5.2. Тығыздығы
Мұнай жəне мұнай өнімдерінің тығыздығы оларды сипаттайтын
негізгі шамалардың бірі болып есептеледі. Көп жағдайларда мұнай
77
өнімінің құрамына кіретін заттардың молекулалық массасы өскен
сайын тығыздықтың да шамасы ұлғаяды. Мұнай өнімдеріндегі аро-
матты көмірсутектердың мөлшері артқан сайын тығыздықтары
жоғарылайды. Тығыздық дененің пішініне, массасына тəуелді түрде
өлшенеді.
Заттың сумен салыстырғандағы тығыздығы деп заттың белгілі
көлемі массасының, көлемі дəл сондай судың массасына қатынасын
айтады. Көбінесе заттың массасын 4°С температурадағы судың масса-
сымен салыстырады. Кейде салыстырмалы тығыздықпен бірге неме-
се оның орнына Американың мұнай институты (API) ұсынған шарт-
ты градус (API°) өлшемі қолданылады. Мұнайдың тығыздығы төмен
болған сайын оны өңдеу оңай жəне одан алынатын мұнай өнімдерінің
сапасы жоғары болады. Мұнайдың салыстырмалы тығыздығын
20°С температурада анықтау қалыптасқан. Басқа температурада
анықталған тығыздық шамасын 20°С температурадағы мəніне аудару
үшін Д.И.Менделеев теңдеуін пайдаланады. Ол 0-500°С аралығында
тығыздықтың біршама дəл мəнін береді. Мұнайдың тығыздығы басқа
да көмірсутектердің тығыздығы сияқты температура мен қысымға
тəуелді болады. Оның құрамында əртүрлі органикалық заттар
болатындықтан, оның қайнау температурасы болмайды, бастапқы
қай нау температурасы (б.қ.) болады (>28°С, сирегірек>100°С ауыр
мұнайда).
Тығыздықты анықтау кез келген температурада жүргізілуі əрі қарай
келесі теңдеуді қолданып, тығыздықтың d
20
4
шамасы анықталады:
d
20
4
= d
t
4
+ γ(t-20)-дағы d
t
4
– сынақ уақытындағы температура; γ
– көлем ұлғаю коэффициенті; t – тығыздық анықталатын темпе-
ратура, °С. Бұл өрнек 0-ден 50°С аралығындағы температурада
жақсы нəтижелер береді. Басқа да температуралардағы тығыздықты
төмендегідей теңдікпен анықтайды:
рt
2
= рt
1
- a (t
2
- t
1
)
Мұндағы рt
2
, рt
1
- t
2
жəне t
1
температуралардағы тығыздықтар (t
2
>
t
1
), а – тығыздықты 1°С-қа түзету орташа температурасы. Шетелдерде
салыстырмалы тығыздық 15,56°С температурада анықталған (60°F)
жəне осындай температурадағы судың тығыздығына шағады жəне
р
15
15
деп белгілейді.
Мұнай мен мұнай өнімдерінің тығыздығы – олардың химиялық
құрамына байланысты болғандықтан, МЕСТ-дағы реактивті отынға,
78
керосинге кейбір бензин түрлеріне көрсетілген тығыздықтар –
нормаланған көрсеткіштер болып табылады. Орта есеппен, мұнайдың
салыстырмалы тығыздығы 0,65-1,05 г/см
2
негізінде 0,82-0,95 г/см
2
аралығында болады. Бірақ кейбір мұнайлар үшін ол көрсеткіштен
ауытқулар болуы мүмкін.
Мұнай жəне мұнай өнімдерінің тығыздығын анықтау үшін
төмендегідей əдістер қолданады:
1) ареометрлік;
2) пикнометрлік;
3) Мор-Вестфаль таразысында өлшеу.
Мұнай өнімдерінің тығыздығын ареометрлік əдіспен анықтау
үшін төменгі бөлігі термометрмен жабдықталған арнайы ареометрді
қолданады. Ол 0,0005-ге дейінгі дəлдікпен тығыздықтың тура мəнін
көрсетеді.
Мұнай өнімінің температурасы қоршаған ортаның температу-
расынан 5°С-ден аспауы тиіс. Тұтқырлығы төмен мұнай өнімдері
2-5 минуттан соң тепе-теңдікке келеді. Егер өнімнің тұтқырлығы
жоғары болса, тепе-теңдік қалпына 10-15 минуттан соң келеді. Үш
рет анықтау нəтижелерінің айырымы 0,001-ден аспауы қажет. Егер
мұнай өнімінің температурасы 20°С-ден төмен немесе жоғары болса,
онда тығыздықтың мəніне түзету енгізіледі.
Пикнометрлік əдіспен тығыздықты анықтау əдісі:
1) мұнай өнімінің көлемі аз болғанда;
2) жоғары дəлдікте анықтау қажет болғанда;
3) мұнай өнімі жоғары тұтқырлыққа ие болғанда қолданылады
(мысалы, битумдер).
Пикнометрлердің ең көп тараған түрлері белгісі бар пикнометр
жəне капиллярлы қақпақты пикнометрлер болып келеді. Өлшеу
дəлдігі пикнометр көлемінің ұлғаюымен артады, дəл осылай мұнай
өнімі көлемінің дəлдік өлшемі жоғарылайды. Мұнай өнімдерінің
тығыздығын пикнометрлік əдіспен өлшеу бірдей температурадағы
пикнометр көлеміндегі су жəне мұнай өнімдерінің массаларын
анықтауға негізделген.
Мұнай өнімі тығыздығын төмендегі формуламен есептейді:
р
20
4
=
·
0,9970 + 0,0012
мұндағы:
M
1
– бос пикнометрдің массасы;
M
2
– пикнометрдің мұнай өнімімен массасы;
79
M – пикнометрдегі судың массасы;
0,9970-20°С температурадағы судың тығыздығы;
0,0012-20°C температурадағы жəне 760 мм. сын. бағ. ауаның
тығыздығы.
Тұтқырлы өнімдердің тығыздығын анықтау үшін оларды алдын
ала 50-70°С дейін қыздырады. Пикнометр толтырылған соң оны
өлшер алдында 20°С температураға дейін салқындатады.
Пикнометрмен қатты мұнай өнімдерінің де тығыздығын анықтауға
болады, мысалы битумды. Мұнай өнімінің тығыздығын төмендегі
формуламен есептейді:
p
20
4
=
·
0,9970 + 0,0012
мұндағы, M
4
– пикнометрдегі мұнай өнімінің массасы (басқалары
жоғарыда көрсетілгендей). Мұнайдың тығыздығы 0,65-1,05 г/см
2
(не-
гізінде 0,82-0,95г/см
2
).
Тығыздықты анықтау резервуарлардағы мұнай мөлшерін есептеу
үшін өте маңызды. Мұнайды галлон, баррель, текше метр, тонна, эк-
заджоульмен (10
18
Дж), сондай-ақ Британдық жылу бірлігімен (БЖБ
немесе ВТИ) өлшейді.
Ұлыбритания мен Францияда шикі мұнай мен конденсат үшін
тоннаны, Норвегия мен Канадада шикі мұнай текше метр, ал конден-
сат тоннамен өлшенеді. АҚШ шикізатының екі түрі де баррельмен
өлшенеді. Американың мұнай баррелі 42 галлонға немесе 158,983 л-
ге тең. 42 галлон туралы келісім 1866 жылы тамыздың соңында жа-
салды: сатушылар өздерінің баррельдері, яғни бөшкелері, көбінесе
онда көрсетілген көлеміне сəйкес келмейтіндігін мойындап, мұнайды
тұтынушыларға «артығымен» сатуға келісті.
Бұл көлемді 1872 жылы АҚШ мұнай өндірушілер ассоциациясы
бекіткенімен, осы күнге дейін баррель ресми бірлік болған жоқ, соны-
мен бірге американдық федералды мекемелер заң бойынша баррель
АҚШ-тың 42 галлонына тең екендігін əрдайым көрсетулері керек.
Баррель қысқартылған түрде – bbl, бірінші əрпі blue (көгілдір) деген-
ді білдірген.
Баррель мұнайшылардың күнделікті практикасында қолданыс
тапты, себебі мұнайды танкерлерде, цистерналарда жəне құбырларда
салмағы бойынша емес, көлемі бойынша өлшеген ыңғайлы. Ал
дүниежүзілік тəжірибеде мұнай тəулігіне баррель тəрізді бірлікті
80
қолданудың артықшылығы туралы айтудың да қажеті жоқ. Барлық
жылдық өндірілген мұнайға қарағанда оның көрсеткіші мен прак-
тикалық мəні зор. Тіпті есептеу де қарапайым: орташа есеппен
тəулікті баррель жылына 50 тоннаға тең. Дегенмен баррельді, кө-
бінесе тоннаға ауыстыруға тура келеді, себебі мұнайдың меншікті
тығыздығы кең көлемге ауытқиды да, сəйкесінше əрбір баррельдің
салмағы өзгереді. Қазақстан үшін баррельді тоннаға айналдыру коэф-
фиценті 7,7 құрайды.
Достарыңызбен бөлісу: |