Что такое плотность топлива

Статьи

Плотность топлива – это его удельный вес, а именно количество массы в единице объема.
Плотность топлива во многом зависит от плотности нефти из которой оно получено. Согласно ГОСТ Р 52368-2005 плотность топлива при температуре +15 °С должна быть в пределах 0,820-0,845 г/см3, а по ГОСТ 305-82 не должна превышать 0,860 (при 20°С)

Плотность топлива зависит от температуры, впрочем, как и для любой другой жидкости: при повышении температуры плотность топлива снижается и наоборот – при снижении температуры плотность топлива увеличивается. Существуют специальные таблицы для пересчета плотности топлива в зависимости от температуры. Для дизельного топлива температурная поправка изменения плотности составляет, в среднем 0,0007 г/см3 на 1°С.

Плотность топлива очень лукавая цифра, из за этой цифры возникают постоянные конфликты между поставщиком и грузополучателем. А причина заключается в том, что учет топлива на НПЗ и нефтебазах производится по массе – в тоннах, а учет отпуска топлива автотранспорту производится в литрах. Естественно, что количество литров в одной и той же массе может меняться в зависимости от температуры. Например, летом, при температуре +20°С, бензовоз слил в подземную емкость АЗС десять тонн дизельного топлива с фактической плотностью 0,840 г/см3.При этом объем топлива составил 11905 л. Через некоторое время температура топлива в подземной емкости снизилась до +4 °С. Из за снижения температуры плотность топлива увеличилась на величину 0,0007*16=0,0112 г/см3. При этом первоначальный объем (11105 литров) слитого в подземную емкость уменьшился до: 10000кг / (0,84+0,0112)= 11748 л. Разница в объеме составила: (11905-11748)=157 литров.

В практических расчетах усадки топлива рекомендуем воспользоваться более простым соотношением: «Один литр на одну тонну на один градус» — именно такое изменение объема происходит от изменения плотности топлива.

Плотность бензина

Нефтепродукты отличаются по составу, области применения, физическим и химическим свойствам, методам производства. Кроме октанового числа (благодаря которому можно оценить детонационные характеристики), есть еще один определяющий показатель – плотность бензина. Удельный вес позволяет оценить физические и эксплуатационные свойства топлива, а еще – применяется для расчета объема и массы бензина, который важен при транспортировке нефтепродуктов, их хранении и проведении калибровочных работ для бензиновых двигателей и различных приборов.

Плотность измеряется в килограммах (иногда граммах) на кубический метр (предел показателя – 780). Плотность не применяется для оценки качества топлива. Она зависит от нефтепродуктов, которые использовались при производстве бензина.

1. ГОСТы, регулирующие марки бензинов.

Развитие нефтехимической отрасли и ужесточение требований к экологии привело к разработке регламентов и стандартов нефтехимической продукции. Так, с 2002 года действует ГОСТ Р 51866-2002, который определяет нормы наличия металлических соединений в бензине. Он регулирует производство высокооктановых бензинов класса «премиум» (95, 98 и их виды).

ГОСТ 32513-2013 введен после разработки стандарта ЕВРО-4 на бензин. Также в 2015 году были приняты ТУ 0251-001-12150839-2015, которые определяют нормы производства современных марок топлива.

Автомобили, нефтепродукты и топливо, которое ввозится на территорию России, соответствуют нормам ЕВРО-5. В нем регулируется более двадцати показателей топлива, включая отказ от использования веществ, которые вредят экологии (ядовитые соединения, металлосодержащие компоненты).

Стоит учитывать, что в зависимости от технологических процессов завода-изготовителя, различаются технические характеристики и плотность бензина. ГОСТы только регулируют соблюдение минимальных обязательных требований.

2. Как производятся расчеты

Измерения плотности керосина, солярки, бензина должны производиться при определенной температуре. На данный момент ГОСТ устанавливает температуру 15ºC на бензин (ранее данное значение было на 20 градусах). Поэтому при расчете нужно учитывать информацию, которая указана в паспорте на продукт, ведь результаты будут отличаться.

При отсутствии специализированного оборудования производят теоретические расчеты, исходя из данных, которые содержатся в паспорте. Для вычисления необходимо (исходная температура принимается 20ºC):

найти показатель плотности;

вычислить температуру исследуемого топлива;

определить разницу между температурными значениями;

в таблице поправок плотностных показателей нефтепродуктов найти значение изменения на 1 градус;

умножить поправку на температурную разницу;

произвести окончательные расчеты – прибавить (если температура ниже 20 градусов) к паспортным показателям полученные результаты или вычесть (если выше).

Все вычисления производятся без использования лабораторного оборудования.

3. Для чего нужно выполнять измерения

Плотность помогает оценить марку бензина и его объемный вес. Данное значение необходимо при отпуске топлива и приеме продукции.

Из-за колебаний температуры показатели топлива могут различаться, что может стать причиной разногласий при отпуске и приемке нефтепродуктов. Поэтому для стандартизации процесса измерения плотности нефтепродуктов разработаны правила пересчета количества нефтепродуктов в зависимости от средних показателей по маркам топлива.

При этом плотность помогает определять химический состав бензина и идентифицировать его. У каждой марки есть свои показатели плотности, которые варьируются в небольших пределах. Например, если при измерении получили данные, которые выше или ниже нормативных показателей, то без проведения лабораторного химического анализа нельзя убедиться в достоверности представленной марки топлива.

Также благодаря вычислению плотности бензина можно определять приблизительную массу больших объемов нефтепродуктов (например, в резервуарах), когда выполнить взвешивание невозможно. Данные методики измерений указаны в ГОСТ Р 8.595-2004.

4. Как измерить плотность

Обязательное условие при проведении измерений – организация одинаковых условий, ведь плотность представляет собой отношение массы к объему. Чтобы получить результат, нужно:

взять любую емкость с градуированными делениями;

влить в емкость 100 мл топлива;

выполнить взвешивание жидкости и найти разницу значений измерений;

результат разделить на объем топлива.

Удобнее будет воспользоваться ареометром. Это специализированный измерительный прибор, который выглядит как стеклянная колба. Он оснащен измерительной шкалой, встроенным термометром. Работа прибора основана на принципе Архимеда.

5. Показатели АИ 92

В большинстве автомобилей используется топливо марки 92. Данный бензин имеет высокую детонационную стойкость. При исследовании показывает октановое число АИ 91 или 82,5 (моторный метод). Плотность при 15ºC находится в интервале от 740 до 770 кг на 1 м3.

6. Какие показатели соответствуют АИ 95

Бензин марки 95 показывает при моторном методе исследования октановое число до 85, АИ показатели – до 95. Бензин отличается наличием ароматических компонентов, повышенными эксплуатационными качествами. В 95-м бензине класса «супер» отсутствует свинец. Плотность при температуре 15ºC данного бензина варьируется от 745 до 755 кг на 1 м3.

7. Табличные плотностные показатели бензина

Плотность нефтепродуктов, которые используются в автомобильной промышленности, составляет от 700 до 780 кг на 1 м3. При этом в зависимости от типа нефтепродуктов и входящих в состав соединений будут изменяться показатели плотности. Так, у ароматических соединений меньшие значения по сравнению с алифатическими.

Но данная величина – непостоянная. Она изменяется в зависимости от температуры. При ее повышении показатели снижаются, а при понижении – увеличиваются. Поэтому специалисты разработали показатели, которые отражают плотность нефтепродуктов в зависимости от температурного режима и условий его хранения.

Приблизительные значения при 15ºC

Марка бензина	Плотностные показатели, кг/м3
92	760
95	750
98	780
Премиум 95	725–780
Супер 98	725–780

Оставьте свои контактные данные и получите PDF с чек-листом про экономию автопарка. 5 основных способов будут ждать вас на почте

Плотность топлива и правила ее расчета

Говоря другими словами – это удельный вес топлива. Зависит этот параметр напрямую от плотности того сырья, из которого оно было произведено. Для его регламентирования используются ГОСТ Р 52368-2005 и ГОСТ 305-82.

Прямая перегонка нефти. Первыми данную смесь покидают наиболее летучие и горючие вещества. Для вываривания тяжелого компонента следует увеличить температуру и затратить больше энергии.

Примеры температуры приводятся ориентировочно. Вначале из ректификационной колонны появляется небольшое количество бензина высокого качества. Если нагревать исходное сырье и далее, то происходит возрастание объема и плотности с падением качества. Чтобы избежать появления большого количества некондиционного топлива, нефть делят на фракции. Стандартная плотность топлива зависит от температуры выкипания.

Такая же ситуация применима и к ДТ. Качество и плотность его будут зависеть от температуры завершения выкипания:

• Не более 320 градусов – арктическое;
• Не более 340 градусов – зимнее;
• Не более 360 градусов – летнее.

Нагревать ДТ дальше не следует. В противном случае форсунки двигателя будут забиты нагаром от топлива.

Измерение плотности топлива. В реальности, никто не занимается взвешиванием известного объема жидкости. Для этого используется специальный прибор под названием ареометр. Прибор работает по принципу закона Архимеда.

Режим температуры соблюдать не нужно. Измерение плотности любого вида топлива производят при действующих условиях. Затем учитывается поправка на температуру воздуха. Владельцам машин этот параметр не слишком важен. Его больше используют сотрудники нефтебаз.

Определение плотности в домашних условиях. Наиболее простым способом определения плотности бензина самостоятельно будет следующий:

• Выбрать любую емкость со шкалой и взвесить ее;
• Записать результат;
• Налить в емкость 100 мл бензина и взвесить повторно;
• Отнять массу пустой емкости от массы заполненной;
• Поделить результат на объем бензина, налитого в емкость. Результатом и будет плотность горючего.

Если в наличии имеется ареометр, произвести измерение можно альтернативным способом. Прибор реализует принцип Архимеда, вытесняя из емкости определенное количество жидкости. Согласно показаниям прибора и определяют плотность.

Последовательность действий будет следующей:

• Взять прозрачную емкость, наполнить бензином и опустить туда ареометр;
• Вращать ареометр для обеспечения вытеснения пузырьков воздуха, и стабилизации прибора на поверхности бензина. Удалить пузырьки воздуха необходимо, так как они повышают плавучесть ареометра;
• Ареометр устанавливается таким образом, чтобы поверхность бензина располагалась на уровне глаз;
• Записать значение, отображаемое на шкале. Одновременно указывается и температура, при которой проводилось измерение.

Обычное значение плотности бензина составляет 700… 780 кг/м3, что зависит от его точного состава. Вторым показателем, который влияет на плотность, а значит и объем топлива, становится температура воздуха.

Определение плотности нефтепродуктов

Плотность нефтепродуктов – параметр, значение которого подлежит обязательной стандартизации.

Плотность нефтепродуктов – параметр, значение которого подлежит обязательной стандартизации. Этот показатель дает понимание о массе нефтепродуктов. Несмотря на то, что нефть – это жидкое вещество, определить ее количество, как у других жидкостей (измерить ее в литрах), нельзя. По одному объему тары, в которой хранится нефть, понять, сколько конкретно продукта есть в таре, не получится.

Объем содержимого с нефтяной основой меняется при различной температуре воздуха. Но понять массу можно используя формулу ее зависимости от плотностных характеристик. Исследователи разработали несколько методов определения плотности нефтепродуктов, помогающих достичь максимально точных значений.

Плотность нефтепродуктов – что это

Плотность – это количество массы продукта в единице объема. Масса по стандартизированной системе измеряется в килограммах, объем – в кубических метрах. В результате плотность измеряют в килограммах на кубический метр.

Простое деление массы на объем дает показатель абсолютного параметра. Но общепринятым в системе стандартизации нашей страны понятием стала относительная плотность нефтепродуктов. Это отношение показателя плотностной характеристики нефтяных продуктов к аналогичному показателю параметра дистиллированной воды.

При этом нефть берут при температуре 20 градусов, а воду – при температуре четыре градуса по шкале Цельсия. Единиц измерения у такой физической характеристики нет, а обозначается она, как р4/20. Подобная температура воды определена не случайным выбором – при четырех градусах р этого вещества равна единице. Поэтому абсолютный и относительный параметр совпадают.

В других странах система стандартизации также подразумевает относительную плотность, но при ее определении нефтяные продукты и воду берут при одинаковой температуре, равной 15 градусам по шкале Цельсия. Такой параметр обозначают так – р15/15.

Точный показатель плотности нефтепродуктов различается в разных регионах нефтедобычи. Колебания составляют от 0,7 до 1,07 кг/м³.

Определение плотности нефтяных продуктов необходимо для того, чтобы рационально расходовать добытые ископаемые ресурсы. Физическая характеристика помогает точно определить массу при продаже и покупке нефти, при использовании ее в хозяйстве.

Важно знать массу нефтепродуктов при ликвидации аварий, результатом которых стал разлив нефти на почве или в воде. Точная масса поможет изъять из окружающей среды весь объем вылившейся жидкости, снизив до минимума возможность негативных последствий.

Методы измерения плотности нефтепродуктов

Разработано несколько методик для измерения плотности продуктов из нефти. Выбор метода зависит от нескольких параметров:

• количество нефтепродуктов в наличии,
• вязкость измеряемой жидкости,
• необходимая точность определения показателя,
• время, доступное для проведения анализа.

Для проведения измерений используют стандартизированные приборы.

Измерения посредством ареометра

Ареометр– самый простой инструмент для замеров плотности нефтяных продуктов. Подобные инструменты разработаны для измерения плотностных характеристик любых жидких субстанций. В конструкции две шкалы – одна для определения температуры вещества, другая – для относительной плотности. У инструмента есть погрешность:

• 0,001 – для продукции с малой вязкостью;
• 0,005 – для продукции с высокой вязкостью.

Для проведения замеров с помощью ареометра нужно взять резервуар цилиндрической формы, высота которого будет на пятую часть (20%) превышать длину измерительного инструмента.

Алгоритм проведения замеров:

1. Устойчиво поставить емкость на ровную поверхность.
2. Налить анализируемые нефтепродукты в резервуар.
3. Взять прибор так, чтобы грузик оказался снизу, поставить его в сосуд с нефтепродуктами.
4. Подождать, пока прибор остановится в устойчивом положении.
5. Посмотреть показатель на шкале инструмента, определить температуру исследуемой жидкости.
6. Взять прилагаемую к ареометру таблицу показателей, найти зафиксированный температурный результат по вертикали и показатель ареометра по горизонтали. От указанных значений нужно провести горизонтальную и вертикальную линии. Искомый показатель плотности находится на перекрещении линий. Единица измерений замера – г/см³. Замер показывает плотность измеряемой жидкости при температуре 20 градусов Цельсия.

Ареометром можно измерить аналогичную характеристику жидкостей с высокими показателями вязкости. Для этого исследуемое вещество разбавляют равным количеством керосина, р которого известна. После снятия показаний измерительного прибора применяют формулу, по которой рассчитывают плотность исходного нефтяного продукта.

У ареометра есть определенные пределы: максимальное и минимальное полученное значение. Так р бензина для автомобиля можно рассчитать в пределах от 0,71 до 0,77, топлива для авиации – от 0,65 до 0,71, керосина – от 0,77 до 0,83, дизтоплива – от 0,83 до 0, 89, тяжелых темных нефтепродуктов – от 0,89 до 0,95.

Измерения посредством денсиметра

Денсиметр – инструмент для определения плотности вещества. От ареометра он отличается тем, что в конструкцию включена только одна шкала, показывающая значение р. Температуру жидкости для определения параметра нужно измерять отдельно. Это делают до проведения инструментального замера и после.

Разница температурных показателей не должна быть больше 0,2 градуса. Среднее значение температуры нужно найти в таблице (таблица та же, что и для ареометра). Если в таблице нет таких цифровых показателей, полученное среднее значение округляют до ближайшего имеющегося. Искомый параметр для вещества при температуре 20 градусов Цельсия также есть в таблице.

У денсиметра тоже есть погрешность. Если требуется высокая точность замеров, оба эти метода не подходят. Также не получится применить эти методы, если объема представленной для изучения субстанции недостаточно для заполнения емкости, в которую можно поместить прибор.

Есть и электронные варианты ареометра и денсиметра. Производители выпускают стационарные и переносные модели инструментов. Электронные модели дороже аналоговых, но их показатели точнее.

Измерения посредством пикнометра

Пикнометр – инструмент, помогающий определить значение р нефтяного продукта, исходя из его объема и температуры. Представляет собой резервуар из термостойкого стекла, на который нанесены деления для определения объема залитой в него субстанции. В роли пикнометра может выступать любой резервуар из термостойкого стекла, выдерживающего нагрев вещества до температуры в 20 градусов. Главное условие – на стенки сосуда должны быть нанесены деления для точного определения объема.

Алгоритм проведения замеров:

1. В емкость наливают переданную для исследований субстанцию, следя за совпадением объема залитого вещества с требуемым для проведения анализа объемом.
2. Замеряют температуру жидкости. Если она превышает 20 градусов, жидкость охлаждают. Если температура меньше 20 градусов, вещество нагревают до нужной температуры.
3. Резервуар с жидкостью помещают на весы с высокой точностью показаний. Погрешность весов не должна быть больше 0,0002 грамма.
4. Из полученной массы вычитают массу самой емкости.
5. Применяют формулу для расчета значения р: делят полученную массу на объем субстанции в емкости.

Пикнометр используют и при применении расчетного метода определения значения р продукции нефтеперегонки и смесей, содержащих нефть. Для этой методики, кроме самой емкости и исследуемого вещества, потребуется дистиллированная вода.

До проведения замеров пикнометр нужно тщательно промыть сначала водой, потом спиртом для удаления любого налета на стенках, способного повлиять на результат. Емкость тщательно протирают до сухого состояния, взвешивают на точных электронных весах, фиксируя его массу. Если на стенке емкости нет меток, показывающих объем залитого вещества, нужно нанести одну метку, удобную для проведения измерений.

1. В емкость заливают дистиллированную воду до метки на стенке.
2. Сосуд ставят на электронные весы, записывают показанное ими значение.
3. Вычисляют объем воды. Для этого применяют формулу: из массы емкости с водой вычитают массу пустого резервуара и умножают полученное значение на 0,99823. Это число обозначает массу 1 мл дистиллированной воды в эталонных условиях (температура – 20 градусов).
4. Воду выливают, в емкость заливают исследуемую субстанцию до отметки на стенке.
5. Подогревают сосуд вместе с исследуемым веществом до температуры 20 градусов в камере или на лабораторной горелке.
6. Резервуар с подогретой смесью ставят на электронные весы для определения массы.
7. Производят расчеты по формуле: из массы емкости с подогретой субстанцией вычитают массу пустой емкости и делят на полученное в предыдущем расчете значение объема. Так получается значение р4/20.

Точное определение параметра р4/20 важно для анализа других свойств исследуемого вещества. По нему можно понять, в каком регионе была добыта нефть, какова температура кипения, ее вязкость.

Способ определения плотности нефтяной продукции по капле

Иногда для исследований представляют слишком малое для стандартных аналитических методик количество нефтяной смеси. В этом случае достаточно одной капли жидкости или одного кусочка твердого вещества для определения значения р.

Для анализа потребуется стеклянная емкость, слабый раствор спирта (для жидкостей с р меньше единицы) или раствор соли (для веществ с р больше единицы).

Алгоритм проведения анализа:

1. В емкость заливают подготовленный раствор.
2. Добавляют каплю переданного на исследование вещества.
3. В спиртовой раствор постепенно добавляют воду, в солевой – соль. Делают это до тех пор, пока помещенная капля не окажется во взвешенном состоянии.
4. С помощью ареометра или денсиметра замеряют плотность полученного раствора.
5. Полученные данные соответствуют значению р, взвешенной в растворе капли.

Точное определение плотности содержащих нефть смесей важно для понимания состава продукции. Чем меньше значение р, тем больше в составе продукции легких компонентов, а значит, ее легче перерабатывать. Например, плотность некоторых марок легких нефтепродуктов не превышает 0,77. Такая смесь дороже по цене, но для получения из нее энергоресурсов потребуется меньше затрат.

Нефтепродукция с р, приближенной к единице, менее ценна. Тяжелую нефть сложнее перерабатывать, извлекая из нее смолы и асфальтеновые компоненты. Получение из тяжелой нефти энергоресурсов требует больших экономических вложений.

Знание плотности также дает понимание о массе определенного объема нефтепродукции, поступившей на предприятие. Это поможет правильно рассчитать все производственные процессы предприятия, а также составить план экономического развития производства.