Указания по выполнению практической работы

Важной составной частью учебного процесса являются практические занятия.

Целью практических занятий, проводимых по дисциплине «Химия нефти и газа» - углубление и закрепление теоретических знаний, полученных студентами на лекциях и в процессе самостоятельного изучения учебного материала, а также совершенствование навыков применения экономических знаний при изучении дисциплины.

 

№ п/п	№ темы дисциплины	Наименование практических занятий	Трудоемкость (час)/ЗЕ
	1.1, 1.2.	Углеводороды нефтей. Химические свойства алканов и нафтенов	2/0,06
	1.3.	Химические свойства аренов, непредельных соединений	2/0,06
Итого:	4/0,11

Определение характеристических факторов

Характеристический фактор К определяет химическую природу нефтепродукта, его парафинистость. Определяется в зависимости от двух параметров – плотности и температуры кипения, величина которых зависит от состава нефтепродуктов. Для парафинистых нефтепродуктов , для нафтено-ароматических , для ароматизированных И менее, для крекинг-бензина . Применяется характеристический фактор для корреляции при расчете физико-химических свойств нефтепродуктов. Характеристический фактор определяется по формуле

 

где Тср.уср. – средне - усредненная температура кипения, К; – относительная плотность нефтепродукта.

Можно определить величину К и по формуле

 

(2)

где Тср.мол. – средне – молекулярная температура кипения, К; - относительная плотность нефтепродукта.

Плотность

Плотностью вещества (p) называют массы его в единице объема. Плотность можно измерить в кг/м³, г/см³, кг/л, т/м³. В системе единиц СИ плотность измеряется в кг/м³.

В нефтепереработке при расчете физико-химических свойств нефтепродуктов принято пользоваться относительной плотностью, представляющей собой соотношение плотностей жидкого нефтепродукта и дистиллированной воды при определенных температурах. Обозначают относительную плотность , где t₁ – температура воды ⁰ С, t₂ – температура нефтепродукта ⁰ С.стандартными температурами при определении плотности являются для воды 4⁰ С и для нефтепродуктов 20⁰ С.

Относительной плотностью узких фракций (10-20-градусных) может быть рассчитана по формуле

 

(3)

 

Для нефтей парафинистых =0,736, n= 0,13; для нефтей сернистых =0,722, n= 0,159.

Чисто для технологических расчетов необходимо пересчитывать плотность нефтепродукта от одной температуры к другой. С этой целью можно пользоваться формулой Д.И.Менделеева в интервале температур от0 до 150⁰ С

 

(4)

 

где - относительная плотность нефтепродукта при 20⁰С; -относительная плотность нефтепродукта при заданной температуре; - средняя температура поправка на один градус.

Для определения плотности жидких нефтепродуктов при высоких температурах можно графиками, приведенными на рис. 1

На рис.1 на оси абсцисс откладывают неизвестное значение плотности; из определенной точки (А) восстанавливают перпендикуляр на пересечение с линией, соответствующей температуре, при которой определена эта плотность (точка В). Затем проводят линию, параллельную близлежащей наклонной кривой, до пересечения (в точке С) с линией температуры, при которой нужно определить плотность. Из точки С опускают перпендикуляр до пересечения с осью абсцисс и таким образом (в точкеD) находят искомую плотность.

Рис. 1. График для определения относительной плотности жидких нефтепродуктов при температуре t () по известной их плотности .

 

Графики Приложений 3 и 4 применимы при давлениях до 1,5 Мпа. При большом давлении берется поправка (плотность под давлением минус плотность при атмосферном давлении) по графику Приложения 5.

Часто приходится пересчитывать на , а так же на , и наоборот. С этой целью пользуются уравнениями

 

= -5а (5)

 

где а – средняя температурная поправка.

 

= ·0,9982 (6)

 

Плотность смеси нефтепродуктов можно определять на равенства по известным массовым процентам компонентов

 

= (7)

 

объемным процентом компонентов

 

= (8)

 

массам компонентов

 

= (9)

 

Пример. Определить плотность нефтепродукта при 150°С и давлении 20,0 мПа, если его плотность при 20°С равна 650 кг/м³ и К=13,5

Решение. Находим плотность нефтепродукта при 20°С и 20.0 мПа. Поправку к плотности с учетом давления равна 20 кг/м³

Относительная плотность газа равна отношению массы m газа занимающего объем V при некоторых температуре и давлении, и массе m₁ воздуха, занимающего тот же объем V при тех же температуре и давлении

 

d= (10)

Если считать газ идеальным то при T=273,16 К, Р=0,1 М мПа и V-22,414 мл масса m равна молекулярной массе M газа. В тех же условиях масса 22,414 мл воздуха составляет 28,9 г, откуда относительная плотность газа или пара относительно равна

 

d= (11)

 

Абсолютную плотность газов и паров (р, кг/м³) при нормальных условиях можно найти, зная массу М и объем 1 моль газа (22,414л)

 

p= (12)

 

При абсолютной температуре Т (К) и давлении П (10⁵ Па) плотность газа (в кг/м³) может быть найдена по формуле

 

p = (13)

 

Используя формулу (15), можно написать

p_r= (14)

или

p_r= (15)

6.2 Задачи для самостоятельного решения

1. Определить относительную плотность нефтепродукта , если его = 0,7586.

2. Относительная плотность бензиновой фракции =0,7560. Какова относительная плотность этой фракции при 50⁰С?

3. Определить относительную плотность нефтепродукта при 250⁰С, если его d= 0,800,К=11,5.

4. Плотность мазута бинагадинской нефти =0,953. Определить его плотность при 300⁰С, К=10,2

5. Определить относительную плотность смеси, состоящей из 250 кг бензина плотностью =0,765 и 375 кг керосина плотностью =0,826.