Рис. 38. Характер изменения относительного содержания аренов в дистиллатных фракциях мазута от времени воздействия магнитного поля в присутствии ферромагнитных элементов.

Рис. 39. Характер изменения относительного содержания алканов в дистиллатных фракциях мазута от времени воздействия магнитного поля в присутствии ферромагнитных элементов.

Рис. 40. Характер изменения относительного содержания нафтенов в дистиллатных фракциях мазута от времени воздействия магнитного поля в присутствии ферромагнитных элементов.

Рис. 41. Характер изменения показателя преломления n_d²⁰ дистиллатных фракций мазута М-100 от времени воздействия магнитного поля в присутствии ферромагнитных элементов.

Рис. 42. Характер изменения температуры размягчения по методу КиШ от времени воздействия магнитного поля в присутствии ферромагнитных элементов для остатков выше 500 °С .

Рис. 43. Характер изменения температуры размягчения по КиШ от времени воздействия магнитного поля в присутствии ферромагнитных элементов для остатков выше 500 °С .

3.2 Прямогонный мазут, выработанный на предприятии «Орскнефтеоргсинтез» из смеси нефтей Шкаповского месторождения Башкортостана

Результаты обработки данного образца мазута в аппарате с вихревым слоем в присутствии ферромагнитных элементов представлены в табл. 19.

Таблица 19. Результаты обработки образца мазута во вращающемся электромагнитном поле в присутствии ферромагнитных элементов.

Показатель	Время, с
	0	30	60	200
Плотность при 20°С, г/см3
	0,9430	0,9436	0,9438	0,9455
Начало кипения, °С
	298	304	311	312
Фракционный состав, % масс.
НК- 360°С	5,8	5,0	3,1	3,6
360 -430°С	17,1	21,3	21,6	19,1
430 - 500°С	25,3	26,0	29,8	29,8
УНК-500	48,2	52,3	54,5	52,5
>500°С	51,8	47,6	45,4	47,4
Потери	0,0	0,1	0,1	0,1
Всего	100,0	100,0	100,0	100,0
Показатель преломления, nd20
НК- 360°С	1,4948	1,4930	1,4914	1,4918
360 -430°С	1,4993	1,5000	1,5000	1,5002
430 - 500°С	1,5120	1,5040	1,5145	1,5148
Относительное соедржание углеводородов во фракции НК-500°С, %
Арены	37,1	38,0	39,2	37,6
Нафтены	11,4	11,6	12,5	12,8
Алканы	51,5	50,4	48,3	49,7
Температура размягчения по КиШ, °С
	23	25	23	24

Отмечено, что с увеличением продолжительности воздействия в АВС, увеличивается плотность образца мазута (рис.44). Это можно объяснить образованием продуктов уплотнения смолисто-асфальтеновых компонентов. Это подтверждается увеличением температуры начала кипения (рис.45).

Выявлено, что с увеличением времени обработки в АВС, увеличивается выход широкой фракции НК-500°С (рис.46), достигая максимума при времени обработки 60 сек. Следует также отметить, что при этом суммарный выход из прямогонного мазута увеличился на 6,3 % масс. (на 13 % отн.).

Дальнейшее увеличение времени ведет к снижению данного показателя. Это объясняется протекающими реакциями деструкции парафиновых углеводородов в результате воздействия ферромагнитных элементов, а также наличием в сырье ПМЦ, представленных ванадилпорфиринами и свободными радикалами. Причем концентрация этих частиц в исходном сырье в 1,8 раза выше по сравнению с М-100.

В сравнении с мазутом М - 100 обработка в АВС с ферромагнитными элементами прямогонного мазута из нефти Шкаповского месторождения не сопровождается устойчивым увеличением относительного содержания аренов во фракции НК-500°С (рис.47). Отмечено незначительное увеличение концентрации нафтенов за счет соответствующего снижения содержания алканов, то есть протекания реакций циклизации.

При этом происходит увеличение показателя преломления в дистиллатных фракциях (рис. 48), выкипающих в пределах 360 - 430°С и 430-500°С.

Температура размягчения кубового остатка вакуумной разгонки изменяется в интервале 23 - 25°С, то есть практически постоянна (табл.19).

Рис. 44. Характер изменения плотности мазута от времени воздействия вращающегося магнитного поля в присутствии ферромагнитных элементов.

Рис. 45. Характер изменения температуры начала кипения от времени воздействия вращающегося магнитного поля в присутствии ферромагнитных элементов.

Рис. 46. Характер изменения выхода дистиллатных фракций мазута от времени обработки в АВС в присутствии ферромагнитных элементов.

Рис. 47. Взаимосвязь между отностительным содержанием основных классов углеводородов во фракции НК - 500°С и временем обработки мазута в АВС.

Рис. 48. Характер изменения показателя преломления n_d²⁰ дистиллатных фракций мазута от времени воздействия магнитного поля в присутствии ферромагнитных элементов.

3.3 Прямогонный мазут, выработанный на предприятии ООО «ЛУКОЙЛ-Нижегороднефтеоргсинтез» из товарной смеси нефтей Западной Сибири и Татарстана

Результаты обработки данного образца мазута в аппарате с вихревым слоем в присутствии ферромагнитных элементов представлены в табл. 20.

В ходе исследования установлено, что при небольшом времени пребывания (30 сек) в АВС происходит увеличение плотности и температуры начала кипения (табл.20). Это связано с превалированием упорядочивания структуры за счет воздействия электромагнитного поля над механическим воздействием со стороны ферромагнитных элементов. При более длительной обработке (200 сек) происходит снижение температуры начала кипения и плотности, за счет разрушения созданных электромагнитным полем структур. Этим же и объясняется изменение вязкости тяжелого остатка, выкипающего >500°С.

Таблица 20. Результаты обработки образца мазута во вращающемся электромагнитном поле в присутствии ферромагнитных элементов.

Показатель	Время, с
	0	30	200
Плотность при 20°С, г/см3
	0,9589	0,9607	0,9594
Начало кипения, °С
	264	267	249
Фракционный состав, % масс.
НК- 360°С	7,3	5,6	11,1
360 -430°С	16,2	17,8	19,4
430 - 500°С	20,0	25,8	20,7
УНК-500°С	43,5	49,2	51,2
>500°С	56,4	50,4	48,7
Потери	0,1	0,4	0,1
Всего	100,0	100,0	100,0
Показатель преломления, nd20
НК- 360°С	1,4912	1,4890	1,4934
360 -430°С	1,5050	1,5040	1,5080
430 - 500°С	1,5178	1,5186	1,5212
Температура размягчения по КиШ, °С
	31	35	33

Отмечено, что с увеличением продолжительности воздействия в АВС, происходит увеличение выхода широкой фракции НК-500°С и снижение выхода кубового остатка вакуумной разгонки (рис. 49). Отмеченные изменения связаны с наличием в сырье ПМЦ, причем их концентрация в исходном образце в 3 раза выше, по сравнению с М-100. Наличие в сырье ПМЦ способствует протеканию реакций по свободно-радикальному механизму. При этом наблюдается увеличение показателя преломления дистиллатных фракций мазута (рис. 50).

Выявленные закономерности могут быть объяснены протеканием реакций дегидроциклизации и уплотнения, а также реакциями крекинга в результате воздействия вращающегося слоя ферромагнитных элементов.

Рис. 49. Характер изменения выхода дистиллатных фракций мазута от времени обработки в АВС в присутствии ферромагнитных элементов.

Рис. 50. Характер изменения показателя преломления n_d²⁰ дистиллатных фракций мазута от времени воздействия магнитного поля в присутствии ферромагнитных элементов.

3.4 Влияние парамагнетизма сырья на эффективность воздействия в АВС

В табл. 10 отмечено, что мазуты имеют следущие показатели по концентрации парамагнитных центров (ПМЦ), спин/г Ч10¹⁷ :

· М-100 - 5,34;

· прямогонный мазут, выработанный из нефти Шкаповского месторождения - 9,71;

· прямогонный мазут, выработанный из смеси нефтей Зап. Сибири и Татарстана - 21,68.

Оценим эффективность воздействия вихревого слоя по относительному увеличению максимального выхода широкой дистиллатной фракции НК-500°С по сравнению с ее потенциальным содержанием в соответствующем сырье (табл.21).

Таблица 21. Сравнительная характеристика обрабатываемых мазутов

Показатель	М-100	Прямогонный мазут, выработанный из нефти Шкаповского месторождения	Прямогонный мазут, выработанный из смеси нефтей Зап. Сибири и Татарстана
Сумма ПМЦ, спин/г Ч1017	5,34	9,71	21,68
Потенциальный выход фракции НК-500°С, % масс.	58,3	48,2	43,5
Максимальный выход фракции НК-500°С, % масс.	59,9	54,5	51,2
Увеличение выхода, % отн.	2,7	13,1	17,7

Таким образом, установлено, что с увеличением концентрации ПМЦ эффективность воздействия вихревого слоя в АВС повышается.

4. Рекомендации по оформлению технологической схемы

Лабораторная установка, на которой проводились исследования, работает в периодическом режиме с контролируемым изменением температуры. Для ее усовершенствования предалагается проводить обработку сырья в аппарате с вихревым слоем в непрерывном режиме. В качестве хладагента предлагается использовать сухое трансформаторное масло (например, марки ТКп). Отведенное тепло целесообразно использовать для нагрева входящего потока исходного сырья.

Схема установки, работающей в непрерывном режиме представлена на рис. 51.

Рис. 51. Схема установки, работающей в непрерывном режиме.

На рис. 51 показаны основные узлы установки:

· Р - реактор, помещенный в индуктор (АВС);

· Т - кожухотрубный теблообменник;

· Е1 - сырьевая емкость;

· Е2 - емкость с хладагентом;

· Е3 - продуктовая емкость;

· Н1 - насос для перекачивания хладагента;

· Н2 - насос для перекачивания сырья.

Потоки установки:

· F1 - исходное сырье;

· F2 - сырье для байпаса;

· F3 - нагретое сырье;

· F4 - продукт обработки АВС;

· F5 - охлажденный хладагент;

· F6 - нагретый хладагент;

· F7 - подпитка хладагента

Для расчета объемного и массового расхода нефтепродукта нужно провести эксперимент на установке периодического действия с тем, чтобы определить оптимальное время пребывания сырья (ф). При этом зона с максимальной индукцией имеет длину l=0,1 м и d=0,056м.

Произведем расчет объемного и массового расхода потока для удовлетворения указанных выше условий.

Объем реакционной зоны V_p вычисляется по формуле:

, (29)

где d - внутренний диаметр рабочей камеры, м; l - размер зоны с максимумом индукции, м.

Объемный расход F (м³/ч) рассчитывается по формуле:

, (30)

где ф - время пребывания сырья в зоне с максимумом индукции. Массовый расход:

, (31)

где с - плотность нефтепродукта, кг/м³.

После подстановки значений получаем:

Рассчитаем поверхность охлаждения индуктора. При этом сделаем допущение - индуктор упрощенно будет иметь вид полого цилиндра с внешним диаметром d₂ и внутренним d₃. Тогда площадь охлаждения будет вычисляться по следующей формуле:

, (32)

После подстановки значений имеем:

S=3,14•0,19•0,145+0,5•3,14•(0,145²-0,070²)=0,112м³.

Дальнейший расчет следует проводить с учетом конкретного вида сырья и необходимой температурой.

5. Экологическая часть. Охрана труда

5.1 Введение

Российскими и зарубежными исследователями предлагаются различные способы и технологии для повышении эффективности переработки нефти, увеличении выхода светлых фракций, повышении качества товарных нефтепродуктов.

В результате использования аппарата вихревого слоя (АВС) решаются эти задачи, отвечая нормам экологической безопасности. АВС представляет собой цилиндрическую рабочую камеру, выполненную из нержавеющей стали, помещенную в статор асинхронного электродвигателя. В камеру заливается мазут марки М-100 и помещаются ферромагнитные элементы цилиндрической формы. При включении статора электродвигателя в сеть элементы приходят во вращение с большой скоростью и воздействуют на обрабатываемое сырье. АВС не требует высоких температур, нет дополнительных тепловых выбросов в атмосферу, не предусматривает использование растворителей, нет водных растворов. Количество вырабатываемых газообразных продуктов минимально, нет дополнительного сжигания CO, CO₂. Работа на этом аппарате не приносит вред здоровью исследователя, работа на нем безопасна и не требует соблюдения дополнительных норм безопасности.

Место выполнения работы: кафедра ТНХС и ИЖТ им. А.Н. Башкирова

5.2 Пожароопасные свойства горючих веществ и материалов и меры безопасности при работе с ними. Пожарная безопасность

Таблица 22. Пожароопасные свойства вещества, используемых в работе.

Наименование вещества	Агрегатное состояние	Плотность пара (газа) по воздуху	Температура, 0 С	Пределы воспламенения	Средства пожаротушения
			вспышки	самовоспламенения	воспламенения	концентрационные, % об.	температурные, 0 С	вещества
Мазут М-100	ж	-	110	350	-	1,4 - 8	91-155	1)
Ацетон C3H6O	ж	-	минус18	28	535	2,2-13	Минус 20-6	2)

Примечания:

1) углекислый газ, химическая пена, распыленная вода, порошок ПСБ-3; в помещениях -- объемное тушение.

2) порошковые огнетушители, средства объемного тушения (минимальная огнетушащая концентрация: углекислого газа - 29 % (по объему), азота - 43 % (по объему), дибромтетрафторэтана - 2,1 % (по объему)), песок, асбестовое одеяло, вода и пена.

Определение категории рабочего помещения по взрывопожарной и пожарной опасности в соответствии с НПБ 105-03

Для определения категорий помещений используют Нормы Государственной противопожарной службы министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий «Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности. НПБ 105-03».

Категория помещения по взрывопожарной и пожарной опасности

В виду того что у ацетона температура вспышки < 28 єС, следовательно категория помещения А (взрывопожароопасная) - горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28°С, горючие жидкости в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные газовоздушные или паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. Вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что избыточное расчетное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа.

Расчет избыточного давления взрыва паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.

Расчет показателей производится по наиболее опасному веществу данного производства, которым является ацетон, т.к. он имеет минимальную температуру вспышки.

В зависимости от образующихся веществ помещение относится предположительно к категории А, т.к. температура вспышки ацетона меньше 28°С.

В качестве расчетного выбирается наиболее неблагоприятный вариант аварии, при котором происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости и всё содержимое емкости поступает в помещение.

Избыточное давление взрыва Р (кПа) определяется по формуле:

Р = 100 (Р_max - Р₀) m Z / V_{св г} С_ст К_н (33)

где Р_max - максимальное давление взрыва стехиометрической газовоздушной или паровоздушной смеси в замкнутом объеме, кПа; определяемое по справочным данным; при отсутствии данных допускается принимать Р_max = 900 кПа;

Р₀ - начальное давление, соответствующее атмосферному, кПа; допускается принимать Р₀ = 101 кПа;

m - масса паров легковоспламеняющихся (ЛВЖ) и горючих жидкостей (ГЖ), вышедших в результате расчетной аварии в помещение, кг; определяется из выражения:

m = W F_и T (34)

где W - интенсивность испарения, кг/с·м²; определяется по справочным и экспериментальным данным. Для ненагретых выше температуры окружающей среды ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле:

W = 10-⁶ Р_нас М^1/2 (35)

где - коэффициент, принимаемый в зависимости от скорости и температуры воздушного потока над поверхностью испарения, которые определяются в соответствии с Санитарными нормами и правилами СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений»; при температуре воздуха 24°С (в данном случае принято максимальное значение оптимальной температуры воздуха для I категории работ (в холодный период года 21-23°С, в теплый - 22-24°С)) и скорости движения воздуха - 0,1 м/с коэффициент = 2,4;

Р_нас - давление насыщенного пара ацетона при расчетной температуре жидкости t_p=38 ^оС ( максимальная температура для Москвы. По справочным данным для ацетона Р_нас=48,09 кПа.

М - молярная масса, кг/кмоль; для ацетона М = 58г/моль = 58 кг/кмоль;

Т - время испарения, с; длительность испарения жидкости принимается равной времени ее полного испарения, но не более 1 часа; принимаем Т = 3600 с;

Z - коэффициент участия горючего во взрыве; для ЛВЖ и ГЖ Z = 0,3;

V_св - свободный объем помещения, м³; определяется как разность между объемом помещения и объемом, занимаемым технологическим оборудованием; допускается принимать его равным 80% геометрического объема помещения:

V_св = 0,8 V_п (36)

V_п - геометрический объем помещения, м³; V_п = 6·6·3,75 = 135 м³.

_г - плотность газа или пара при расчетной температуре t_р, кг/м³, вычисляемая по формуле:

_г = М / [V₀ (1 + 0,00367 t_р)] (37)

где V₀ - молярный объем, м³/кмоль; V₀ = 22,413 м³/кмоль;

С_ст - стехиометрическая концентрация паров ЛВЖ и ГЖ, % (об.), вычисляемая по формуле:

С_ст = 100 / (1 + 4,84 ) (38)

= n_С + [(n_Н - n_Х) / 4] - n_О / 2 (39)

где - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;

n_С, n_Н, n_Х, n_О - число атомов углерода, водорода, галоидов и кислорода в молекуле горючего; ацетона n_С = 3, n_Н = 6, n_Х = 0, n_О = 1;

К_н - коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность процесса горения; допускается принимать К_н=3.

При подстановке значений получаем:

W = 10 ^-6 •2,4• 48,09•58^1/2 =0,86•10^-3

m = 0,86•10^-3·36·3600 = 111,5 кг

Масса хранимого ацетона рассчитываем по формуле:

m = V (40)

где - плотность жидкости, кг/м³; для ацетона = 789 кг/м³; V - объем емкости, м³; V = 10 л = 0,01 м³

m = 789 ·0,01 = 7,89 кг

V_св = 0,8 ·135 = 108 м³

_г = 58/ [22,413·(1 + 0,00367·38)] = 2,27

= 3 + [(6 - 0) / 4] - 1 / 2 = 4

С_ст = 100 / (1 + 4,84·4) = 4,91

Р = 100·(900 - 101)·7,89·0,3 / 108·2,27·4,91·3 = 52,4 кПа

Т.к. Р > 5 кПа и температура вспышки ацетона < 28єС, то данное помещение по взрывопожарной и пожарной опасности относится к категории А. Пожарная профилактика в лаборатории включает в себя первичные средства тушения: огнетушители, порошковые смеси, песок.

5.3 Характеристика токсичных веществ и меры безопасности

Таблица 23. Токсикологическая характеристика веществ, использованных в работе.

Наименование вещества	Состояние в атмосфере	Характер воздействия на организм	Меры и средства первой помощи	ПДКрз и другие токсикологические параметры	Класс опасности и источники данных
Мазут М-100	П	Мазут раздражает слизистую оболочку и кожу человека, вызывая ее поражение и возникновение кожных заболеваний.Длительный контакт с мазутом увеличивает степень риска заболевания органов дыхания у человека. Мазут не обладает способностью образовывать токсичные соединения в воздушной среде и сточных водах в присутствии других веществ или факторов при температуре окружающей среды.	При попадании мазута на открытые участки тела необходимо его удалить и обильно промыть кожу водой с мылом или моющим средством; при попадании на слизистую оболочку глаз -- обильно промыть теплой водой. Для защиты кожи рук применяют защитные рукавицы, мази и пасты -- по ГОСТ 12.4.068.	300 мг/м3	4
Ацетон C3H6O	П	При попадании внутрь и вдыхании паров - состояние опьянения, головокружение, слабость, шаткая походка, тошнота, боли в животе, коллапс, коматозное состояние. Возможны поражения печени и почек	При пероральном приеме - промывание желудка, при попадании в глаза - промывание их водой, ингаляция кислорода	200 мг/м3	4

5.4 Обеспечение безопасности при работе с электроустановками

В этом разделе приводится вид частоты и напряжение используемой электроэнергии. Параметры электрической сети 220В, 50Гц.

Лабораторное помещение в соответствии с правилами устройства электроустановок (ПУЭ) определяется характер помещения по степени опасности поражения электрическим током. Помещение без повышенной опасности (сухие относительная влажность не превышает 60%) беспыльные помещения с нормальной температурой и изолирующими полами (паркет, линолеум и т.д.)).

В соответствии с ГОСТ 12.2007.-75 проводе для присоединения к источнику питания имеет заземляющую жилу и вилку с заземляющим контактом.

При проведении экспериментальной части работы в лаборатории использовались следующие электрические приборы:

1. Сушильный шкаф.

2. Электронные весы.

3. Статор электродвигателя типа 5А80МВ2У3.

4. Термостат.

Применяемое напряжение для них - 220 вольт.

К основным мероприятиям по обеспечению безопасности работы с электрооборудованием относятся:

изоляция токоведущих частей (двойная);

защитное заземление;

использование оболочек и блокировок для предотвращения возможности случайного прикосновения к токоведущим частям и ошибочных действий или операций;

5.5 Анализ потенциально опасных и вредных факторов при выполнении экспериментальных исследований

Таблица 24. Потенциально опасные и вредные факторы при выполнении эксперимента.

Наименование технологической операции	Оборудование, на котором осуществлялась технологическая операция	Реактивы, используемые при проведении операции	Выявленные опасности и вредности	Меры, обеспечившие безопасное проведение технологической операции
Механоактивация сырья	Аппарат вихревого слоя	Не используется	Поражение электротоком	Обслуживание установки в соответствии с правилами работы на электроустановках
Фракционирование атмосферное, вакуумное	Установка атмосферной перегонки, вакуумная перегонка - колба Кляйзена	Не используется	Действие паров химических веществ на открытые участки тела	Проведение эксперимента в вытяжном шкафу, использование перчаток и халатов.

5.6 Санитарно-гигиенические (микроклиматические) условия в рабочем помещении

Санитарно-гигиенические условия в помещении, где проводились исследования, складываются из микроклиматических условий и освещения. Все эти составляющие рассматриваются последовательно.

Микроклиматические условия

При описании микроклиматических условий указываются оптимальные и допустимые микроклиматические условия в лаборатории в соответствии с Санитарными правилами и нормами СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» в зависимости от категории работ по уровню энергозатрат и периода года (Приложение 2). К микроклиматическим условиям относятся: температура воздуха, относительная влажность воздуха, скорость движения воздуха и тепловая нагрузка среды (ТНС-индекс). Нормативные данные сравниваются с фактическими микроклиматическими условиями. Данные представляют в таблицах (таблицы 4 и 5). ТНС показатель не рассчитывается. Затем делается вывод о соответствии или отклонении от нормативных величин.

Таблица 25. Оптимальные нормы микроклимата в рабочей зоне производственных помещений

Период года	Категория работ по уровню энергозатрат, Вт	Температура, ?С	Относительная влажность, %	Скорость движения воздуха, м /с
		по СанПиН 2.2.4.548-96	в помещении	по СанПиН 2.2.4.548-96	в помещении	по СанПиН 2.2.4.548-96	в помещении
Холодный	Ia	22-24	20-23	40-60	60	0,1	0,1
Теплый	Ia	23-25	21-24	40-60	60	0,1	0,1

Таблица 26. Допустимые нормы микроклимата в рабочей зоне производственных помещений

Период года	Категория работ по уровню энергозатрат, Вт	Температура, ?С	Относительная влажность, %	Скорость движения воздуха, м /с
		по СанПиН 2.2.4.548-96	в помещении	по СанПиН 2.2.4.548-96	в помещении	по СанПиН 2.2.4.548-96	в помещении
Холодный	Ia	20-25	21-25	15-75	60	0,1	0,1
Теплый	Ia	21-28	21-24	15-75	60	0,2	0,1

Освещение

Нормируется освещение строительными нормами и правилами СНиП 23-05-95 «Нормы проектирования. Естественное и искусственное освещение». Нормы освещения устанавливаются в зависимости от размера объекта различения (то, что рассматривается, например толщина образца или его дефект, риска на приборе и т.д.), а для искусственного освещения дополнительно учитывается фон и контраст объекта различения с фоном.

Расчет искусственного освещения по методу коэффициента использования светового потока.

Полное обозначение светильника ЛСП 01-2х 40-005-У3 - светильник с двумя прямыми трубчатыми люминесцентными лампами (Л), мощностью по 40 Вт, подвесной (С), для промышленных предприятий (П), серии 01, модификации 005, для работы в условиях умеренного климата (У), в закрытых отапливаемых помещениях (3). Светильник типа ЛСП-01 - пылевлагозащищенного исполнения с рассеивателем имеет оболочку, уплотненную таким образом, что она не допускает проникновения пыли и влаги в полость расположения лампы и патрона. Применяется для производственных помещений с химически активной средой, повышенным содержанием пыли и влаги ( относительная влажность более 75%).

Геометрический объем помещения 6Ч6Ч3,75 м³.

Для общего равномерного искусственного освещения помещения выбираем:

Индекс помещения i рассчитывается по формуле:

i = А В / [Н_р (А + В)] (41)

где А и В - длина и ширина помещения, м; А = 6 м, В = 6 м;

Н_р - высота подвеса светильника над рабочей поверхностью (расстояние от светильника до рабочей поверхности), м; определяется по формуле:

Н_р = Н - h_с - h_рп (42)

где Н - высота помещения, м; Н = 3,75 м;

h_с - свес светильников с потолка, м; принимаем h_с = 0,5 м;

h_рп - высота рабочей поверхности над полом, м; h_рп = 0,8 м.

Н_р = 3,75 - 0,5 - 0,8 = 2,45

i = 6•6 / [2,45•(6+6)] = 1,225

Для расчета освещенности помещения Е (лк) следует использовать выражение:

E = F n з / S К z, (43)

где n - количество ламп в помещении; n = 12

S - площадь пола помещения, м²; S = 6•6 = 36м²;

K - коэффициент запаса освещенности, учитывающий падение напряжения в электрической сети, изношенность и загрязненность ламп, светильников, стен помещения и т.д.; принимаем К = 1,5;

z - поправочный коэффициент светильника, учитывающий неравномерность освещения; для газоразрядных ламп принимаем z = 1,15;

F - световой поток одной лампы, лм; для ламп ЛБ-65 F = 4800 лм ;

з - коэффициент использования светового потока, доли единицы; определяется для различных типов светильников в зависимости от i, с_п и с_с;

с_п и с_с - коэффициенты отражения потолка и стен, % ; для побеленного потолка с_п = 70%, для побеленных стен при незанавешенных окнах с_с = 50%.

Для светильников типа ЛСП-01 при i = 1,225, с_п = 70% и с_с = 50% коэффициент з = 43% = 0,43

E = F n з / S К z = 4800120,43 / 361,51,15 = 400 лк

Таблица 27. Нормируемые величины для производственных помещений

Характеристика зрительной работы	Наименьший размер объекта различения, мм	Разряд зрительной работы	Подразряд зрительной работы	Контраст объекта с фоном	Характе-ристика фона	Освещенность, лк
						При системе комбинирован-ного освещения	При системе общего освещения
						всего	в том числе общего
Высокой точности	От 0,30 до 0,50	III	г	Средний	Средний	400	200	300

Таким образом, освещение рабочего помещения достаточное.

6. Экономическая часть.

Смета затрат на проведение исследования.

Счета затрат на проведение исследования определяется путем выполнения ряда расчётов.

6.1 Затраты на заработную плату

Заработная плата исполнителей работы условно может быть рассчитана исходя из стипендии студента. (1100 руб)

Заработная плата привлеченного рабочего (лаборанта) определяется из расчета количества проработанных часов и часовой тарифной ставки рабочего (лаборанта) соответствующего разряда с учетом тяжести и вредности работы:

ЗП = Ft, (44)

где F - часовая тарифная ставка рабочего (лаборанта), руб/ч; t -фактически отработанное время, ч.

Начисления на заработную плату составляют: 34,2%.

Транспортно-заготовительные затраты составляют 5-10% от стоимости всех материальных и сырьевых затрат: 550Ч0,1=55 руб.

Таблица 28. Расчет заработной платы и начислений.

Специальность и квалификация работников	Дневная (часовая) ставка, оклад, руб	Фактически отработанное время, дни (часы )	Основная заработная плата, руб
Руководитель от МИТХТ	72,92 руб/час	23	1677,16
Консультант по аналитической части	72,92 руб/час	2	145,84
Консультант по экономич. части	72,92 руб/час	2	145,84
Консультант по экологич. части	72,92 руб/час	1	72,92
Исследователь	1100руб/мес	1056	6600,00
Итого заработная плата	8 641,76
Начисления на заработную плату 34,2 %	2 955,48
Итого заработная плата с начислениями	11 597,24

6.2 Затраты на реактивы

Таблица 29. Расчет материальных и сырьевых затрат

Полное наименование материальных ресурсов	Единица измерения	Цена ресурса, руб/един	Количество потребленных ресурсов, един	Затраты на ресурсы, руб
Основные реактивы
мазут М-100	литр	10,00	5	50,00
Вспомогательные материалы
ацетон	500 мл	60,00	4	240,00
ДТ	литр	26,00	10	260,00
Итого материальных затрат		550,00
Транспортно-заготовитель-ные затраты		55,00
Итого		605,00

6.3 Энергетические затраты

Расчет затрат по электроэнергии определяется по формуле

, (45)

где N - мощность электроприборов по паспорту, квт ;

t_эi - время использования электрооборудования в период выполнения дипломной работы, ч ;

Ц_э - цена одного кВт*ч, руб.

Таблица 30. Расчет затрат на электроэнергию.

Наименование электроприбо-ра или оборудования (полное)	Мощность электро-прибора, Ni, кВт	Время использования электроприбора Тэл, ч	Количество электроэнергии, кВт*ч.	Цена за 1 кВт*ч, Цэл, руб	Сумма затрат на эл. Энергию, Еэл, руб
Сушильный шкаф	1,1	4	8,8	2,42	21,30
Электронные весы	0,01	10	0,1	2,42	0,24
Колбонагреватель	0,5	30	15	2,42	36,3
Статор электродвигателя	2,2	4	8,8	2,42	21,30
Итого		79,14

6.4 Расчет амортизации установок, приборов и оборудования

Эти затраты определяется в виде амортизации по формуле

, (46)

где K_обi - стоимость единицы прибора или оборудования, руб;

Н_амi - норма амортизации прибора или оборудования в % ;

Т_обi - время использования оборудования, дни.

Таблица 31. Расчет амортизационных отчислений.

Наименование прибора или оборудования (полное)	Стоимость прибора, оборудования, Коб, руб	Время использова ния прибоpa Тоб, дни	Норма амортизации Нам, %	Сумма амортизационных отчислений Еам, руб
Сушильный шкаф	10 020,00	25	10	68,63
Электронные весы	9 210,00	10	10	25,23
Колбонагреватель	5 700,00	28	10	43,73
Статор электродвигателя	4 780, 00	8	10	10,48
Итого		148,07

6.5 Затраты, связанные с выполнением измерений и анализов

Таблица 32. Расчет затрат на измерения

Название анализа	Количество проведенных анализов шт.	Цена 1-го анализа руб.	Сумма руб.
ИК-спектроскопия	42	100,00	4 200, 00
Итого		4 200, 00

6.6 Накладные расходы

Накладные расходы (в том числе затраты на управление, содержание лабораторий, библиотек, общежития, на отопление, освещение, воду, на обучение студента и т.д.) определяется, исходя из установленного для каждого конкретного предприятия процента от суммы основной заработной платы (без начислений).

Для МИТХТ процент накладных расходов составляет 100 %. Таким образом, сумма накладных расходов составила 8 641,76 рублей.

6.7 Суммарные затраты на выполнение работы

Расчёт суммарных затрат на выполнение исследований по теме дипломной работы проводится в форме табл. 33.

Таблица 33. Суммарные затраты на проведение исследования.

№	Наименование затрат	Сумма, руб	Доля в общих затратах, %
1	Затраты на сырье, материалы и транспортно - заготовительные расходы	605,00	2,39
2	Заработная плата с начислениями	11 597,24	45,89
3	Энергетические затраты	79,14	0,31
4	Амортизационные отчисления	148,07	0,59
6	Затраты на выполнение измерений и анализов	4 200, 00	16,62
7	Накладные расходы	8 641,76	34,20
Итого	25 271,21	100,00%

Выводы

1. Установлено, что влияние собственно электромагнитного поля при небольшом (30 с) времени воздействия приводит к образованию более упорядоченной надмолекулярной структуры, которая при дальнейшем воздействии поля претерпевает изменения.

2. Показано, что действие ферромагнитных элементов в АВС препятствует образованию упорядоченной структуры за счет механического воздействия, вызванного кавитацией.

3. Выявлено, что влияние электромагнитного поля и вихревого слоя ферромагнитных элементов приводит к изменению в соотношении между алканами, нафтенами и аренами в составе нефтепродукта.

4. Отмечено, что эффективность воздействия вихревого слоя (отражается выходом дистиллатных фракций) увеличивается с возрастанием парамагнитных свойств нефтепродукта.

Список литературы

1. Логвиненко Д.Д., Шеляков О.П. Интенсификация технологических процессов в аппаратах с вихревым слоем. Харьков. Техника, 1976, 144с.

2. Калашников С.Г. Электричество. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. - 624 с.

3. Савельев И.В. Курс общей физики. т.2. Электричество и магнетизм. - М.: Наука. - 1982. - 496 с.

4. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Учеб. пособие : Для вузов. В 5 т. Т.3. Электричество. - М.:ФИЗМАТЛИТ, 2004. - 656 с.

5. Иродов И.Е. Основные законы электромагнетизма. Учеб. Пособие для студентов вузов. - М.: Высш.шк., 1991. - 290 с.

6. Татевский В.М. Физико-химические свойства индивидуальных углеводородов: Справочник. М.: Гостоптехиздат, 1960. - 412с.

7. Пивоварова Н.А., Клёпова Н.А., Белинский Б.И., Туманян Б.П. Влияние магнитного поля на результаты перегонки нефтяных остатков. - Нефтепереработка и нефтехимия. - 2003. - №13, с. 23-26.

8. Лоскутова Ю.В., Юдина Н.В. Влияние постоянного магнитного поля на структурно-механические свойства парафинистых нефтей. - Нефтехимия. - 2004, том 44, № 1, с. 63-67.

9. Пивоварова Н.А. Природа влияния постоянного магнитного поля на нефтяные дисперсные системы. - Нефтепереработка и нефтехимия. - 2004. - №10, стр. 20-25.

10. Лоскутова Ю.В., Юдина Н.В., Писарева С.И. Влияние магнитного поля на парамагнитные, антиоксидантные и вязкостные характеристики ряда нефтей. - Нефтехимия - 2008, том 48, № 1, с. 50-54.

11. Страхова, Н. А. Механохимическое воздействие на остаточные компоненты Астраханского газоконденсата. - Нефтехимия. - 2003. - т.43, № 1. - с. 55 - 59.

12. Кухарская Э.В., Скоркин Ю.И. Модификация поверхности каолина органическими и кремнийорганическими полимерами с помощью ультразвука. - Каучук и резина. - 1966, № 10, с. 51 - 63.

13. Мирошниченко В.Ф., Семенюк Н.И. Термодинамические основы процесса влияния электромагнитных полей на расплав полимеров. - Пластические массы, 1970, № 10, с. 62 - 70.

14. Кафаров В.В., Логвиенко Д.Д., Шеляков О.П., Кирейкова В.Л., Подшипникова Е.И. Исследование критического коэффициента заполнения аппарата с вихревым слоем ферромагнитными частицами. - Химическое и нефтяное машиностроение, 1973, № 11, с. 54 - 62.

15. Перник А.И. Проблемы кавитации. Л.,Судостроение, 1966 - 439 с.

16. Кнепп Р., Дейли Дж., Хэммит Ф. Кавитация. Пер англ/ Под ред. М., Мир, 1974. - 688с.

17. Падалка Е.С. Ультразвук в нефтной промышленности. Киев, Государственное издательство технической литературы, 1962 - 67с.

18. Нестеренко А.И., Берлизов Ю.С. Об использовании явления кавитации для крекинга углеводородов. - ХТТМ. - 2008. - №4, с. 41-43.

19. Нестеренко А.И., Берлизов Ю.С. Об использовании явления кавитации для крекинга углеводородов. - ХТТМ. - 2008. - №4, стр. 41-43.

20. Гистлинг А.М. Ультразвук в процессах химической технологии. - Л.: Госхимиздат, 1960. - 95 с.

21. Новицкий А.Л. Применение акустических колебаний в химико-технологических процессах. - М.: Химия, 1983. - 41 с.

22. Маргулис М.А. Основы звукохимии. - М.: Высшая школа, 1984. -110 с.

23. Ульразвук. Малая энциклопедия - М.: Советская энциклопедия, 1979. - 266 с.

24. Розенберг Л.Д. Применение ультразвука. - М.: Издательство академии наук СССР, 1957. - 105 с.

25. Носов В.А. Ультразвук в химической промышленности. - Киев.: Государственное издательство технической литературы УССР, 1963. - 240 с.

26. Магарил Р.З. Механизм и кинетика гомогенных термических превращений углеводородов. М., Химия, 1970. - 224 с.

27. Воробьев С.И., Торховский В.Н, Туторский И.А. Механодеструкция углеводородов нефти с помощью дезинтегратора высокого давления. - Вестник МИТХТ, 2008, т.3, №3, с.77-84.

28. Хафизов Н.Ф, Хафизов Ф.Ш, Дегтярев Н.С., Аликин М.А., Нечаев А.Н., Байбазарова Р.Р. Применение кавитационно-вихревого аппарата в процессах получения битума. - Нефтепереработка и нефтехимия. - 2004. - №12, с. 24-27.

29. Технологический регламент установки висбрекинга гудрона. ТР 07-100-2007. ООО « Лукойл-Нижегороднефтеоргсинтез».

30. Дриацкая З.В. Нефти СССР. т. 1, М.: Химия, с 296 - 305.

31. Технический каталог. Владимирский электромоторный завод. РУСЭЛПРОМ. Владимир - 2006. - 112 с.

32. Закгейм А.Ю. Введение в моделирование химико-технологических процессов. - М.: Химия, 1982. - 288 с.

33. Лабораторный практикум по титриметрии: учебно-методическое пособие/ А.П.Рысев., В.А. Соломонов, Л.Е.Романовская, И.Ю. Ловчинский. - М.: ИПЦ МИТХТ. - 2002. - 60 с.

34. Рыбак Б.М. Анализ нефти и нефтепродуктов. М.: Гостоптехиздат,1962. - 888с

35. Томская Л.А., Макарова Н.П, Рябов В.Д. Определение углеводородного состава нефтей. - ХТТМ. - 2008. - №4, 50-52.

36. Письменный Д.Т. Конспект лекций по высшей математике: - М.: Айрис-пресс, - 2006 .- 608с.

37. Шипачев В.С. Высшая математика: Учеб. для вузов/ В.С. Шипачев. - М.: Высш. Шк., 2003. - 479 с.

38. Вареник О.Н., Роздин И.А., Хабарова Е.И., «Охрана труда» и «Экологическая безопасность» в дипломных работах, Учебно-методическое пособие, МИТХТ, 2007, 26 с.

Размещено на Allbest.ru