2.2.4. Испаряемость и давление насыщенных паров

Давление насыщенных паров (ДНП) характеризует содержание лёгких углеводородов в нефти и её испаряемость, а также является важным показателем безопасности при транспортировке и хранении нефти. ДНП – это абсолютное давление, при котором жидкая и паровая фаза находятся в термодинамическом равновесии в замкнутом объёме при заданной температуре. ДНП оказывает влияние на образование паровых пробок в трубопроводах, значение потерь от испарения и т.п.

Для стабильных жидкостей P_s<1,0 атм. (0,1 МПа); для нестабильных – больше атмосферного давления. Нормальное атмосферное давление равно 0,1013 МПа.

При определении ДНП для чистых углеводородов при заданной температуре можно воспользоваться термодинамическим уравнением Клапейрона–Клазиуса [1]

, (2.20)

где r_исп – молярная энтальпия испарения, Дж/(мольград);

V_П, V_Ж – мольные объёмы соответственно пара и жидкости, м³/моль.

Интегрируя уравнение (2.20) приводит к соотношению [1]

, (2.21)

где A и B – постоянные коэффициенты, которые можно найти, если известны два значения ДНП при двух температурах.

Из-за сложного состава нефти рассчитать ДНП теоретически затруднительно, поэтому на практике его определяют экспериментально: например если известны значения ДНП при двух температурах, то по аналогии с использованием формулы Вальтера крэффициенты A и B в формуле (2.21) найдутся следующим образом

; (2.22)

. (2.23)

Зная указанные коэффициенты можно рассчитать значение ДНП в диапазоне температур [Т₁; Т₂]. Кроме того, ДНП (в Па) может быть найдено по одной из следующих эмпирических зависимостей [18, 22]:

– для нефтей

; (2.24)

– для автомобильных бензинов

; (2.25)

– для авиационных бензинов

; (2.26)

– для деэтанизированного газового конденсата

; (2.27)

– для стабильного газового конденсата

, (2.28)

где T_НК – температура начала кипения, К.