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.
|
|
327. Кинематическая вязкость узкой нефтяной фракции при атмосферном давлении 50 n = 27,0 сСт. Определить вязкость фракции при той же температуре и 1000 мм рт. ст. 328. Кинематическая вязкость узкой нефтяной фракции при атмосферном давлении 20 n = 18,41 сСт. Определить вязкость фракции при той же температуре и 1,9 атм. 329. Кинематическая вязкость узкой нефтяной фракции при атмосферном давлении 50 n = 45,5 сСт. Определить вязкость фракции при той же температуре и 18000 мм вод. ст. 61 330. Кинематическая вязкость узкой нефтяной фракции при атмосферном давлении 50 n = 26,0 сСт. Определить вязкость фракции при той же температуре и 2,4 ат. 331. Определить вязкость смеси, состоящей из 40 % (масс.) фракции с вяз- костью 15 сСт и 60 % (масс.) фракции с вязкостью 100 сСт. 332. Определить вязкость смеси, состоящей из 45 % (масс.) фракции с вяз- костью 20 сСт и 55 % (масс.) фракции с вязкостью 55 сСт. 333. Определить вязкость смеси, состоящей из 25 % (масс.) фракции с вяз- костью 52 сСт и 75 % (масс.) фракции с вязкостью 105 сСт. 334. Определить вязкость смеси, состоящей из 27 % (масс.) фракции с вяз- костью 27 сСт и 73 % (масс.) фракции с вязкостью 104 сСт. 335. Определить вязкость смеси, состоящей из 30 % (масс.) фракции с вяз- костью 40 сСт и 70 % (масс.) фракции с вязкостью 50 сСт. 336. Определить вязкость смеси, состоящей из 17 % (масс.) фракции с вяз- костью 75 сСт и 83 % (масс.) фракции с вязкостью 30 сСт. 337. Определить вязкость смеси, состоящей из 44 % (масс.) фракции с вяз- костью 22 сСт и 56 % (масс.) фракции с вязкостью 75 сСт. 338. Определить вязкость смеси, состоящей из 48 % (масс.) фракции с вяз- костью 70 сСт и 52 % (масс.) фракции с вязкостью 150 сСт. 339. Определить вязкость смеси, состоящей из 33 % (масс.) фракции с вяз- костью 150 сСт и 67 % (масс.) фракции с вязкостью 80 сСт. 340. Определить вязкость смеси, состоящей из 29 % (масс.) фракции с вяз- костью 100 сСт и 71 % (масс.) фракции с вязкостью 190 сСт. 341. Определить вязкость смеси, состоящей из 20 % (масс.) фракции с вяз- костью 65 сСт и 80 % (масс.) фракции с вязкостью 145 сСт. 342. Определить вязкость смеси, состоящей из 50 % (масс.) фракции с вяз- костью 70 сСт и 50 % (масс.) фракции с вязкостью 180 сСт. 343. Определить вязкость смеси, состоящей из 25 % (масс.) фракции с вяз- костью 45 сСт и 75 % (масс.) фракции с вязкостью 100 сСт. 344. Определить вязкость смеси, состоящей из 37 % (масс.) фракции с вяз- костью 35 сСт и 63 % (масс.) фракции с вязкостью 90 сСт. 345. Определить вязкость смеси, состоящей из 41 % (масс.) фракции с вяз- костью 80 сСт и 59 % (масс.) фракции с вязкостью 120 сСт. 346. Определить вязкость смеси, состоящей из 26 % (масс.) фракции с вяз- костью 36 сСт и 74 % (масс.) фракции с вязкостью 98 сСт. 347. Определить вязкость смеси, состоящей из 40 % (масс.) фракции с вяз- костью 43 сСт и 60 % (масс.) фракции с вязкостью 85 сСт. 348. Определить вязкость смеси, состоящей из 38 % (масс.) фракции с вяз- костью 62 сСт и 62 % (масс.) фракции с вязкостью 110 сСт. 349. Определить вязкость смеси, состоящей из 47 % (масс.) фракции с вяз- костью 90 сСт и 53 % (масс.) фракции с вязкостью 180 сСт. 350. Определить вязкость смеси, состоящей из 62 % (масс.) фракции с вяз- костью 140 сСт и 38 % (масс.) фракции с вязкостью 57 сСт. 351. Определить вязкость смеси, состоящей из 28 % (масс.) фракции с вяз- костью 100 сСт и 72 % (масс.) фракции с вязкостью 130 сСт. 62 352. Определить вязкость смеси, состоящей из 12 % (масс.) фракции с вяз- костью 97 сСт и 88 % (масс.) фракции с вязкостью 205 сСт. 353. Определить вязкость смеси, состоящей из 47 % (масс.) фракции с вяз- костью 65 сСт и 53 % (масс.) фракции с вязкостью 170 сСт. 354. Определить вязкость смеси, состоящей из 31 % (масс.) фракции с вяз- костью 155 сСт и 69 % (масс.) фракции с вязкостью 50 сСт. 355. Определить вязкость смеси, состоящей из 30 % (масс.) фракции с вяз- костью 140 сСт и 70 % (масс.) фракции с вязкостью 180 сСт. 356. Определить вязкость смеси, состоящей из 34 % (масс.) фракции с вяз- костью 72 сСт и 66 % (масс.) фракции с вязкостью 144 сСт. 357. Определить вязкость смеси, состоящей из 60 % (масс.) фракции с вяз- костью 175 сСт и 40 % (масс.) фракции с вязкостью 210 сСт. 358. Определить вязкость смеси, состоящей из 25 % (масс.) фракции с вяз- костью 45 сСт и 75 % (масс.) фракции с вязкостью 200 сСт. 359. Определить вязкость смеси, состоящей из 42 % (масс.) фракции с вяз- костью 37 сСт и 58 % (масс.) фракции с вязкостью 95 сСт. 360. Определить вязкость смеси, состоящей из 23 % (масс.) фракции с вяз- костью 70 сСт и 87 % (масс.) фракции с вязкостью 130 сСт. 361. Определить кинематическую и динамическую вязкость этана при 270 о С и атмосферном давлении; при 270 о С и 5 атм. 362. Определить кинематическую и динамическую вязкость этилена при 350 о С и атмосферном давлении; при 350 о С и 7,2 кгс/см 2 363. Определить кинематическую и динамическую вязкость пропана при 200 о С и атмосферном давлении; при 200 о С и 18000 кгс/м 2 364. Определить кинематическую и динамическую вязкость метана при 170 о С и атмосферном давлении; при 170 о С и 2,8 ат. 365. Определить кинематическую и динамическую вязкость пропилена при 400 о С и атмосферном давлении; при 400 о С и 1560 мм рт. ст. 366. Определить кинематическую и динамическую вязкость бутана при 600 о С и атмосферном давлении; при 600 о С и 8,2 атм. 367. Определить кинематическую и динамическую вязкость бутилена при 450 о С и атмосферном давлении; при 400 о С и 25000 кгс/м 2 368. Определить кинематическую и динамическую вязкость ацетилена при 550 о С и атмосферном давлении; при 550 о С и 6,4 ат. 369. Определить кинематическую и динамическую вязкость неопентана при 440 о С и атмосферном давлении; при 440 о С и 2100 мм рт. ст. 370. Определить кинематическую и динамическую вязкость амилена при 750 о С и атмосферном давлении; при 750 о С и 9,5 атм. 371. Определить кинематическую и динамическую вязкость этана при 120 о С и атмосферном давлении; при 120 о С и 3,6 кгс/см 2 372. Определить кинематическую и динамическую вязкость этилена при 375 о С и атмосферном давлении; при 375 о С и 30000 кгс/м 2 373. Определить кинематическую и динамическую вязкость пропана при 300 о С и атмосферном давлении; при 300 о С и 2,9 ат. 63 374. Определить кинематическую и динамическую вязкость метана при 470 о С и атмосферном давлении; при 470 о С и 2850 мм рт. ст. 375. Определить кинематическую и динамическую вязкость пропилена при 220 о С и атмосферном давлении; при 220 о С и 4,1 атм. 376. Определить кинематическую и динамическую вязкость бутана при 520 о С и атмосферном давлении; при 520 о С и 16900 кгс/м 2 377. Определить кинематическую и динамическую вязкость бутилена при 355 о С и атмосферном давлении; при 355 о С и 5,17 ат. 378. Определить кинематическую и динамическую вязкость ацетилена при 750 о С и атмосферном давлении; при 750 о С и 3700 мм рт. ст. 379. Определить кинематическую и динамическую вязкость неопентана при 245 о С и атмосферном давлении; при 245 о С и 5,2 атм. 380. Определить кинематическую и динамическую вязкость амилена при 360 о С и атмосферном давлении; при 360 о С и 15 кгс/см 2 381. Определить кинематическую и динамическую вязкость этана при 270 о С и атмосферном давлении; при 270 о С и 36000 кгс/м 2 382. Определить кинематическую и динамическую вязкость этилена при 320 о С и атмосферном давлении; при 320 о С и 3,0 ат. 383. Определить кинематическую и динамическую вязкость пропана при 150 о С и атмосферном давлении; при 150 о С и 2200 мм рт. ст.. 384. Определить кинематическую и динамическую вязкость метана при 280 о С и атмосферном давлении; при 280 о С и 7,1 атм. 385. Определить кинематическую и динамическую вязкость пропилена при 125 о С и атмосферном давлении; при 125 о С и 15600 кгс/м 2 386. Определить кинематическую и динамическую вязкость бутана при 440 о С и атмосферном давлении; при 440 о С и 4,8 ат. 387. Определить кинематическую и динамическую вязкость бутилена при 660 о С и атмосферном давлении; при 660 о С и 4000 мм рт. ст. 388. Определить кинематическую и динамическую вязкость ацетилена при 450 о С и атмосферном давлении; при 450 о С и 4,8 атм. 389. Определить кинематическую и динамическую вязкость неопентана при 300 о С и атмосферном давлении; при 300 о С и 2,5 кгс/см 2 390. Определить кинематическую и динамическую вязкость амилена при 260 о С и атмосферном давлении; при 260 о С и 27800 кгс/м 2 64 6. Характеризующий фактор Характеризующий фактор – параметр, определяющий химическую природу и степень парафинистости нефтепродукта. Обычно характеризую- щий фактор выражают через среднюю мольную температуру кипения 15 15 3 216 , 1 d T K мол ср = , (6.1) Предложена формула для расчета характеристического фактора Ват- сона 15 15 3 2251 , 1 d T K куб ср W = , (6.2) который может быть использован в уточненной формуле Войнова- Эйгенсона для расчета молекулярной массы. 7. Средняя температура кипения В расчетах термодинамических свойств многокомпонентных углеводо- родных систем используют различные характеристические точки кипения, зависящие от метода фракционирования и способа усреднения температур перегонки и ректификации. Различают среднюю температуру кипения (СТК), среднюю объемную температуру кипения (СОТК), среднюю мольную (мо- лярную) температуру кипения (СМТК), среднюю весовую (массовую) темпе- ратуру кипения (СВТК), среднюю кубическую температуру кипения (СКТК) и среднюю усредненную температуру кипения (СУТК). Для смесей известного состава такие температуры рассчитываются по формулам: - СТК 2 КК НК t t t + = , (7.1) где НК t - температура начала кипения, о С; КК t - температура конца кипения, о С; -СОТК å å å = = i i i i i i i i об ср t V t V t j , (7.2) где i V - объем каждого компонента многокомпонентной системы, м 3 ; i j - объемная доля компонентов в смеси, об. доли; i t - среднеарифметические значения температур кипения компонентов, о С; 65 - СМТК å å å = = i i i i i i i i мол ср t n t n t c , (7.3) где i n - количество вещества каждого компонента, кмоль; i c - мольная доля компонентов в смеси, мол. доли; - СВТК å å å = = i i i i i i i i вес ср t m t m t w , (7.4) где i m - масса каждого компонента, кг; i w - массовая доля компонентов в смеси, мол. доли; - СКТК ( ) 3 3 1 273 úû ù êë é + = å i i i куб ср t t j , (7.5) - СУТК 2 куб ср мол ср уср ср t t t + = . (7.6) Переход между объемными, мольными и массовыми долями осуществ- ляется по формулам ( ) ( ) ( ) ( ) å å = = i i i i i i i i i i i i i d M d M d d 20 4 20 4 20 4 20 4 c c w w j , (7.7) ( ) ( ) å å = = i i i i i i i i i i i i i M d M d M M 20 4 20 4 j j w w c , (7.8) ( ) ( ) å å = = i i i i i i i i i i i M M d d c c j j w 20 4 20 4 . (7.9) Для многокомпонентных смесей неопределенного состава СОТК может быть определена по данным разгонки по Энглеру, используя формулы: -для нефтей 3 70 50 30 t t t t об ср + + = , (7.10) -для фракций 66 5 90 70 50 30 10 t t t t t t об ср + + + + = . (7.11) При расчетах различных физико-химических свойств применяют разные характеристические температуры кипения, поэтому часто возникает необхо- димость взаимного пересчета температур. Такой пересчет возможен при на- личии СОТК, определенной на основе кривой разгонки по Энглеру (ГОСТ 2177-92). Существует способ пересчета температур по однотипным формулам T СОТК СУТК СКТК СВТК СМТК D + ® ï ï þ ï ï ý ü , (7.12) где T D определяется по графикам, представленным на рисунке 7.1, в зави- симости от среднего наклона кривой разгонки по Энглеру 80 10 90 t t - = a , (7.13) где 10 t и 90 t - температуры 10 и 90%-ного отгонов по Энглеру. 67 Рисунок 7.1 – Средние температуры кипения нефтяных фракций 68 Аналитический метод для определения величины поправки T D основан на аппроксимации графиков, изображенных на рисунке 7.1 åå = = = D 4 1 2 0 9 5 i j j F i F ij T a T a , (7.14) где a a 8 , 1 = F ; 32 8 , 1 + = об ср F T T Коэффициенты ij a приведены в таблице 7.1. Коэффициенты ij a Таблица 7.1 a ij Температура кипения i j=0 j=1 j=2 1 2,13548 -4,04342·10 -4 -0,138661·10 -5 2 0,370134 -1,316206·10 -3 1,17275·10 -6 СВТК 3 0,0425424 -0,622488·10 -5 -3,20908·10 -8 1 -10,02 0,66927·10 -2 -7,01419·10 -7 2 -0,827035 0,7712·10 -3 -1,1169·10 -6 3 0 0 0 СМТК 4 -3,9394·10 -2 4,8532·10 -5 -1,137·10 -8 1 -8,27 1,3659·10 -2 -0,79407·10 -5 2 0,5258 -0,3343·10 -2 2,323·10 -6 СУТК 3 -3,9394·10 -2 3,11906·10 -4 -1,4004·10 -7 Рисунок 7.2 – Взаимозависимость мольной массы, критической темпера- туры, плотности, средней мольной температуры кипения и характеризующе- го фактора нефтяных фракций 69 Пример 7.1. По представленной разгонке фракции 28 – 150 о С чубовской нефти по Энглеру рассчитать СОТК, СМТК, СВТК, СКТК и СУТК. Объем выкипания, % об. н.к. 10 50 90 Температура, о С 49 70 104 136 Решение. Среднюю объемную температуру кипения (СОТК) определим по уравнению (7.11) 5 90 70 50 30 10 t t t t t t об ср + + + + = , для которого необходимо иметь значения температур выкипания 10, 30, 50, 70 и 90 % фракции. Для того, чтобы определить недостающие значения температур, воспользуемся графическим методом. На координатную плос- кость нанесем точки, приведенные в исходных данных и соединим их плав- ной кривой. Далее, отмечая на оси абсцисс выходы в 30 и 70 % об., восстано- вим перпендикуляры до пересечения с кривой, а из точек пересечения – пря- мые, параллельные оси абсцисс до пересечения с осью ординат. Последние точки пересечения и будут температурами 30 t и 70 t . t, о С 0 20 40 60 80 100 40 60 80 100 120 140 160 x q , Объем выкипания, % об. Таким образом, 4 , 93 30 = t о С. 1 , 118 70 = t о С. Средняя объемная температура кипения 70 1 , 106 5 136 1 , 118 104 4 , 93 70 = + + + + = об ср t о С. Все остальные характеристические температуры определим по форму- лам (7.12). Средний наклон кривой разгонки по Энглеру определим по уравнению (7.13): 825 , 0 80 70 136 = - = a Для работы с рисунком 7.1 необходимо на оси абсцисс отметить точку, соответствующую среднему наклону кривой разгонки по Энглеру и провести из неё вертикальную прямую, пересекающую все кривые, изображенные на поле графика. Для определения средней мольной (молярной) температуры кипения (СМТК) выделим на рисунке 7.1 нижнюю группу кривых и мысленно прове- дем кривую, соответствующую СОТК, между кривыми, соответствующими 100 и 200 о С. Из точки пересечения мысленно проведенной кривой и верти- кальной прямой, идущей из точки, соответствующей a , проведем горизон- тальную линию до пересечения с осью ординат – эта точка соответствует по- правке T D . В нашем случае 5 , 7 - = DT о С. 6 , 98 5 , 7 1 , 106 5 , 7 = - = - = об ср мол ср t t о С. Для определения СВТК необходимо провести аналогичные действия с верхней группой кривых на рисунке 7.1. 8 , 1 = DT о С. 9 , 107 8 , 1 1 , 106 8 , 1 = + = + = об ср вес ср t t о С. Для вычисления СКТК аналогично поступим с группой кривых, находя- щихся под группой кривых для СВТК. 9 , 1 - = DT о С. 2 , 104 9 , 1 1 , 106 9 , 1 = - = - = об ср куб ср t t о С. Аналогично для СУТК (группа кривых находится над группой для СМТК). 5 , 4 - = DT о С. 6 , 101 5 , 4 1 , 106 5 , 4 = - = - = об ср уср ср t t о С. Другим способом решения это задачи является использование уравнения (7.14). 485 , 1 825 , 0 8 , 1 = × = F a ( ) 4 , 714 32 273 1 , 106 8 , 1 = + + = F T К. 71 Расчет СВТК. ( ) 03 , 1 4 , 714 485 , 1 10 20908 , 3 4 , 714 485 , 1 10 622488 , 0 485 , 1 0425424 , 0 4 , 714 485 , 1 10 17275 , 1 4 , 714 485 , 1 10 316206 , 1 485 , 1 370134 , 0 4 , 714 485 , 1 10 138661 , 0 4 , 714 485 , 1 10 04342 , 4 485 , 1 13548 , 2 9 5 2 3 8 3 5 3 2 2 6 2 3 2 2 5 4 = × × × - × × ´ ´ × - × + × × × + + × × × - × + × ´ ´ × - × × × - × = D - - - - - T 13 , 107 03 , 1 1 , 106 = + = вес ср t о С. Расчет СМТК. ( ) ( ) 682 , 5 4 , 714 485 , 1 10 137 , 1 4 , 714 485 , 1 10 8532 , 4 485 , 1 10 9394 , 3 4 , 714 485 , 1 10 1169 , 1 4 , 714 485 , 1 10 7712 , 0 485 , 1 827035 , 0 4 , 714 485 , 1 10 01419 , 7 4 , 714 485 , 1 10 66927 , 0 485 , 1 02 , 10 9 5 2 4 8 4 5 4 2 2 2 6 2 3 2 2 7 2 - = × × × - ´ ´ × × + × × - × × ´ ´ - × × × + × - × ´ ´ × - × × × + × - = D - - - - - - - T 42 , 100 682 , 5 1 , 106 = - = мол ср t о С. Расчет СУТК. ( 32 , 3 4 , 714 485 , 1 10 4004 , 1 4 , 714 485 , 1 10 11906 , 3 485 , 1 10 9394 , 3 4 , 714 485 , 1 10 323 , 2 4 , 714 485 1 10 3343 , 0 485 , 1 5258 , 0 4 , 714 485 , 1 10 79407 , 0 4 , 714 485 , 1 10 3659 , 1 485 , 1 27 , 8 9 5 2 3 7 3 4 3 2 2 2 6 2 2 2 2 5 2 - = × ´ ´ × - × × × + × × - ´ ´ × × + × × × - × + ´ ´ × × - × × × + × - = D - - - - - - - T 78 , 102 32 , 3 1 , 106 = - = уср ср t Расчет СКТК можно провести из уравнения (7.6) 14 , 105 42 , 100 78 , 102 2 2 = - × = - = мол ср уср ср куб ср t t t о С. |