Золотухин. Характеристика перерабатываемых нефтей

• Название: Характеристика перерабатываемых нефтей
• Дата: 27.03.2023
• Размер: 99.06 Kb.
• Имя файла: Золотухин.docx
• Тип: Документы; #1018176

1. 
   Характеристика перерабатываемых нефтей
   

Табличные данные по некоторым свойствам нефтей приводятся в таблицах 1.1 и 1.2.
Таблица 1.1 -Основные физико-химические свойства Белозерской нефти

Массовое содержание, %		Плотность относит.	Массовое содержание фракций, %
серы	смол		до 200 °С	до 350 °С
1,81	11,07	0,8453	23,0	44,8

Таблица 1.2 – Основные физико-химические свойства Жигулевской нефти

Массовое содержание, %		Плотность относит.	Массовое содержание фракций, %
серы	смол		до 200 °С	до 350 °С
1,68	11,50	0,8521	22,3	49,6

Для расчета средних температур кипения, молярных масс и плотностей смеси нефтей используются данные таблиц «Потенциальное содержание фракций в нефтях», которые имеются в справочнике «Нефти СССР том 2»

Пределы выкипания узких фракций для обеих нефтей должны быть оди-наковы.

Содержание серы в смеси составит 1,81 ∙ 0,1 + 1,68 ∙ 0,9 = 1,69 % масс.

Таким образом, данная смесь нефтей является высокосернистой.

Содержание узких фракций в Белозерской нефти приведено в таблице 1.3, Жигулевской нефти – в таблице 1.4.


Таблица 1.3 – Содержание узких фракций в Белозерской нефти

Номер фракции	Пределы выкипания, ˚C	Выход, % масс., на нефть
		суммарный	отдельной фракции а1
0	до 28	1,6	-
1	нк-60*	4,5	4,5-1,6=2,9
2	60-100	9,6	9,6-4,5=5,1
3	100-150	16,8	16,8-9,6=7,2
4	150-200	24,4	24,4-16,8=7,6
5	200-250	31,8	31,8-24,4=7,4
6	250-300	38,5	38,5-31,8=6,7
7	300-350	46,4	46,4-38,5=7,9
8	350-400	54,0	54,0-46,4=7,6
9	400-450	61,2	61,2-54,0=7,2
10	450-500	65,4	65,4-61,2=4,2
11	500+	100	100-65,4=34,6
*в том числе газ

Таблица 1.4 – Содержание узких фракций в Жигулевской нефти

Номер фракции	Пределы выкипания, ˚C	Выход, % масс., на нефть
		суммарный	отдельной фракции а1
0	до 28	2,5	-
1	нк-60*	7,1	7,1-2,5=4,6
2	60-100	12,1	12,1-7,1=5,0
3	100-150	14,8	14,8-12,1=2,7
4	150-200	22,3	22,3-14,8=7,5
5	200-250	31,8	31,8-22,3=9,5
6	250-300	40,0	40,0-31,8=8,2
7	300-350	49,6	49,6-40,0=9,6
8	350-400	57,3	57,3-49,6=7,7
9	400-450	63,5	63,5-57,3=6,2
10	450-500	66,5	66,5-63,5=3
11	500+	100	100,0-66,5=33,5
*в том числе газ

Содержание фракций в % масс. ( ) в смеси нефтей рассчитывается по формуле:

,

где , – содержание одноименных фракций в каждой нефти, % масс.;

, – массовая доля нефтей в смеси.

Содержание газа в смеси будет равно:

1,6 ∙ 0,1 + 2,5 ∙ 0,9 = 2,42 % масс.

Содержание фракции нк-60 ^оС в смеси будет равно:

2,9 ∙ 0,1 + 4,6 ∙ 0,9 = 4,43 % масс.

Содержание фракции 60-100 ^оС в смеси будет равно:

5,1 ∙ 0,1 + 5,0 ∙0,9 = 5,01 % масс.

Содержание фракции 100-150 ^оС в смеси будет равно:

7,2 ∙ 0,1 + 2,7 ∙ 0,9 = 3,15 % масс.

Содержание фракции 150-200 ^оС в смеси будет равно:

7,6 ∙ 0,1 + 7,5∙ 0,9 = 7,51 % масс.

Содержание фракции 200-250 ^оС в смеси будет равно:

7,4 ∙ 0,1 + 9,5 ∙ 0,9 = 9,29 % масс.

Содержание фракции 250-300 ℃ в смеси будет равно:

6,7 ∙ 0,1 + 8,2 ∙ 0,9 = 8,05 % масс.

Содержание фракции 300-350 ^оС в смеси будет равно:

7,9 ∙ 0,1 + 9,6 ∙ 0,9 = 9,43 % масс.

Содержание фракции 350-400 ^оС в смеси будет равно:

7,6 ∙ 0,1 + 7,7 ∙ 0,9 = 7,69 % масс.

Содержание фракции 400-450 ^оС в смеси будет равно:

7,2 ∙ 0,1 + 6,2∙ 0,9 = 6,3 % масс.

Содержание фракции 450-500^оС в смеси будет равно:

4,2 ∙ 0,1 + 3,0 ∙ 0,9 =3,12 % масс.

Содержание фракции 450+^оС в смеси будет равно:

34,6 ∙ 0,1 + 33,5 ∙ 0,9 =33,61 % масс.

Содержание узких фракций в смеси нефтей приведено в таблице 1.5. Кроме того, рассчитываются значения средних ординат для каждой фракции, которые понадобятся в дальнейшем для построения кривых плотностей и молярных масс.

Средние ординаты фракций рассчитываются по формуле:

Х_ср = ( )/2,

где , – суммарные выходы, соответствующие началу кипения и концу кипения каждой фракции.

Расчет и значения средних ординат приведены в таблице 1.5.

№ фракции	Пределы выкипания, °С	а1	а2		Суммар-ный выход	Средняя ордината фракции Xср
0	до 28	1,6	2,5	2,42	-	-
1	нк-60*	2,9	4,6	4,43	6,84	3,42
2	60-100	5,1	5	5,01	11,85	9,35
3	100-150	7,2	2,7	3,15	15,0	13,43
4	150-200	7,6	7,5	7,51	22,51	18,76
5	200-250	7,4	9,5	9,29	31,8	27,16
6	250-300	6,7	8,2	8,05	39,85	35,83
7	300-350	7,9	9,6	9,43	49,28	44,57
8	350-400	7,6	7,7	7,69	56,97	53,13
9	400-450	7,2	6,2	6,3	63,27	60,12
10	450-500	4,2	3	3,12	66,39	64,83
11	500+	34,6	33,5	33,61	100	83,20

Схема к расчету средней температуры кипения остатка приведена на рисунке 1.1.



64,83

60,12

450

645

83,20

500


Рисунок 1.1 – Расчет средней температуры кипения остатка
Среднюю температуру кипения остатка (t_oст) можно рассчитать, используя подобные треугольники ABC и ADE.



Для данного случая AB = 64,83 – 60,12 = 4,71; AD = 83,20–64,83 = 18,37

,

отсюда 4,71 ∙ (50 + х) = 918,25; х = 145 (округлено до целого числа).

T_oст = 500 + 145 = 645 °С

Схема к расчету начала кипения смеси нефтей приведена на рисунке 1.2.

9,35

3,42


Рисунок 1.2 – Расчет температуры начала кипения смеси нефтей
Начало кипения нефтей (t_нк) можно рассчитать, используя подобные треугольники АВС и АDЕ:



Для нашего случая АС = 2,42 (выход газа); АЕ = 5,8 (см. таблицу 1.5);

ВС = х; DЕ = х + (60 – 28) = х + 32

2,42/3,42 = х/(х + 32), отсюда 3,42 ∙ х + 32 = 9,35 ∙ х;

х = 6 °С

Начало кипения t_нк = 28 – 6 = 22 °С

Расчет плотности и молярных масс фракций

По заданию преподавателя рассчитаем плотность по формуле:

= .

Молярная масса фракций рассчитывается по формуле:

M_i = 7∙K_i – 21,5 + (0,76 – 0.04∙K_i) ∙t_i+(0,0003∙K_i – 0,00245) ∙t_i²,

Где K_i – характеризующий фактор.



ρ_15i¹⁵ = 0,994∙ ρ₄²⁰ + 0,0093

Расчет плотности и молярной массы оформлен в виде таблицы 1.6.

Таблица 1.6 – К расчету плотности и молярной массы узких фракций

№	Пределы выкипания, °С	ti, °С	ti + 273,°С	i	ρ15i15	Ki	Mi,кг/ кмоль
1	нк-60	22	295	0,567	0,573	14,14	91,53
2	60-100	80	353	0,697	0,702	12,25	112,00
3	100-150	125	398	0,748	0,753	11,88	139,19
4	150-200	175	448	0,790	0,794	11,72	175,89
5	200-250	225	498	0,822	0,826	11,66	218,98
6	250-300	275	548	0,849	0,853	11,66	268,60
7	300-350	325	598	0,872	0,876	11,70	325,02
8	350-400	375	648	0,892	0,896	11,74	388,56
9	400-450	425	698	0,910	0,914	11,80	459,54
10	450-500	475	748	0,926	0,930	11,87	538,27
11	500+	645	918	0,973	0,976	12,10	867,72

На средних ординатах фракций откладываются в соответствующем масштабе значения плотностей и молярных масс, полученные точки соединяются плавными кривыми.

Все данные по характеристикам узких фракций сводятся в таблицу 1.7.

Таблица 1.7 – Характеристика узких фракций смеси нефтей

Номер фракции	Пределы выкипания, °С	Выход фракции аi, %	ti, °С	Mi, кг/кмоль		ρi
0	до 28	2,42	-	-		-
1	нк-60*	4,43	22	91,53		0,567
2	60-100	5,01	80	112,00		0,697
3	100-150	3,15	125	139,19		0,748
4	150-200	7,51	175	175,89		0,790
5	200-250	9,29	225	218,98		0,822
6	250-300	8,05	275	268,60		0,849
7	300-350	9,43	325	325,02		0,872
8	350-400	7,69	375	388,56		0,892
9	400-450	6,3	425	459,54		0,910
10	450-500	3,12	475	538,27		0,926
11	500+	33,61	645	867,72	0,973