Давление насыщенных паров (ДНП) - это давление, при котором жидкость находится в равновесном состоянии со своей газовой (паровой) фазой при определенной температуре. Иначе говоря, это давление пара над поверхностью жидкости, когда скорость испарения равна скорости конденсации и система пришла в термодинамическое равновесие.
ДНП является одним из ключевых показателей качества и безопасности нефтепродуктов. Он характеризует летучесть и испаряемость продукта и напрямую влияет на:
- пусковые и эксплуатационные характеристики двигателя (чем выше ДНП бензина, тем легче пуск двигателя, особенно в холодную погоду; это напрямую влияет на надежность работы техники);
- склонность к образованию паровых пробок (слишком высокое ДНП приводит к образованию паровых пробок в топливной системе, что может вызвать перебои в работе двигателя);
- безопасность хранения и транспортировки (высокое ДНП означает повышенную пожаро- и взрывоопасность, большие потери от испарения; контроль ДНП - основа безопасной эксплуатации резервуаров, танкеров, трубопроводов);
- экологию (ДНП влияет на выбросы летучих органических соединений – ЛОС; во многих странах законодательно установлены предельные значения ДНП бензина, как мера контроля загрязнения воздуха);
- сезонность топлива (ДНП бензинов нормируется по сезонам: зимой допускаются более высокие значения для уверенного пуска, летом - более низкие для предотвращения паровых пробок);
- экономику (потери от испарения при хранении и транспортировке – это прямые финансовые убытки: чем выше ДНП, тем больше потери);
- контроль качества (ДНП один из обязательных параметров паспорта качества нефтепродукта; без его соответствия нормативу продукция не может быть реализована).
В каких продуктах определяется давление насыщенных паров:
| Автомобильные бензины | Пусковые свойства, паровые пробки, экологические нормативы |
| Авиационные бензины | Безопасность на больших высотах, пуск двигателя |
| Сырая нефть | Условия хранения, транспортировки, проектирования оборудования |
| Сжиженные углеводородные газы (СУГ) | Безопасность баллонов, трубопроводов, соответствие спецификациям |
| Легкие нефтепродукты (нафта, газовые конденсаты) | Определение фракционного состава, безопасности |
Существует несколько методов, которыми можно определить давление насыщенных паров. Одним из них является классический метод Рейда. Основной и наиболее распространенный, разработанный в 1930х годах. Суть его заключается в следующем:
1. пробу продукта предварительно охлаждают до 0–1°C (для предотвращения потерь легких фракций);
2. этой пробой заполняют жидкостную (нижнюю) камеру «бомбы Рейда»;
3. жидкостную камеру герметично соединяют с воздушной (верхней) камерой (соотношение объемов 4:1);
4. собранный аппарат погружают в водяную баню при температуре 37,8°C (100°F) и периодически встряхивают до установления равновесия;
5. показание манометра при достижении постоянного давления корректируют и принимают за давление насыщенных паров по Рейду.
В зависимости от величины ДНП, метод Рейда подразделяется на четыре варианта:
- Метод А (для продуктов с ДНП до 180кПа);
- Метод В (то же, с полуавтоматическим аппаратом и горизонтальной баней);
- Метод С (для высоколетучих продуктов с ДНП выше 180кПа);
- Метод D (для авиационных бензинов с ДНП около 50кПа).
Также существуют и более современные автоматизированные методы, которые используются наряду с классическим:
- Метод расширения (мини-метод): проба помещается в герметичную камеру, объем которой увеличивается поршнем до соотношения пар/жидкость 4:1; после термостатирования и достижения равновесия давление фиксируется датчиком; требует всего 1–10мл пробы, время анализа 5–7минут.
- Метод ASVP (ДНП, содержащих воздух).
- Метод VPCR4 (полное давление паров сырой нефти).
Так как результаты, полученные разными методами, не идентичны, то существуют различные формулы для пересчета (например, из метода расширения в эквивалентное давление по Рейду).
Стандарты, регламентирующие показатель
| ГОСТ 1756 (ИСО 3007) | «Нефтепродукты. Определение давления насыщенных паров». Основной стандарт в РФ |
| ГОСТ 31874 (ASTM D 323) | «Нефть сырая и нефтепродукты. Определение давления насыщенных паров методом Рейда». Идентичен ASTM D 323 |
| ГОСТ 33361 | «Нефть. Определение давления паров методом расширения» |
| ГОСТ 33157 | «Нефтепродукты. Метод определения давления насыщенных паров (мини-метод)» |
| ГОСТ EN 13016-1 | «Нефтепродукты жидкие. Определение давления насыщенных паров, содержащих воздух (ASVP), и расчет эквивалентного давления сухих паров (DVPE)» |
| ГОСТ 34429 | «Газы углеводородные сжиженные. Метод определения давления насыщенных паров» |
| ГОСТ Р 8.601 | «Государственная система обеспечения единства измерений. Давление насыщенных паров нефти и нефтепродуктов. Методика выполнения измерений» |
| ГОСТ ISO 4256 | «Газы углеводородные сжиженные. Определение манометрического давления паров. Метод СУГ (ISO 4256:1996, IDT).» |
| ASTM D 323 | «Стандартный метод определения давления паров нефтепродуктов (метод Рейда)». Коррелирует с ГОСТ 31874 |
| ASTM D 6377 | «Стандартный метод определения давления паров сырой нефти: VPCRx (метод расширения)» |
| EN 13016-1 | Европейский стандарт. Российский ГОСТ EN 13016-1 идентичен данному европейскому стандарту |
Так как существуют различные методы измерения ДНП, то и существуют различные приборы для определения данного параметра:
1. Ручные (классические):
- Бомба Рейда (термостаты ВТ-Р): разборный аппарат из двух камер (жидкостной и воздушной) с пружинным манометром; требует водяной бани с термостатированием 37,8±0,1°C, время анализа 20–30мин, точность зависит от оператора.
- АДП-02: автоматический аппарат на базе водяного термостата с тремя измерительными каналами, до трех бомб Рейда одновременно, диапазон 0–180кПа.
2. Автоматизированные анализаторы:
- MINIVAP VPSH Xpert: полностью автоматизированный анализатор, объем пробы от 1мл, время измерения 5–7мин, точность ±0,5кПа; метод расширения.
- MINIVAP LPG: для сжиженных газов, точность до 2000кПа, температуры 5–70°C.
- АДП-03: российский автоматический прибор, диапазон 10–180кПа; ДНП, содержащие воздух (ASVP).
- АДНП и АДНП НОВА: белорусский прибор, измеряет ДНП в вакууме, соответствует ГОСТ EN 13016-1, ГОСТ 33361 (ASTM D 6377), ГОСТ 33157 (ASTM D 5191), ГОСТ Р 52340, ASTM D 6378.
- ДНП-ЛАБ-12: автоматизированный прибор для низкокипящих маловязких нефтепродуктов, для расчета эквивалентного давления сухих паров (DVPE).
3. Для сжиженных газов:
- Пробоотборники по ГОСТ 14921 с манометром (например, ПГО), погружаемые в термостат/криостат (для определения ДНП СУГ при заданных температурах).
Вы можете купить оборудование для определения давления насыщенных паров в компании Лабтех в Москве по наименьшей цене.