Determinarea densitatii relative a produselor petroliere

DETERMINAREA DENSITATII relative a PRODUSELOR PETROLIERE

Consideratii teoretice

Produsele petroliere (combustibili si uleiuri minerale lichide) sunt substante de provenienta organica, a caror compozitie depinde de natura materiei prime si de tehnologia de obtinere.

Componentele de baza ale combustibililor sunt hidrocarburile, adica specii chimice organice care contin in molecula numai atomi de carbon si hidrogen.

Hidrocarburile din produsele petroliere au toate greutatile moleculare posibile de la 16 (metan) pana la circa 1800, si pot face parte din urmatoarele clase:

alcani: - hidrocarburi saturate cu formula generala* C_nH_2n+2 sunt caracterizati de o reactivitate chimica mica. Produsele petroliere contin  in special alcani de tipul: normal - alcani, izoalcani, cicloalcani;

arene cu catene laterale: - hidrocarburi aromatice, Ar-H; ce contin unul sau mai multe nuclee benzenice separate sau condensate, la care unul sau mai multi atomi de hidrogen sunt inlocuiti cu o serie de radicali organici;

alchene: - hidrocarburi nesaturate cu formula generala* C_nH_2n ce contin in molecula o legatura dubla intre doi atomi de carbon consecutivi. Din punct de vedere chimic, alchenele prezinta o reactivitate chimica mare;

alchine: -hidrocarburi nesaturate cu formula generala* C_nH_2n-2 ce contin in molecula o legatura tripla intre doi atomi de carbon consecutivi; prezinta reactivitate chimica mare;

in formulele generale: C_nH_2n+2,  C_nH_2n, C_nH_2n-2, n reprezinta numarul atomilor de carbon din molecula.

Alchenele si alchinele sunt componentele de baza ale petrolului prelucrat, dar nu se gasesc in petrolul brut deoarece sunt  structuri chimice instabile.

Densitatea absoluta, ρ^t

Reprezinta raportul dintre masa unui corp, in vid, m, si volumul sau, V, la temperatura, t: 

Formula de calcul pentru densitatea absoluta este:

In Sistemul International de unitati, densitatea absoluta se masoara in kg/m³.

In practica se pot folosi si alte unitati de masura: t/m³, kg/L sau g/cm³.

Densitatea relativa, d^t

Reprezinta raportul dintre densitatea absoluta a unei substante si densitatea absoluta a unui substante de referinta, aflata intr-o stare data

in cazul produselor petroliere se considera drept substanta de referinta apa distilata, in vid, la temperatura de 4 ^oC si presiunea de 760 torri; (ρ_a ⁴ = 1000,000 kg/m³):

Formula de calcul pentru densitatea relativa este:

in care:

t - temperatura produsului a carui densitate se determina (temperatura de lucru);

4 - temperatura substantei de referinta;

ρ_a densitatea absoluta a apei distilate la 4^oC;

ρ_p ^t - densitatea absoluta a produsului petrolier la temperatura t;

Densitatea absoluta este o marime adimensionala si se exprima, de regula, la temperatura etalon de 15^oC (d₄¹⁵) sau 20^oC (d₄²⁰),

Aparatura si reactivi

3. Aparatura si reactivi

Aparatura:

densimetru sau termodensimetru;

- termometru 0 - 50^oC;

- cilindru de sticla sau de metal in cazul in care se fac determinari la temperaturi mai mari de 40^oC;

Reactivi:   

produse petroliere de analizat (combustibil, uleiuri minerale);

solventi pentru curatat densimetrul.

4. Mod de lucru

se omogenizeaza produsul petrolier prin amestecare pentru a se obtine aceeasi valoare a densitatii relative in fiecare punct din interiorul volumului de produs petrolier de analizat;

produsele vascoase sau cu puncte de congelare ridicate se incalzesc pe baie de apa la 50 - 60^oC;

se toarna produsul in cilindrul de sticla sau de metal, evitand pe cat posibil spumarea, cilindrul fiind asezat pe o suprafata plana;

daca s-au format bule, acestea se sparg prin apropierea unei baghete incalzite sau a unui bat de chibrit stins, fara a atinge suprafata lichidului;

se curata areometrul cu solventi.

areometrul curat si uscat se tine de partea superioara, se introduce in lichid cu atentie, astfel incat sa nu atinga peretii cilindrului sau partea inferioara pentru a nu se sparge;

- daca densimetrul nu este prevazut cu termometru, se introduce in produs si un termometru, se omogenizeaza produsul prin amestecare cu termodensimetrul si se lasa in produs timp de aproximativ 5 minute, pentru a ajunge la echilibru termic cu produsul;

- cand oscilatiile densimetrului au incetat, se citeste pe scala superioara a densimetrului densitatea relativa, tinand ochii la nivelul suprafetei lichidului. Citirea se face astfel:

- pentru produsele transparente se va citi reperul din dreptul meniscului inferior;

- pentru produsele inchise la culoare, opace se va citi reperul din dreptul meniscului superior, dar la aceasta valoare se va adauga diferenta de densitate ce corespunde unui milimetru de scala a densimetrului, considerind distanta de la meniscul superior la suprafata lichidului de un milimetru.

4. Exprimarea rezultatelor

Calculul densitatii, d₄¹⁵, cand se cunoaste d₄^t, se face utilizand relatiile:

in care:

d₄^t = densitatea relativa a produsului la temperatura t;

t = temperatura la care se face determinarea, in ^oC; 

c = coeficient de corectie pentru dilatarea lichidului la o diferenta de temperatura de 1^oC, conform tabelului nr. 1

Tabelul nr. 1 Valori ale coeficientilor de corectie pentru dilatarea lichidului la o diferenta de temperatura de 1^oC

Densitatea citita Eseu: ELEMENTE DE BOTANICA - criterii ( intrebari ) minimale Document online: Bazele moleculare ale apoptozei	Coeficient de corectie pentru 1oC

In cazul in care temperatura la care se face determinarea este diferita cu mai mult de 10 grade de temperatura la care s-a etalonat densimetrul, se aplica o corectie pentru dilatarea cubica a sticlei, conform formulei:

in care:

0,000024 = coeficient de dilatare cubica a sticlei;

t = temperatura la care s-a efectuat determinarea, in ^oC;

t₁ = temperatura la care s-a etalonat aparatul, in ^oC

De obicei densitatea relativa la temperatura de 15 si 20 ^oC insoteste fisa tehnica a produsului petrolier respectiv, asa cum este exemplificat in tabelul nr.2.

Tabelul nr. 2 Valorile densitatilor relative pentru o serie de produse petroliere

(*) Gradul de viscozitate SAE este un sistem bazat pe masurarea viscozitatii, acest lucru fiind facut in urma unor teste.

Cu cat valoarea SAE este mai mica, cu atat este mai mica si temperatura la care uleiul poate fi folosit pentru protectie sigura.

5. Tabel cu rezultate

6. Aplicatii

1. Sa se calculeze densitatea relativa a unui produs petrolier la temperatura de 15^oC, daca densitatea lui, masurata la 25^oC, este de 0,891 g/cm³.

Sa se afle temperatura t^oC la care s-a determinat densitatea relativa a unui produs petrolier, stiind ca, densitatea relativa la temperatura t^oC este de 0,916, iar la 20^oC este de 0,9197.

3. Scrieti formulele generale si structurale ale claselor de hidrocarburi in cazul in care numarul atomilor de carbon este n = 4. Precizati daca substantele respective au izomeri si scrieti structura acestora si denumirea lor.