Оценка эквивалентности методов определения давления паров нефти и нефтепродуктов

   Действующие в России нормативные документы устанавливают для испытательных лабораторий необходимость определять такие показатели, как давление насыщенных паров по методу Рейда; давление насыщенных паров, содержащих воздух; полное давление паров сырой нефти. В аналитической практике для контроля качества измерений, валидации методов, установления метрологической прослеживаемости и других аналогичных целей применяются соответствующие стандартные образцы. Кроме того, расчет различных эквивалентов по корреляционным уравнениям (DVPE – эквивалентное давление сухого пара, RVPE – эквивалентное давление паров по Рейду и др.) регламентирован соответствующими методами определения давления паров. Давление паров является метод-зависимой величиной, поэтому многие производители стандартных образцов в качестве способа установления аттестованного значения используют межлабораторный эксперимент, рискуя при этом неправильно интерпретировать полученные экспериментальные данные. Проблема заключается в том, что при проведении межлабораторного эксперимента в процессе аттестации стандартных образцов случается принимать давление насыщенных паров, содержащих воздух; полное давление паров и даже рассчитанные эквиваленты давления паров за давление насыщенных паров по Рейду. Намереваясь решить эту проблему, авторами в данной работе поставлена цель оценить эквивалентность методов определения давления паров нефти и нефтепродуктов, применяемых в испытательных лабораториях, чтобы выявить ключевые характеристики заявленных методов, оценить их эквивалентность. С данной целью рассмотрены методы определения давления паров с использованием автоматической вакуумной камеры и бомбы Рейда. Проведены испытания различных матриц стандартных образцов (углеводороды, бензин, товарная нефть, газовый конденсат). По результатам испытаний получены расчетные эквиваленты давления паров и проведено их сравнение. В итоге показано, что значения давления насыщенных паров, содержащих воздух; эквивалентного давления сухого пара, эквивалентного давления паров по Рейду и полного давления паров не следует представлять как значения давления насыщенных паров, установленных методом Рейда. Сравнительная оценка методов определения давления паров нефти и нефтепродуктов, применяемых в испытательных лабораториях, может стать подспорьем для разработчиков нормативных документов на нефть, газовый конденсат и автомобильный бензин, проливая свет на необходимость разделения требований к показателям давления паров рассмотренных объектов анализа и давая для этого эмпирический материал.

1. Сафонов А. С., Ушаков А. И., Чечкенев И. В. Автомобильные топлива: химмотология. Эксплуатационные свойства. СПб.: НПИКЦ, 2002. 264 с.

2. Подвинцев И. Б. Нефтепереработка: практический вводный курс. 2-е изд., перераб. и доп. Долгопрудный: Интеллект, 2015. 160 с.

3. Рыбак Б. М. Анализ нефти и нефтепродуктов. 5-е изд. М.: Государственное научно-техническое издательство нефтяной и горно-топливной литературы, 2002. 888 с.

4. Determination of flash point and Reid vapor pressure in petroleum from HTGC and DHA associated with chemometrics / M. H. C. Nascimento [et al.] // Fuel. 2018. Vol. 234. P. 643–649. doi: 10.1016/j.fuel.2018.07.050

5. Issa H. M., Albarzanji A. A. Quantitative prediction of Reid vapor pressure for a light crude oil using a simplified and proper correlation // Petroleum Science and Technology. 2020. Vol. 38. P. 745–753. doi: 10.1080/10916466.2020.1776731

6. Landera A., Mac N., George A. Development of robust models for the prediction of Reid vapor pressure (RVP) in fuel blends and their application to oxygenated biofuels using the SAFT-γ approach // Fuel. 2021. Vol. 283, № 75. P. 118624. doi: 10.1016/j.fuel.2020.118624

7. Mendes G., Aleme H. G., Barbeira P. J. S. Reid vapor pressure prediction of automotive gasoline using distillation curves and multivariate calibration // Fuel. 2017. Vol. 187. P. 167–172. doi: 10.1016/j.fuel.2016.09.046

8. Measuring and predicting the vapor pressure of gasoline containing oxygenates / D. J. Gaspar [et al.] // Fuel. 2019. Vol. 243, № 3. P. 630–644. doi: 10.1016/j.fuel.2019.01.137

9. ASTM D323–20a Standard test method for vapor pressure of petroleum products (Reid Method). doi: 10.1520/D0323–20A (Accessed: 15. 07. 2023).

10. ASTM D5191–20 Standard Test Method for Vapor Pressure of Petroleum Products and Liquid Fuels (Mini Method). doi: 10.1520/D5191–20 (Accessed: 15. 07. 2023).

11. ASTM D6377–20 Standard Test Method for Determination of Vapor Pressure of Crude Oil: VPCRx (Expansion Method). doi: 10.1520/D6377–20 (Accessed: 15. 07. 2023).

12. ГОСТ 10227–86 Топлива для реактивных двигателей. Технические условия = Jetfuels. Specifications. М.: Стандартинформ, 2005.

13. ГОСТ 1756–2000 Нефтепродукты. Определение давления насыщенных паров = Petroleum products. Determination of saturated vapours pressure. М.: Стандартинформ, 2005.

14. ГОСТ 2084–77 Бензины автомобильные. Технические условия = Motor petrols. Specifications. М.: ИПК Издательство стандартов, 2003.

15. ГОСТ 2177–99 Нефтепродукты. Методы определения фракционного состава. Метод Б = Petroleum products. Methods for determination of distillation characteristics. Method B. М.: ФГБУ РСТ, 2021.

16. ГОСТ 2517–2012 Нефть и нефтепродукты. Методы отбора проб = Petroleum and petroleum products. Methods of sampling. М.: Стандартинформ, 2018.

17. ГОСТ 28781–90 Нефть и нефтепродукты. Метод определения давления насыщенных паров на аппарате с механическим диспергированием = Petroleum and petroleum products. Method for determination of saturated vapours pressure by mechanical dispersing. М.: Издательство стандартов, 1991.

18. ГОСТ 31874–2012 Нефть сырая и нефтепродукты. Определение давления насыщенных паров методом Рейда = Crude oil and petroleum products. Determination of vapour pressure by Reid method. М.: Стандартинформ, 2013.

19. ГОСТ 32513–2013 Топлива моторные. Бензин неэтилированный. Технические условия = Automotive fuels. Unleaded petrol. Specifications. М.: Стандартинформ, 2019.

20. ГОСТ 33157–2014 Нефтепродукты. Метод определения давления насыщенных паров (мини-метод) = Petroleum products. Test method for vapor pressure of petroleum products (mini method). М.: Стандартинформ, 2019.

21. ГОСТ 33361–2022 Нефть. Определение давления паров методом расширения = Crude oil. Determination of vapor pressure by expansion method. М.: ФГБУ РСТ, 2022.

22. ГОСТ 8.532-2002 Стандартные образцы состава веществ и материалов межлабораторная метрологическая аттестация. Содержание и порядок проведения работ = State system for ensuring the uniformity of measurements. Certified reference materials of composition of substances and materials. Interlaboratory metrological certification. Content and order of works. М.: Стандартинформ, 2008.

23. ГОСТ 8.601-2010 Давление насыщенных паров нефти и нефтепродуктов. Методика измерений = State system for ensuring the uniformity of measurements. Saturated vapours pressure of petroleum and petroleum products. Measurement procedure. М.: Стандартинформ, 2019.

24. ГОСТ EN13016-1-2013 Нефтепродукты жидкие. Часть 1. Определение давления насыщенных паров, содержащих воздух (ASVP), и расчет эквивалентного давления сухих паров (DVPE) = Liquid petroleum products. Part 1. Determination of air saturated vapour pressure (ASVP) and calculated dry vapour pressure equivalent (DVPE). М.: Стандартинформ, 2019.

25. ГОСТ Р 51858–2002 Нефть. Общие технические условия = Crude petroleum. General specifications. М.: Стандартинформ, 2020.

26. ГОСТ Р 51866–2002 (ЕН 228–2004) Топлива моторные. Бензин неэтилированный. Технические условия = Automotive fuels. Unleaded petrol. Specifications. М.: Стандартинформ, 2009.

27. ГОСТ Р 52340–2005 Нефть. Определение давления паров методом расширения = Crude oil. Determination of vapour pressure with expansion method. М.: Стандартинформ, 2005.

28. ГОСТ Р ЕН 13016-1-2008 Нефтепродукты жидкие. Часть 1. Определение давления насыщенных паров, содержащих воздух (ASVP) = Liquid petroleum products. Part 1. Determination of air saturated vapour pressure (ASVP). М.: Стандартинформ, 2008.

29. ГСО 11065–2018 Стандартный образец свойств газового конденсата (СО ГК-ПА-1) // Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений : официальный сайт. URL: https://germeon.ru/catalog/item/73400/ (Дата обращения: 15. 07. 2023).

30. ГСО 11381–2019 Стандартный образец состава и свойств нефти (СО СС-ТН-ПА-2) // Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений : официальный сайт. URL: https://petroanalytica.ru/%D0%B3%D1%81%D0%BE-%D0%BD%D0%B5%D1%84%D1%82%D0%B8/%D0%B3%D1%81%D0%BE-%D1%81%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%B2%D0%B0-%D0%B8-%D1%81%D0%B2%D0%BE%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2-%D0%BD%D0%B5%D1%84%D1%82%D0%B8-2 (Дата обращения: 15. 07. 2023).

31. ГСО 9817–2011 Стандартный образец давления насыщенных паров нефтепродуктов (СО ДНП-ПА) // Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений : официальный сайт. URL: http://granat-e.ru/gso_dnp-pa_asvp.html (Дата обращения: 15. 07. 2023).