Моисеев А.В._Расч. методы определения физ.-хим. св-в УВС, Н и НП. Расчетные методы определения физико химических свойств углеводородных систем, нефтей и нефтепродуктов
 Скачать 7.99 Mb.
|
|
8. Определить относительную плотность нефтепродукта 15 15 d по его от- носительной плотности 20 4 d = 0,693 . 9. Определить относительную плотность нефтепродукта 20 4 d по его от- носительной плотности 15 15 d = 0,8458 . 10. Определить относительную плотность нефтепродукта 15 15 d по его от- носительной плотности 20 4 d = 0,710 . 11. Определить относительную плотность нефтепродукта 20 4 d по его от- носительной плотности 15 15 d = 0,7215 . 12. Определить относительную плотность нефтепродукта 15 15 d по его от- носительной плотности 20 4 d = 0,845 . 13. Определить относительную плотность нефтепродукта 20 4 d по его от- носительной плотности 15 15 d = 0,6918 . 14. Определить относительную плотность нефтепродукта 15 15 d по его от- носительной плотности 20 4 d = 0,709 . 15. Определить относительную плотность нефтепродукта 20 4 d по его от- носительной плотности 15 15 d = 0,7210 . 16. Определить относительную плотность нефтепродукта 15 15 d по его от- носительной плотности 20 4 d = 0,853 . 17. Определить относительную плотность нефтепродукта 20 4 d по его от- носительной плотности 15 15 d = 0,6818 . 18. Определить относительную плотность нефтепродукта 15 15 d по его от- носительной плотности 20 4 d = 0,779 . 19. Определить относительную плотность нефтепродукта 20 4 d по его от- носительной плотности 15 15 d = 0,8082 . 20. Определить относительную плотность нефтепродукта 15 15 d по его от- носительной плотности 20 4 d = 0,698 . 21. Определить относительную плотность нефтепродукта 20 4 d по его от- носительной плотности 15 15 d = 0,7551 . 22. Определить относительную плотность нефтепродукта 15 15 d по его от- носительной плотности 20 4 d = 0,712 . 23. Определить относительную плотность нефтепродукта 20 4 d по его от- носительной плотности 15 15 d = 0,7551 . 15 24. Определить относительную плотность нефтепродукта 15 15 d по его от- носительной плотности 20 4 d = 0,823 . 25. Определить относительную плотность нефтепродукта 20 4 d по его от- носительной плотности 15 15 d = 0,9012 . 26. Определить относительную плотность нефтепродукта 15 15 d по его от- носительной плотности 20 4 d = 0,860 . 27. Определить относительную плотность нефтепродукта 20 4 d по его от- носительной плотности 15 15 d = 0,8312 . 28. Определить относительную плотность нефтепродукта 15 15 d по его от- носительной плотности 20 4 d = 0,746 . 29. Определить относительную плотность нефтепродукта 20 4 d по его от- носительной плотности 15 15 d = 0,7887 . 30. Определить относительную плотность нефтепродукта 15 15 d по его от- носительной плотности 20 4 d = 0,92 . 31. Относительная плотность нефтепродукта 20 4 d = 0,721. Найти его отно- сительную плотность при 65 о С двумя способами. 32. Относительная плотность нефтепродукта 15 15 d = 0,744. Найти его отно- сительную плотность при 30 о С двумя способами. 33. Относительная плотность нефтепродукта 20 4 d = 0,820. Найти его отно- сительную плотность при 50 о С двумя способами. 34. Относительная плотность нефтепродукта 15 15 d = 0,75. Найти его отно- сительную плотность при 60 о С двумя способами. 35. Относительная плотность нефтепродукта 20 4 d = 0,692. Найти его отно- сительную плотность при 55 о С двумя способами. 36. Относительная плотность нефтепродукта 15 15 d = 0,911. Найти его отно- сительную плотность при 65 о С двумя способами. 37. Относительная плотность нефтепродукта 20 4 d = 0,723. Найти его отно- сительную плотность при 40 о С двумя способами. 38. Относительная плотность нефтепродукта 15 15 d = 0,885. Найти его отно- сительную плотность при 90 о С двумя способами. 39. Относительная плотность нефтепродукта 20 4 d = 0,825. Найти его отно- сительную плотность при 85 о С двумя способами. 40. Относительная плотность нефтепродукта 15 15 d = 0,760. Найти его отно- сительную плотность при 70 о С двумя способами. 41. Относительная плотность нефтепродукта 20 4 d = 0,813. Найти его отно- сительную плотность при 72 о С двумя способами. 42. Относительная плотность нефтепродукта 15 15 d = 0,920. Найти его отно- сительную плотность при 110 о С двумя способами. 16 43. Относительная плотность нефтепродукта 20 4 d = 0,742. Найти его отно- сительную плотность при 52 о С двумя способами. 44. Относительная плотность нефтепродукта 15 15 d = 0,920. Найти его отно- сительную плотность при 110 о С двумя способами. 45. Относительная плотность нефтепродукта 20 4 d = 0,692. Найти его отно- сительную плотность при 46 о С двумя способами. 46. Относительная плотность нефтепродукта 15 15 d = 0,863. Найти его отно- сительную плотность при 90 о С двумя способами. 47. Относительная плотность нефтепродукта 20 4 d = 0,795. Найти его отно- сительную плотность при 85 о С двумя способами. 48. Относительная плотность нефтепродукта 15 15 d = 0,840. Найти его отно- сительную плотность при 90 о С двумя способами. 49. Относительная плотность нефтепродукта 20 4 d = 0,725. Найти его отно- сительную плотность при 75 о С двумя способами. 50. Относительная плотность нефтепродукта 15 15 d = 0,915. Найти его отно- сительную плотность при 95 о С двумя способами. 51. Относительная плотность нефтепродукта 20 4 d = 0,875. Найти его отно- сительную плотность при 65 о С двумя способами. 52. Относительная плотность нефтепродукта 15 15 d = 0,885. Найти его отно- сительную плотность при 105 о С двумя способами. 53. Относительная плотность нефтепродукта 20 4 d = 0,727. Найти его отно- сительную плотность при 87 о С двумя способами. 54. Относительная плотность нефтепродукта 15 15 d = 0,792. Найти его отно- сительную плотность при 68 о С двумя способами. 55. Относительная плотность нефтепродукта 20 4 d = 0,823. Найти его отно- сительную плотность при 77 о С двумя способами. 56. Относительная плотность нефтепродукта 15 15 d = 0,844. Найти его отно- сительную плотность при 56 о С двумя способами. 57. Относительная плотность нефтепродукта 20 4 d = 0,923. Найти его отно- сительную плотность при 120 о С двумя способами. 58. Относительная плотность нефтепродукта 15 15 d = 0,724. Найти его отно- сительную плотность при 50 о С двумя способами. 59. Относительная плотность нефтепродукта 20 4 d = 0,720. Найти его отно- сительную плотность при 60 о С двумя способами. 60. Относительная плотность нефтепродукта 15 15 d = 0,869. Найти его отно- сительную плотность при 70 о С двумя способами. 61. Определить абсолютную плотность метана при 20 о С и 780 мм рт. ст. 62. Определить абсолютную плотность этана при 75 о С и 1,2 кгс/см 2 63. Определить абсолютную плотность пропана при 140 о С и 12395 кгс/м 2 17 64. Определить абсолютную плотность н-бутана при 200 о С и 1900 мм рт. ст. 65. Определить абсолютную плотность пропилена при 130 о С и 1,1 кгс/см 2 66. Определить абсолютную плотность углеводородного газа, молеку- лярная масса которого равна 58, при 80 о С и атмосферном давлении. 67. Определить абсолютную плотность газов гидроочистки ДТ (молеку- лярная масса равна 34) при 200 о С и 0,4 МПа. 68. Определить абсолютную плотность крекинг-газа при 300 о С и 1000 мм рт. ст, если его молекулярная масса равна 30. 69. Определить абсолютную плотность газа гидрокрекинга при 270 о С и 1,7 кгс/см 2 , если его молекулярная масса равна 35. 70. Определить абсолютную плотность газа пиролиза при 400 о С и 14000 кгс/м 2 , если его молекулярная масса равна 25. 71. Определить абсолютную плотность метана при 65 о С и 1,2 кгс/см 2 72. Определить абсолютную плотность этана при 100 о С и 800 мм рт. ст. 73. Определить абсолютную плотность пропана при 120 о С и 1030 мм рт. ст. 74. Определить абсолютную плотность н-бутана при 180 о С и 11000 кгс/м 2 75. Определить абсолютную плотность пропилена при 125 о С и 1,4 кгс/см 2 76. Определить абсолютную плотность углеводородного газа, молеку- лярная масса которого равна 58, при 90 о С и 775 мм рт. ст. 77. Определить абсолютную плотность газов гидроочистки ДТ (молеку- лярная масса равна 34) при 300 о С и 0,25 МПа. 78. Определить абсолютную плотность крекинг-газа при 270 о С и 11200 кгс/м 2 , если его молекулярная масса равна 30. 79. Определить абсолютную плотность газа гидрокрекинга при 350 о С и 900 мм рт. ст., если его молекулярная масса равна 35. 80. Определить абсолютную плотность газа пиролиза при 200 о С и 1,25 кгс/см 2 , если его молекулярная масса равна 25. 81. Определить абсолютную плотность метана при 60 о С и 18000 кгс/м 2 82. Определить абсолютную плотность этана при 175 о С и 1,85 кгс/см 2 83. Определить абсолютную плотность пропана при 150 о С и 1,24 кгс/см 2 84. Определить абсолютную плотность н-бутана при 170 о С и 1400 мм рт. ст. 85. Определить абсолютную плотность пропилена при 100 о С и 1,0 кгс/см 2 86. Определить абсолютную плотность углеводородного газа, молеку- лярная масса которого равна 58, при 120 о С и атмосферном давлении. 87. Определить абсолютную плотность газов гидроочистки ДТ (молеку- лярная масса равна 34) при 240 о С и 0,5 МПа. 88. Определить абсолютную плотность крекинг-газа при 200 о С и 1500 мм рт. ст, если его молекулярная масса равна 30. 18 89. Определить абсолютную плотность газа гидрокрекинга при 370 о С и 1,72 кгс/см 2 , если его молекулярная масса равна 35. 90. Определить абсолютную плотность газа пиролиза при 300 о С и 12000 кгс/м 2 , если его молекулярная масса равна 25. 91. Определить относительную плотность смеси, состоящей из 150 кг бензина плотностью 15 15 d = 0,7320 и 140 кг керосина плотностью 15 15 d = 0,8072. 92. Определить относительную плотность смеси, содержащей (в % масс.) 25 бензина плотностью 20 4 d = 0,74; 25 керосина плотностью 20 4 d = 0,82 и 50 дизельной фракции плотностью 20 4 d = 0,85. 93. Смесь состоит из 2,2 м 3 этана; 7,5 м 3 пропана и 5,3 м 3 н-бутана (при н.у.). Определить абсолютную плотность газовой смеси. 94. Смесь узких нефтяных фракций содержит 3 компонента, содержания которых равны соответственно (% об.) 22, 18 и 60. Плотности их 20 4 d равны соответственно 0,75; 0,7619 и 0,775. Найти относительную плотность смеси. 95. Смесь состоит из трех компонентов массами 60, 80 и 110 кг, имею- щих плотность 30 4 d равную соответственно 0,72; 0,78 и 0,81. Опреде- лить плотность смеси 20 4 d . 96. Определить относительную плотность смеси, состоящей из 120 кг бензина плотностью 15 15 d = 0,7249; 120 кг керосина плотностью 15 15 d = 0,804 и 100 кг атмосферного газойля плотностью 15 15 d = 0,8418. 97. Определить относительную плотность смеси, содержащей (в % масс.) 35 бензина плотностью 20 4 d = 0,72 и 65 керосина плотностью 20 4 d = 0,83. 98. Смесь состоит из 5 м 3 ; 3,12 м 3 этана; 4,3 м 3 пропана и 1,1 м 3 н-бутана (при н.у.). Определить абсолютную плотность газовой смеси. 99. Смесь узких нефтяных фракций содержит 3 компонента, содержания которых равны соответственно (% об.) 32, 17 и 51. Плотности их 15 15 d равны соответственно 0,7944; 0,7958 и 0,7974. Найти относительную плотность смеси 20 4 d . 100. Смесь состоит из трех компонентов содержанием (% масс.) 20, 25 и 55, имеющих плотность 40 4 d равную соответственно 0,69; 0,75 и 0,83. Определить плотность смеси 20 4 d . 101. Определить относительную плотность смеси, состоящей из 20 кг бен- зина плотностью 15 15 d = 0,7389 и 140 кг керосина плотностью 15 15 d = 0,8081. 102. Определить относительную плотность смеси, содержащей (в % масс.) 45 бензина плотностью 20 4 d = 0,71; 25 керосина плотностью 20 4 d = 0,81 и 30 дизельной фракции плотностью 20 4 d = 0,87. 19 103. Смесь состоит из 4,2 м 3 этана; 2,5 м 3 пропана и 7,3 м 3 н-бутана (при н.у.). Определить абсолютную плотность газовой смеси. 104. Смесь узких нефтяных фракций содержит 3 компонента, содержания которых равны соответственно (% об.) 13, 17 и 70. Плотности их 20 4 d равны соответственно 0,7999; 0,8025 и 0,8064. Найти относительную плотность смеси. 105. Смесь состоит из трех компонентов массами 40, 45 и 95 кг, имеющих плотность 35 4 d равную соответственно 0,71; 0,72 и 0,75. Определить плотность смеси 20 4 d . 106. Определить относительную плотность смеси, состоящей из 98 кг бен- зина плотностью 15 15 d = 0,7279; 100 кг керосина плотностью 15 15 d = 0,8022 и 150 кг атмосферного газойля плотностью 15 15 d = 0,8468. 107. Определить относительную плотность смеси, содержащей (в % масс.) 36 бензина плотностью 20 4 d = 0,756 и 64 керосина плотностью 20 4 d = 0,845. 108. Смесь состоит из 2,23 м 3 ; 4,71 м 3 этана; 8,5 м 3 пропана и 5,58 м 3 н- бутана (при н.у.). Определить абсолютную плотность газовой смеси. 109. Смесь узких нефтяных фракций содержит 3 компонента, содержания которых равны соответственно (% об.) 30, 30 и 40. Плотности их 15 15 d равны соответственно 0,8117; 0,8202 и 0,8301. Найти относительную плотность смеси 20 4 d . 110. Смесь состоит из трех компонентов содержанием (% масс.) 15, 25 и 60, имеющих плотность 50 4 d равную соответственно 0,71; 0,73 и 0,81. Определить плотность смеси 20 4 d . 111. Определить относительную плотность смеси, состоящей из 55 кг бен- зина плотностью 15 15 d = 0,7711 и 100 кг керосина плотностью 15 15 d = 0,8128. 112. Определить относительную плотность смеси, содержащей (в % масс.) 10 бензина плотностью 20 4 d = 0,76; 28 керосина плотностью 20 4 d = 0,83 и 62 дизельной фракции плотностью 20 4 d = 0,866. 113. Смесь состоит из 10,2 м 3 этана; 5,5 м 3 пропана и 6,2 м 3 н-бутана (при н.у.). Определить абсолютную плотность газовой смеси. 114. Смесь узких нефтяных фракций содержит 3 компонента, содержания которых равны соответственно (% об.) 25, 35 и 40. Плотности их 20 4 d равны соответственно 0,843; 0,849 и 0,851. Найти относительную плотность смеси. 115. Смесь состоит из трех компонентов массами 160, 80 и 125 кг, имею- щих плотность 25 4 d равную соответственно 0,71; 0,75 и 0,80. Опреде- лить плотность смеси 20 4 d . 20 116. Определить относительную плотность смеси, состоящей из 50 кг бен- зина плотностью 15 15 d = 0,732; 120 кг керосина плотностью 15 15 d = 0,8072 и 100 кг атмосферного газойля плотностью 15 15 d = 0,8348. 117. Определить относительную плотность смеси, содержащей (в % масс.) 25 бензина плотностью 20 4 d = 0,756 и 65 керосина плотностью 20 4 d = 0,842. 118. Смесь состоит из 2,35 м 3 ; 4,71 м 3 этана; 4,82 м 3 пропана и 10,1 м 3 н- бутана (при н.у.). Определить абсолютную плотность газовой смеси. 119. Смесь узких нефтяных фракций содержит 3 компонента, содержания которых равны соответственно (% об.) 40, 20 и 40. Плотности их 15 15 d равны соответственно 0,7512; 0,7573 и 0,7661. Найти относительную плотность смеси 20 4 d . 120. Смесь состоит из трех компонентов содержанием (% масс.) 35, 35 и 30, имеющих плотность 40 4 d равную соответственно 0,716; 0,721 и 0,799. Определить плотность смеси 20 4 d . 21 2. Молекулярная масса Молекулярная масса нефтей и получаемых из них нефтепродуктов – один из важнейших показателей, широко используемый в технологических расчетах. Молекулярная масса индивидуальных веществ рассчитывается по их химическим формулам и атомным массам элементов, входящих в состав мо- лекул. Нефть и нефтепродукты характеризуются средней молекулярной массой, так как в их состав входит большое число разнородных соединений. Между молекулярной массой и температурой кипения нефтяных фрак- ций существует определенная зависимость: чем больше молекулярная масса нефтяной фракции, тем выше её температура кипения. В расчетной практике молекулярную массу наиболее часто определяют по эмпирическим формулам. Наибольшее применение нашла общая форму- ла, предложенная Б. П. Войновым 2 мол ср мол ср ct bt a M + + = , (2.1) где . мол ср t - средняя молекулярная температура кипения продукта, о С, a , b и c - коэффициенты. Для парафиновых углеводородов, в частности, формула Б. П. Войнова имеет вид 2 001 , 0 3 , 0 60 мол ср мол ср t t M + + = , (2.2) 2 001 , 0 246 , 0 63 , 52 мол ср мол ср T T M + - = . (2.3) Для нефтяных фракций с введением характеризующего фактора приме- нима формула Войнова-Эйгенсона ( ) ( ) 2 00245 , 0 0003 , 0 04 , 0 76 , 0 5 , 21 7 мол ср мол ср t K t K K M × - + × - + - = , (2.4) Формула Войнова была уточнена А. С. Эйгенсоном путем подбора ко- эффициентов a , b и c в зависимости от значения характеризующего фактора Коэффициенты к формуле Войнова-Эйгенсона Таблица 2.1 Характеризующий фактор К a b c 10,0 56 0,230 0,00080 10,5 57 0,240 0,00090 11,0 59 0,240 0,00100 11,5 63 0,225 0,00115 12,0 69 0,180 0,00140 Для ароматических углеводородов пригодна формула 2 00055 , 0 06 , 0 8 , 8 T T M + + - = . (2.5) 22 Для узких нефтяных фракций молекулярную массу можно определять по формуле БашНИИНП ( ) 2 000156 , 0 075 , 0 5 160 мол ср мол ср Kt t K M + - - = . (2.6) При наличии в качестве исходного данного коэффициента рефракции можно использовать формулу Р. Херша ( ) 20 1500 , 2 lg 0019764 , 0 939436 , 1 lg D мол ср n t M - + + = . (2.7) Для нормальных парафиновых углеводородов пользуются уравнением Эдвина – Кокса ( ) 2 lg 101 , 0 lg 949 , 0 07575 , 1 lg M M T мол ср - + = . (2.8) Для нефтей и нефтепродуктов Бриджиман предложил зависимость меж- ду молекулярной массой и относительной плотностью 20 4 20 4 1 39 d d M - = (2.9) и логарифмическую зависимость между молекулярной массой и средней температурой кипения ( ) 7523 , 4 393 lg 51 , 2 lg - + = t M . (2.10) Из имеющихся двухпараметрических зависимостей можно рекомендо- вать корреляцию Кесслера и Ли ( ) ( ) [ ] ( ) [ ] 3 12 2 15 15 15 15 7 2 15 15 15 15 15 15 15 15 10 355 , 17 32284 , 0 2226 , 0 80882 , 0 1 10 47 , 222 7465 , 0 02058 , 0 77084 , 0 1 99166 , 5 37414 , 8 4 , 9486 6 , 12272 об ср об ср об ср об ср об ср T T d d T T d d T d d M × ÷ ÷ ø ö ç ç è æ - × + - + + × ÷ ÷ ø ö ç ç è æ - × - - + + - + + - = (2.11) Сим и Доуберт предложили другую двухпараметрическую зависимость ( ) 9371 , 0 15 15 3776 , 2 5 10 805 , 5 - - × = d T M . (2.12) Существует зависимость, предложенная Риази 15 15 ln 174 , 1 ln 4966 , 2 985 , 11 ln d T M - + - = . (2.13) Для расчетов средней молекулярной массы бензинов и их фракций при- меняют формулу 45 4 , 0 50 - = T M , (2.14) где 50 T - температура выкипания 50 % бензина, К. Также существует приближенная формула Крэга 15 15 15 15 03 , 1 29 , 44 d d M - = . (2.15) Для расчетов средней молекулярной массы любых углеводородов и неф- тяных фракций существует формула ( ) 2 20 4 20 4 0844 , 1 3986 , 2 0287 , 0 3014 , 1 1612 , 3 9802 , 3 d d M + - + + = t t t , (2.16) 23 где 100 кип T = t - приведенная температура кипения. Среднюю молекулярную массу смеси известного состава рассчитывают по формулам å = ¢ = n i i i x M M 1 , (2.17) å = = n i i i M x M 1 1 , (2.18) или n n x M x M x M M ¢ + + ¢ + ¢ = 2 2 1 1 , (2.19) n n M x M x M x M + + + = 1 2 2 1 1 , (2.20) где i M - средняя молекулярная масса компонента смеси, кг/кмоль; i x¢ - мольная доля компонента в смеси, i x - массовая доля компонента в смеси. Зависимость средней молекулярной массы от средней мольной темпера- туры кипения и характеризующего фактора представлена на рисунке 2.1. Зависимость средней молекулярной массы от средней мольной темпера- туры кипения и относительной плотности представлена на рисунках 2.2 и 2.3. Зависимость молекулярной массы алканов нормального и изостроения от нормальной температуры кипения приведена на рисунках 2.4 и 2.5. Рисунок 2.1 – Зависимость молекулярной массы от средней мольной температуры кипения и характеризующего фактора 24 Рисунок 2.2 – Зависимость молекулярной массы нефтепродуктов от плотности и средней мольной температуры кипения Рисунок 2.3 - Зависимость молекулярной массы нефтепродуктов от плотности и средней мольной температуры кипения (цифры у кривых - сред- ние температуры кипения фракций) 25 1 – алканы нормального строения 2 – монометил- или моноэтилзамещенные алканы 3 – все другие изомеры Рисунок 2.4 - Зависимость молекулярной массы алканов нормального и изостроения от нормальной температуры кипения Кривые, приведенные на данном графике приближенно аппроксимиру- ются следующими полиномиальными уравнениями вида формулы Б. П. Вой- нова: - для кривой 1 2 0007 , 0 3672 , 0 915 , 57 t t M + + = ; (2.21) - для кривой 2 2 0009 , 0 3346 , 0 161 , 62 t t M + + = ; (2.22) - для кривой 3 2 0013 , 0 2737 , 0 78 , 67 t t M + + = . (2.23) 26 1 – алканы нормального строения 2 – монометил- или моноэтилзамещенные алканы 3 – все другие изомеры Рисунок 2.5 - Зависимость молекулярной массы алканов нормального и изостроения от нормальной температуры кипения Кривые, приведенные на данном графике приближенно аппроксимиру- ются следующими полиномиальными уравнениями вида формулы Б. П. Вой- нова: - для кривой 1 2 0014 , 0 0757 , 0 364 , 92 t t M + + = ; (2.24) - для кривой 2 2 0013 , 0 1268 , 0 276 , 92 t t M + + = ; (2.25) - для кривой 3 2 0013 , 0 1941 , 0 142 , 86 t t M + + = . (2.26) Пример 2.1. Вычислить среднюю молекулярную массу нефтяной фрак- ции 85 – 180 о С. Решение. Воспользуемся уравнением Войнова (2.2): 27 2 001 , 0 3 , 0 60 мол ср мол ср t t M + + = Пусть средняя температура, определенная по началу и концу кипения фракции будет среднемольной, т.е. 5 , 132 2 180 85 = + = ср t о С. Тогда молекулярная масса 3 , 117 5 , 132 001 , 0 5 , 132 3 , 0 60 2 = × + × + = M По уравнению Бриджимана (2.10): ( ) ( ) 076 , 2 7523 , 4 393 5 , 132 lg 51 , 2 7523 , 4 393 lg 51 , 2 lg = - + = - + = t M , 22 , 119 10 076 , 2 = = M Пример 2.2. Определить молекулярную массу нефтепродукта, имеющего относительную плотность 76 , 0 20 4 = d Решение. По уравнению Бриджимана (2.9): 5 , 123 76 , 0 1 76 , 0 39 1 39 20 4 20 4 = - × = - = d d M Пример 2.3. Определить среднюю молекулярную массу нефтяной фрак- ции 150 – 200 о С, имеющей относительную плотность 7700 , 0 20 4 = d и характе- ризующий фактор 12 = K Решение. Средняя температура кипения фракции 175 2 200 150 = + = ср t о С. Пусть ср мол ср t t = , тогда воспользуемся уравнением Войнова-Эйгенсона (2.4): ( ) ( ) ( ) ( ) 84 , 146 175 00245 , 0 12 0003 , 0 175 12 04 , 0 76 , 0 5 , 21 12 7 00245 , 0 0003 , 0 04 , 0 76 , 0 5 , 21 7 2 2 = × - × + × × - + - × = = × - + × - + - = мол ср мол ср t K t K K M Относительная плотность 775 , 0 7700 , 0 0035 , 0 7700 , 0 0035 , 0 20 4 20 4 15 15 = + = + = d d d По уравнению Сима и Доуберта (2.12): ( ) ( ) ( ) 41 , 148 775 , 0 273 175 10 805 , 5 10 805 , 5 9371 , 0 3776 , 2 5 9371 , 0 15 15 3776 , 2 5 = + × = × = - - - - d T M Для решения задачи можно использовать графики: - по рисунку 2.1 при 448 = ср T и 12 = K молекулярная масса 147 » M ; 28 - по рисунку 2.2 при 175 = ср t о С и 775 , 0 15 15 = d молекулярная масса 150 » M ; - по рисунку 2.3 при 175 = ср t о С и 775 , 0 15 15 = d молекулярная масса 140 » M ; Пример 2.4. Определить молекулярную массу смеси, состоящую из 0,15 массовых долей нефтепродукта молекулярной массой 95 и нефтепродукта молекулярной массой 120. Решение. Массовая доля второго нефтепродукта 85 , 0 15 , 0 1 1 1 2 = - = - = x x Молекулярная масса смеси по формуле (2.20) равна 4 , 115 120 85 , 0 95 15 , 0 1 1 2 2 1 1 = + = + = M x M x M Пример 2.5. Приближенно определить молярную массу газа и его моль- ный состав. Массовый состав газа приведен ниже CH 4 15 % C 2 H 6 20 % C 3 H 8 30 % н-С 4 Н 10 30 % изо-С 4 Н 10 5 % Решение. Известно, что переход между мольными и массовыми концен- трациями может быть осуществлен следующим образом: å = i i i i i i M M c c w , где M M i i i = å c - масса смеси. Тогда i i i M M w c = . (*) В данной задаче неизвестными являются одновременно мольные доли компонентов и молярная масса смеси. Для её решения воспользуемся мето- дом последовательных приближений в соответствии со следующим алгорит- мом: 1. Определить начальное значение молярной массы смеси. 2. Рассчитать мольные доли компонентов. 3. Вычислить сумму мольных долей компонентов. Если она равна 1, то перейти к пункту 5, если не равна 1 – перейти к пункту 4. 29 4. Вычислить новое значение молярной массы смеси путем деления пре- дыдущего значения молярной массы смеси на значение суммы мольных до- лей компонентов. 5. Вывести значения мольной массы смеси и мольных долей компонен- тов. В качестве первого приближения молярной массы смеси примем, вычис- ленное по формуле: 9 , 41 58 05 , 0 58 3 , 0 44 3 , 0 30 2 , 0 16 15 , 0 = × + × + × + × + × = = å i i i M M w Мольные доли компонентов рассчитаем по уравнению (*): CH 4 0,393 C 2 H 6 0,279 C 3 H 8 0,286 н-С 4 Н 10 0,217 изо-С 4 Н 10 0,036 Σ 1,211 Т.к. значение суммы мольных долей компонентов не равно единице, то примем новое значение мольной массы смеси 6 , 34 211 , 1 9 , 41 = = M и рассчитаем мольные доли. В конечном итоге получим значение мольной массы смеси 61 , 34 = M , а мольные доли компонентов CH 4 0,324 C 2 H 6 0,231 C 3 H 8 0,236 н-С 4 Н 10 0,179 изо-С 4 Н 10 0,030 Σ 1,000 |