Построение кривых ИТК, плотности и молярной массы нефти, кривых ИТК и линий ОИ нефтяных фракций

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Самарский государственный технический университет

Кафедра "Химическая технология переработки нефти и газа"

Курсовая работа

Построение кривых ИТК, плотности и молярной массы нефти, кривых ИТК и линий ОИ нефтяных фракций

Студент 4-ФДДО-25 А.Э. Силантьева

Преподаватель В.А. Пильщиков

Самара 2013г.

Основным первичным процессом служит перегонка нети. Различают перегонку с однократным, многократным и постепенным испарением, сущность которых заключается в нагревании нефти, отделении паровой фазы от жидкой и последующей ректификации в колоннах.

Нефть представляет собой смесь около 1000 индивидуальных веществ, из которых большая часть - жидкие углеводороды (> 500 веществ или обычно 80--90 % по массе) и гетероатомные органические соединения (4--5 %), преимущественно сернистые (около 250 веществ), азотистые (> 30 веществ) и кислородные (около 85 веществ), а также металлоорганические соединения (в основном ванадиевые и никелевые); остальные компоненты - растворённые углеводородные газы (C1-C4, от десятых долей до 4 %), вода (от следов до 10 %), минеральные соли (главным образом хлориды, 0,1--4000 мг/л и более), растворы солей органических кислот и др., механические примеси.

В основном в нефти представлены парафиновые (обычно 30--35, реже 40--50 % по объёму) и нафтеновые (25--75 %). В меньшей степени - соединения ароматического ряда (10--20, реже 35 %) и смешанного, или гибридного, строения (например, парафино-нафтеновые, нафтено-ароматические).

Характеристики Пронькинской нефти турнейского яруса представлены в табл. 1.1-1.11.

Таблица 1.1 Общая физико-химическая характеристика нефти

Таблица 1.2 Состав газов, растворенных в нефти

Таблица 1.3 Групповой углеводородный состав фракций, выкипающих до 200 єС

Таблица 1.4 Характеристика фракций, выкипающих до 200 єС

Таблица 1.5 Характеристика фракций, служащих сырьем для каталитического риформинга

Таблица 1.6 Характеристика легких керосиновых фракций

Таблица 1.7

Характеристика дизельных топлив и их компонентов

Таблица 1.8 Характеристика сырья для каталитического крекинга

Таблица 1.9 Характеристика мазутов и остатков

Таблица 1.10 Потенциальное содержание базовых дистиллятных и остаточных масел

Таблица 1.11 Разгонка (ИТК) Пронькинской нефти турнейского яруса в аппарате АРН-2 и характеристика полученных фракций

Кроме того, кривая ИТК служит для построения линий однократного испарения (ОИ) нефти и кривых ИТК нефтяных фракций. Линии ОИ имеют большое значение для технологических расчетов, так как большинство процессов переработки нефти идет в условиях однократного испарения нефтепродуктов. нефть углеводородный перегонка

Поскольку плотность, молекулярная масса, вязкость и другие свойства соответствуют среднему качеству нефтепродукта, кривые плотности и молекулярных масс строим по среднему качеству отдельных фракций. Для этого по оси абсцисс наносим средние температуры кипения фракций, а по оси ординат - значения плотностей и молекулярных масс (вязкости, содержания серы и т.д.), и отмечаем точки их пересечения. Затем соответственно середине фракции наносим точки плотностей и молекулярных масс (вязкости, содержания серы и т.д.), соединяя которые получаем соответствующие кривые.

Для определения требуемых значений, необходимо воспользоваться построенными на миллиметровой бумаге кривыми ИТК, плотности и молярной массы.

Таблица 3.1 Потенциальное содержание в нефти, молярная масса, плотность и средняя температура кипения фракций

Для построения кривых ИТК фракций воспользуемся кривой ИТК нефти полученной в результате выполнения второго раздела работы.

Затем соответствующую фракцию, выделенную на кривой ИТК нефти, разбиваем на 7-10 узких фракций с пределами выкипания 5-10°С и по кривой ИТК нефти определяем их выход в расчете на нефть и заносим в таблицу 3.1-3.4, пересчитываем в расчете на фракцию и определяем их суммарный выход. На основании данных по суммарному выходу узких фракций строим кривую ИТК фракции.

В табл. 2.1-2.4 представлены исходные данные для построения кривых ИТК фракций 120-180, 180-230, 230-280 и 280-350°С.

Таблица 4.1 Исходные данные для построения кривой ИТК фракции 120-180єС

Таблица 4.2 Исходные данные для построения кривой ИТК фракции 180-230 єС

Таблица 4.3 Исходные данные для построения кривой ИТК фракции 230-280 єС

Таблица 4.4 Исходные данные для построения кривой ИТК фракции 280-350 єС

Для построения линий ОИ воспользуемся методом Обрядчикова-Смидович, который заключается в применении графика. По этому графику имеется возможность найти температуры, отвечающие началу однократного испарения-0%(НОИ) и концу однократного испарения - 100%(КОИ). А также необходимо знать тангенс угла наклона кривой ИТК (приложение 1).

По кривой ИТК фракции 120-180С находим

= 128 єС, = 152 єС, = 163 єС

Рассчитываем тангенс угла наклона кривой ИТК:

tgИТК= єС/%

Далее на графике Обрядчикова-Смидович от абсциссы отвечающей tgИТК ведем вертикальную прямую вверх и вниз до пересечения с кривыми 50% выкипания, значение которых равно 152 0С. Полученные точки этих кривых проектируем на ось ординат, где и получаем % отгона по ИТК соответствующие 0 % (НОИ) и 100 % (КОИ) по ОИ.

0 % (НОИ) => 36 % (ИТК);

100 % (КОИ) => 58 % (ИТК)

Затем по кривой ИТК получаем температуры отвечающие НОИ (36 % ИТК) и КОИ (58 % ИТК). Соединяя полученные точки, получаем линию ОИ фракции 120-180 С при атмосферном давлении

єC и єC.

По кривой ИТК фракции 180-230 С находим

= 184 єС, = 204 єС, = 214 єС

Рассчитываем тангенс угла наклона ИТК:

tgИТК=єС/%

0 % (НОИ) => 39 % (ИТК)

100 % (КОИ) => 57 % (ИТК)

Затем по кривой ИТК получаем температуры отвечающие НОИ (39 % ИТК) и КОИ (57 % ИТК). Соединяя полученные точки, получаем линию ОИ фракции 180-230 С при атмосферно давлении

= 198 єC и = 209 єC.

По кривой ИТК фракции 230-280С находим

= 236 єС, = 255 єС, = 265 єС

Рассчитываем тангенс угла наклона ИТК:

tgИТК= єС/%

0 % (НОИ) => 40 % (ИТК)

100 % (КОИ) => 54 % (ИТК)

Затем по кривой ИТК получаем температуры отвечающие НОИ (40 % ИТК) и КОИ (54 % ИТК). Соединяя полученные точки, получаем линию ОИ фракции 230-280 С при атмосферном давлении :

= 250 єC и = 257 єC.

По кривой ИТК фракции 280-350С находим

= 287 єС, = 315 єС, = 329 єС

Рассчитываем угол наклона ИТК:

ИТК= єС/%

0 % (НОИ) => 38 % (ИТК)

100 % (КОИ) => 56 % (ИТК)

Затем по кривой ИТК получаем температуры отвечающие НОИ (38% ИТК) и КОИ (56% ИТК). Соединяя полученные точки, получаем линию ОИ фракции 280-350 С при атмосферном давлении

= 307 єC и = 319 єC.

6. Построение линий ОИ при повышенном давлении и под вакуумом

С повышением давления наклон прямой ОИ уменьшается по сравнению с наклоном этой прямой при атмосферном давлении, а при достижении критического давления наклон становится равным нулю, т.е. прямая ОИ становится параллельной оси абсцисс.

Линию ОИ при давлении, отличающемся от атмосферного, можно построить исходя из линии ОИ при атмосферном давлении. Способ заключается в пересчете температур, соответствующих началу и концу линии ОИ при атмосферном давлении на давление отличное от атмосферного.

Для пересчета температур на заданное давление можно пользоваться графиком Кокса, номограммами Максвелла или UOP.

Номограмма (сетка) Максвелла построена для давлений от 0,0001 до 100 МПа и температур от 0 до 1665С. Пользование номограммой сводится к следующему: отмечают точку соответствующую температуре начала линии ОИ при атмосферном давлении и эту точку соединяют с полюсом Максвелла. Затем на полученной линии находят температуру, соответствующую концу линии ОИ.

Кривая ИТК и линия ОИ фракции 120-180С представлены.

Температуры, соответствующие началу и концу линии ОИ при атмосферном давлении соответственно равны 144С и 157С. Пересчитываем эти температуры по сетке Максвелла на давление 0,07 Мпа

при 0,07 МПа = 130 єC, = 142 єC.

Они соответственно равны 130 и 142 С. По этим температурам строим линию ОИ при давлении 0,07 Мпа. Пересчитаем температуры при атмосферном давлении по сетке Максвелла на давление 0,18 МПа.

при 0,18 МПа = 170 єC, = 181 єC

Они соответственно равны 170 0С и 181 0С.

Температуры, соответствующие началу и концу линии ОИ при атмосферном давлении соответственно равны 198С и 209С. Пересчитаем эти температуры по сетке Максвелла на давление 0,07 МПа:

= 182 єC, = 194 єC

Они соответственно равны 182 0С и 194 0С. По этим температурам строим линию ОИ при давлении 0,07 МПа

при 0,18 МПа = 224 єC, = 235 єC

Они соответственно равны 2240С и 2350С. Строим по ним линию ОИ при давлении 0,18 МПа

Температуры, соответствующие началу и концу линии ОИ при атмосферном давлении соответственно равны 250С и 257С. Пересчитаем эти температуры по сетке Максвелла на давление 0,07 МПа:

при 0,07 МПа = 231 єC, = 238 єC

Они соответственно равны 231 0С и 238 0С. По этим температурам строим линию ОИ при давлении 0,07 МПа

Пересчитаем эти температуры при атмосферном давлении по сетке Максвелла на давление 0,18 МПа

при 0,18 МПа = 280 єC, = 286 єC

Они соответственно равны 2800С и 2860С. Строим по ним линию ОИ при давлении 0,18 МПа

Температуры, соответствующие началу и концу линии ОИ при атмосферном давлении соответственно равны 307 С и 319С. Пересчитаем эти температуры по сетке Максвелла на давление 0,07 МПа:

при 0,07 МПа = 297 єC, = 310 єC

Они соответственно равны 297 0С и 310 0С. По этим температурам строим линию ОИ при давлении 0,07 МПа

Пересчитаем эти температуры при атмосферном давлении по сетке Максвелла на давление 0,18 МПа

при 0,18 МПа = 321 єC, = 334 єC

Они соответственно равны 3210С и 3340С. Строим по ним линию ОИ при давлении 0,18 МПа

Таблица 5.1 Температуры начала и конца процесса однократного испарения для фракций при различных давлениях

1. Физико-химические свойства нефтей и их фракций: справ. пособие. /В.Г. Власов, Е.О. Жилкина, Ю.В. Еремина и др., - Самара: Самар. гос. техн. ун-т., 2008. - 284 с.

2. Методические указания по выполнению курсовой работы и курсового проекта "Проектирование установки ЭЛОУ-АВТ" / Самар. гос. техн. универ.; Сост. В.Г. Власов, И.А. Агафонов. Самара, 2005. - 98 с.

Размещено на Allbest.ru