Тема: Построение линий ИТК и ОИ по фракционному составу
Практическое занятие 1
Тема: Построение линии ОИ нефтей и нефтяных фракций при атмосферном давлении
Теоретическая часть
Температура потоков при ректификации сложных смесей определяют при помощи линий ОИ: температуры жидких потоков – по нулевому отгону, температуры паровых потоков – по 100% отгону на линии ОИ. Линии однократного испарения можно построить на основании экспериментальных данных. Для приближённых расчётов пользуются зависимостью между линиями ОИ и ИТК или разгонки по ГОСТ. Эти методы определяют линию ОИ приближённо как прямую линию.
Для построения линии ОИ нефтей и нефтяных фракций применяют следующие два метода:
- метод Обрядчикова-Смидович;
- метод Нельсона.
Исходными данными для построения линии ОИ нефти и нефтяных фракций являются кривые ИТК.
Сущность метода Обрядчикова-Смидович
Метод заключается в применении графика Обрядчикова-Смидович. По этому графику имеется возможность найти температуры, отвечающие началу однократного испарения - 0% (НОИ) и концу однократного испарения - 100% (КОИ).
В соответствии с методом необходимо знать тангенс угла наклона кривой ИТК и температуру 50%-ного отгона. Тангенс угла наклона кривой ИТК изменяется в пределах всей кривой разгонки. Однако наклон участка кривой ИТК от 10% до 70% дает достаточно надежные средние величины для всей кривой.
Тангенс угла наклона кривой ИТК находится из соотношения
|
|
|
tg ÐИТК = 
Температуры 10%, 50% и 70%-ного отгона находим непосредственно по кривой ИТК. Определяем тангенс угла наклона кривой. По значениям тангенса угла наклона ИТК и температуре 50%-ного отгона находим на графике Обрядчикова-Смидович на оси ординат (в верхней её части) степень отгона по ИТК, соответствующую 100% отгона по ОИ, и (в нижней её части) степень отгона по ИТК, соответствующую 0% отгона по ОИ. Полученные значения определяют положения линии ОИ. Для этого на графике кривой ИТК отмечают точки, соответствующие температурам 0% и 100% отгона и соединяют их прямой линией
Недостатком графика является его низкая точность, связанная с температурой 50% выкипания.
Рисунок 1. График Обрядчикова и Смидович
Практическая часть
Построить линию ОИ при атмосферном давлении для узкой фракции (220 - 290ºС) шпаковской нефти. Линия ИТК дана на рисунке 2.
Рисунок 2
Алгоритм выполнения задания
1. Перенести рисунок 2 в свою тетрадь.
2. Определить тангенс угла наклона линии ИТК по формуле
tg ИТК = 
3. По рисунку 2 определить температуру 50% отгона – t50%
4. По графику Обрядчикова – Смидович (рисунок 1), используя полученные данные п.1 и п.2, определить на оси ординат две точи – одна соответствует 0% отгона по кривой ОИ, вторая 100% отгона по кривой ОИ. Найденные цифры указывают степень отгона по ИТК, соответствующую началу и концу кипения фракции в процессе однократного испарения. Эти цифры отметим на оси абсцисс графика ИТК (рис.2), из этих точек провести перпендикуляры на кривую ИТК, а затем провести горизонтальные линии на ось ординат. В результате получаем две температуры. одна соответствует началу однократного испарения (нулевому отгону) данной фракции, другая – концу однократного испарения (100%-му отгону).
|
|
|
5. Соединив эти точки прямой, получим линию ОИ бензиновой фракции
Практическое занятие 2
Тема: Построение линий ИТК и ОИ по фракционному составу
Теоретическая часть
Фракционным составом называют зависимость количества выкипающего продукта от повышения температуры кипения. Такая зависимость имеет место для любых смесей веществ, имеющих разные температуры кипения. Для индивидуальных веществ с определенной температурой кипения такой зависимости нет, так как вещество начинает кипеть и полностью выкипает при одной и той же температуре, называемой температурой кипения.
Знание фракционного состава нефти необходимо для квалифицированного выбора направления переработки нефтяного сырья. Показатели фракционного состава нефти, такие как выход фракций, перегоняющийся до 350 °С и потенциальное содержание базовых масел, входят в технологическую классификацию нефтей.
|
|
|
Фракционный состав нефти определяется обычно методами перегонки или ректификации.
Практическая часть
Построить линию ИТК (истинных температур кипения) и линию ОИ (однократного испарения) по фракционному составу:
начало кипения - 300ºС
10% - 305 ºС
20% - 310 ºС
30% - 321 ºС
40% - 330 ºС
50% - 350 ºС
60% - 355 ºС
70% - 365 ºС
80% - 370 ºС
97.8% - 375ºС
Алгоритм выполнения
1. Перенести рисунок 1 в свою тетрадь.
2. По фракционному составу построить линию ИТК
Рисунок 1
3. Определить тангенс угла наклона линии ИТК по формуле
tg ИТК =
4. По графику Обрядчикова – Смидович (рисунок 1 в практич. работе 1), используя полученные данные п.3 и t50% определить на оси ординат две точи – одна соответствует 0% отгона по кривой ОИ, вторая 100% отгона по кривой ОИ.
5. Отложить эти точки на рисунке в тетради и соединить их прямой линией. Полученная прямая и есть линия ОИ.
Лабораторная работа № 1
|
|
|
Фракционный состав бензина
Теоретическая часть
Фракционный состав бензина- один из важнейших показателей, характеризует испаряемость топлива, от которой зависит запуск двигателя, распределение топлива по цилиндрам, полнота сгорания, экономичность двигателя, надежная и долговечная его работа.
Испаряемость определяется температурой перегонки 10, 50 и 90 % (об.) выкипания фракций бензина. Температура выкипания 10 % бензина характеризует пусковые свойства. Температура выкипания 50 % характеризует скорость перехода двигателя с одного режима работы на другой и равномерность распределения бензиновых фракций по цилиндрам. Температура выкипания 90 % фракций и конца кипения влияют на полноту сгорания топлива и его расход, а также на нагарообразование в камере сгорания в цилиндре двигателя.
Практическая часть
1. Испытания проводятся в соответствии с методами, изложенными в ГОСТ 2177-99 и ГОСТ ISO 3405-2013 на установке с применением электрического нагревателя (рисунок 1).
Рисунок 1. Установка определения фракционного состава
В состав установки входит: электрический нагреватель - 1; водяной холодильник с термопарой - 2; колба Энглера с термопарой - 3; мерный цилиндр с термопарой - 4; датчики температур - 5. Установка подключается к персональному компьютеру - 6. Упрощенная схема представлена на рисунке 3.
2.Сущность метода
Сущность метода заключается в перегонке 100 см3испытуемого образца при условиях, соответствующих природе продукта, и проведении постоянных наблюдений за показаниями термометра и объемами конденсата.
3. Порядок проведения работы
При проведении испытаний нагревают колбу для перегонки с ее содержимым. Регулируют нагрев так, чтобы время от момента нагревания до начала кипения составляло 5-10 мин., время от начала кипения до получения 5% отгона – 60-75 с. После того, как отмечена температура начала кипения, цилиндр ставят так, чтобы кончик холодильника соприкасался с его внутренней стенкой, а конденсат стекал по стенке.
От начала кипения до конца испытания записывают данные, которые включают показания датчика температуры, начиная с 5 см3 (5% отгон) поступившего конденсата в мерный цилиндр и заканчивая 95 см3(95% отгон), с интервалом 5 см3. Отмечают температуру конца кипения, если не вся жидкость испарилась со дна колбы, объем этой жидкости принимают за остаток.
Оформление результата работы
1. Марка исследуемого бензина_____ по ГОСТ_____________
2. Количество взятого топлива__________ .
3. Показания датчика температуры в колбе Энглера занести в таблицу
4. Рассчитать потери при перегонке по формуле
Vп = Vнач – (Vк.к + V0)
где Vнач – начальный объём нефтепродукта
Vк.к – конечный объём дистиллята в колбе
Vо – объём остатка перегонки при комнатной температуре
Таблица 1. Данные испытания
| Пор. номер | Наименование показателей | Температура, °С во время опыта |
| 1 | Начало кипения (первая капля) | |
| 2 | Фракции: 10 % | |
| 3 | 20 % | |
| 4 | 30 % | |
| 5 | 40 % | |
| 6 | 50 % | |
| 7 | 60 % | |
| 8 | 70 % | |
| 9 | 80 % | |
| 10 | 90 % | |
| 11 | Конец кипения | |
| Остаток в колбе, % | ||
| Потери при разгонке, % |
5. По полученным данным опыта построить кривую фракционной разгонки.
Рисунок 2 Сетка для кривой разгонки
6. Для определения температур при заданных объемах выпаривания записывают заданные объемы выпаривания и соответствующие объемы отгона (равные заданному объему выпаривания минус потери при перегонке) и по построенному графику находят температуры, соответствующие высчитанным объемам отгона.
Таблица 2. Рассчитанные температуры
Дата добавления: 2020-11-29; просмотров: 2862; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!