Практическая работа 1. Решение задач по темам Компонентный состав. Средняя температура кипения. Характеризующий фактор
 Скачать 24.82 Kb.
|
|
Практическая работа № 1 Тема: Решение задач по темам «Компонентный состав. Средняя температура кипения. Характеризующий фактор» Цель работы: Научиться решать задачи темам «Компонентный состав. Средняя температура кипения. Характеризующий фактор Задание на практическую работу: Ознакомьтесь с примером решения задач Выполните задание согласно варианту
Примеры решения задач Компонентный состав. Нефть и нефтепродукты можно рассматривать как смесь, состоящую из n компонентов. Их число и свойства определяют физико-химическую характеристику смеси в целом. В практических расчетах состав многокомпонентной смеси выражается в долях или процентах. Соотношение между долями и процентами 1:100. В нефтепереработке принято обозначать доли, характеризующие состав жидкой смеси, буквой x, а состав газовой или паровой смеси – буквой y. Физический смысл величин при этом сохраняется. Массовая доля xi(yi) компонента представляет собой отношение его массы mi к массе смеси m: xi=  m.Очевидно, Σmi=m и Σxi=1. Пример 1.1. Смешали три масляных фракции в следующих количествах: m1=81 кг; m2=135 кг; m3=54 кг. Определить массовую долю каждой фракции в смеси. Решение. Найдем общую массу смеси: m=m1+m2+m3=81+135+54=270 кг. Определим массовую долю каждой фракции:  Молярная доля хi/ (yi/) компонента выражается отношением числа N смеси:  Аналогично массовой доле Σ  = 1.Пересчет массового состава в молярный и обратный пересчет осуществляются по формулам:  где Mi – молярная масса компонента, кг/моль. Пример 1.2. Пересчитать массовые доли фракций, найденные в примере 1.1, в молярные, если молярные массы (в килограммах на киломоль) компонентов равны: М1=320; М2=360; М3=390. Решение. Определим вначале сумму отношений массовых долей фракций к их молярным массам:  Находим молярные доли каждой фракции:  Для проверки правильности полученных результатов суммируем молярные доли: 0,33+0,49+0,18=1. Сумма равна единице, следовательно, пересчет выполнен, верно. Объемная доля xVi ( yVi ) компонента есть отношение его объема Vi к объему всей смеси V: xVi = Vi /V . Аналогично массовой и молярной долям ΣxVi = 1. Для пересчета объемного состава в массовый cостав и обратно необходимо знать  Для жидкой смеси прямой пересчет объемных долей в молярные доли довольно сложен, поэтому лучше его проводить с помощью массовых долей. Для газовой смеси состав, выраженный объемными и молярными долями, одинаков. Пример 1.3. Газовая смесь получена из 95 м3 пропана и 23 м3 этана. Плотности пропана и этана равны 2,0037 кг/м3 и 1, 3560 кг/м3 соответственно. Выразить состав смеси в объемных и массовых долях. Решение. Найдем общий объем смеси: V = 95 + 23 = 118 м3. Объемная доля пропана xV1 = 95 /118 = 0,805 , этана xV2 = 23/118 = 0,195 . Массовые доли компонентов будут равны:   Средняя температура кипения нефтяной фракции. Любая нефтяная фракция (равно как и нефть) представляет собой сложную смесь углеводородов, выкипающих в некотором температурном интервале. Однако во многие расчетные формулы входит определенная температура, характеризующая кипение нефтепродукта. Поэтому в практике используется понятие средней температуры кипения нефтяной фракции. Существует несколько ее модификаций, но наиболее употребительной является средняя молярная tср.м, которая рассчитывается по формуле  где ti – среднеарифметическая температура кипения узких фракций, °С. Приближено среднюю температуру можно также, определить как температуру 50 %-го отгона фракции по кривой истинных температур кипения (ИТК) или как среднее арифметическое начальной и конечной температур кипения. Характеризующий фактор. Характеризующий фактор К является условной величиной, отражающей химическую природу и степень парафинистости нефтепродукта. Характеризующий фактор определяется по формуле:  , где  - средняя молярная температура кипения, K; -относительная плотность нефтепродукта.Уравнение (1.1) достаточно точно для прямогонных нефтяных фракций; использование его для вторичных продуктов нефтепереработки, содержащих значительные количества ароматических и непредельных углеводородов, ограничено из-за значительной погрешности . Средние значения характеризующего фактора следующие:
Характеризующий фактор применяется в некоторых расчетах для повышения их точности. Задачи для индивидуального решения 1.1Ароматический концентрат представляет собой смесь, состоящую из 120 кг бензола, 75 кг толуола и 25 кг этилбензола. Найти массовый и молярный состав смеси. 1.2. Для приготовления пробы товарного бензина смешали в соотношении 1:1 по массам прямогонную бензиновую фракцию (М=113 кг/кмоль, ρ=732 кг/м3) и бензин каталитического риформинга (М=106 кг/кмоль, ρ=791 кг/м3). Определить молярный и объемный состав полученной смеси. 1.3 Дана смесь двух нефтяных фракций. Объем первой фракции V1=36м3,ее плотностьρ1=802кг/м3,соответственно для второй фракции V2=76,5м3,ρ2=863кг/м3. Найти массовую долю каждой фракции. 1.4. Массовое содержание изо-октана в эталонной смеси – 70%, н-гептана – 30%. Определить молярные доли компонентов. 1.5 Углеводородный газ, служащий бытовым топливом, имеет следующее массовое содержание углеводородов: этан – 2%, пропан – 76%, бутаны – 21%, пентаны – 1%. Рассчитать молярное содержание компонентов в газовой смеси. 1.6 Природный газ Северного месторождения состоит из следующих компонентов (в объемных процентах): СН4 – 96,8; С2Н6 – 0,9; С3Н8 – 0,4;С4Н10 – 0,3; N2 – 1,0; О2 – 0,6.Найти массовый состав смеси. 1.7. При каталитическом крекинге масляной фракции получены продукты:
Определить молярные доли компонентов. 1.8 Дана смесь двух бензиновых фракций самотлорской нефти, имеющих следующие характеристики:
Найти среднюю молярную температуру кипения смеси. 1.9. Определить молярную температуру кипения масляного погона, если известен его состав:
Найти объемный состав и среднюю молярную температуру кипения смеси. Контрольные вопросы по итогам практической работы: Что такое компонентный состав нефти и нефтепродуктов? Какое соотношение между долями и компонентами? Что называется средней температурой кипения? Как определяется средняя молярная температура кипения? Что показывает характеризующий фактор К? | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||