2) и плотность (ρ2) рассола.
Результатом анализа является определение среднего арифметического значения двух измерений. Для перевода плотности при температуре измерения к плотности при 20°С можно использовать стандартные таблицы из ГОСТ 3900-85.
Извлекают пробу с определенной плотностью из стакана и помещают в стакан следующую по возрастанию плотности пробу по описанному выше алгоритму,
ρ1=1,020 при t1=12°С
ρ2=1,019 при t2=13°C,
переводят плотности на температуру 20°С по таблице:
20
ρ1=1,015
20
ρ2=1,0146
считают среднее арифметическое;
ρ=(1,015+1,0146)/2=1,0148, после чего завершают определение плотности.