Задачи, решаемые в процессе прохождения производственной

Практики в химической лаборатории кафедры

Переработки нефти и газа

Одним из массовых моторных топлив для наземного (автомобили, тракторы, тепловозы, тягачи и т.д.) и водного транспорта, вырабатываемые в количестве до 28-30 % от общего количества перерабатываемой нефти, явля­ется дизельное топливо. Дизельное топливо широко используют для двигате­лей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, и, соответственно, к нему предъявляются определенные требования (высокое цетановое число, хорошая испаряемость и т.д.).

В зависимости от назначения вырабатывают дизельные топлива двух групп: для быстроходных (более 800 об/мин) дизелей (легкие топлива) и ма­лооборотных, тихоходных (150-500 об/мин) двигателей (тяжелые топлива). Отечественным стандартом предусмотрена выработка различных марок топ­лив для быстроходных двигателей по климатическому признаку: Марка Л - летнее, предназначено для применения при температуре воздуха выше О °С; Марка 3 (два вида):

Зимнее, предназначено для применения в средней полосе страны, при темпе­ратуре воздуха выше минус 20 °С;

Зимнее, для северных районов при температуре воздуха мину^ 30 °С и выше; Марка А - арктическое для температур воздуха минус 50 °С и выше. Каждая из этих марок вырабатывается двух видов по содержанию серы - ма­лосернистые (не более 0,2 % серы) и сернистые (не более 0,5 % серы). Для тихоходных двигателей (судовые.мощные двигатели и стационарные ди­зели) вырабатываются две марки тяжелых топлив - ДТ и ДМ, получаемые как смесь тяжелых дистиллятов 300-500 °С с остаточными продуктами перера­ботки нефти.

Наиболее широко используемым является именно дизельное топливо для быстроходных двигателей, поэтому основной задачей прохождения проводственнои практики поставлено изучение качественных показателей ди­зельного топлива, поставляемого в химическую лабораторию, и сравнение этих показателей со стандартными значениями.

Основные показатели качества, нормируемые для дизельных топлив для быстроходных двигателей, приведены в таблице 1.

 

Таблица 1

Показатель Л А
Цетановое число, не ниже
Плотность при 20 °С, г/см3 , не более 0,860 0,840 0,830
Фракционный состав      
50 % (об.), °С, не ниже
96 % (об.), °С, не ниже
Температура, °С      
помутнения, не выше -5 -25 -
застывания, не выше -35 -55
вспышки, не ниже
Вязкость при 20 °С, мм /с 3-6 1,8-5 1,5-4
Коксуемость, %, не более - - -

В химической лаборатории кафедры нефти и газа были проведены испытания с выданной руководителем практики пробой дизельного топлива, на все вы­шеперечисленные показатели, а именно:

1) Определение цетанового числа

Сущность метода заключается в измерении цетанового числа прибором СВП 1.00.000 для измерения октанового/цетанового числа и снятия показа-,ний с цифрового экрана прибора.

Проведение испытания:

В сухой датчик залить 75-100 мл дазельного топлива. Включить питание прибора при нажатой кнопке. На экране при включении питания появятся цифры "3333". Отпустить кнопку произвести измерение.

Выключить питание прибора;

Вылить дизельное топливо в стакан. Промыть внутреннюю поверхность датчика бензином, промокнуть ветошью. Прибор готов к новым измерениям.

 

Результат испытания: ЦЧ пробы = 52 2) Определение плотности ареометром

Сущность метода заключается в погружении ареометра в испытуемый продукт, снятии показаний по шкале ареометра при температуре определения и пересчете результатов на плотность при температуре 20 °С. Проведение испытания:

Температуру испытуемой пробы измеряют до и после измерения плот­ности по термометру ареометра или дополнительным термометром. Темпе­ратуру поддерживают постоянной с погрешностью не более 0,2 °С.

Чистый и сухой ареометр медленно и осторожно опускают в цилиндр с испытуемым продуктом, поддерживая ареометр за верхний конец, не допус­кая смачивания части стержня, расположенной выше уровня погружения ареометра.

Когда ареометр установится и прекратятся его колебания, отсчитывают показания по верхнему краю мениска, при этом глаз находится на уровне ме­ниска. Отсчет по шкале ареометра соответствует плотности нефтепродукта при температуре испытания р (масса продукта, содержащейся в единице его объема, г/см3).

Измеренную температуру испытания округляют до ближайшего значе­ния температуры, указанной в таблице обязательного приложения 1. По округленному значению температуры и плотности, р, определен­ной по шкале ареометра; находят плотность испытуемого продукта при 20 ° С по таблице обязательного приложения 1.

За результат испытания принимают среднее арифметическое двух оп­ределений.

Результат испытания: Температура испытания 20 °С

р, = 0,825 г/см3

Р2 = 0,820 г/см3

(р1 + р2)/2 = 0,8225 г/см3

 

3) Определение фракционного состава Сущность метода заключается в перегонке 100 см испытуемого нефте­продукта при условиях, предусмотренных стандартом.

Проведение испытания:

Нагревают пробу в колбе для перегонки.

Отмечают температуру начала кипения и ставят цилиндр так, чтобы конденсат стекал по стенке.

Регулируют нагрев так, чтобы скорость перегонки от 5%-ного отгона до получения 95 см отгона была от 4 до 5 см /мин.

В период между температурами начала и конца кипения топлива фик­сируют температуры выкипания 50 % и 96 % (об.) пробы дизельного топлива. Объем измеряют с погрешностью не более 0,5 см , а температуру — с по­грешностью не более 0,5 °С.

Если при перегонке температура поднимается до 370 или наблюдается разложение пробы, нагревание прекращают. Отмечают температуру конца кипения и прекращают нагревание.

Если по достижении температуры конца кипения не вся жидкость ис­парилась со дна колбы, то объем этой жидкости записывают как остаток.

После охлаждения колбы содержимое выливают в конденсат, собран­ный в цилиндре, и дают стечь до тех пор, пока объем в мерном цилиндре не будет увеличиваться. Записывают этот объем как восстановленный общий объем. Для вычисления объема потерь вычитают общий объем отгона из 100.

Результаты испытания:

Температура НК - 190 °С

Температура отгона 50 % = 250 °С

Температура отгона 96 % = 300 °С

Температура КК = 320 °С 4) Определение температур помутнения и застывания

Сущность методов заключается в охлаждении образца дизельного топлива с заданной скоростью до температуры, при которой образец мутнеет и в дальнейшем становится неподвижным. Указанные температуры принимают соответственно за температуры помутнения и застывания.

Проведение испытания:

Пробирку с дизельным топливом и термометром укрепляют при помо­щи пробки в муфте, так чтобы ее стенки находились приблизительно на оди­наковом расстоянии от стенок муфты, затем помещают ее в сосуд с охлаж­дающей смесью, температуру которой предварительно устанавливают на 5 °С ниже намеченной для определения температуры застывания.

Во время охлаждения дизельного топлива установленную температуру охлаждающей смеси поддерживают с погрешностью ± 1 °С.

Когда дизельное топливо начинает мутнеть, т.е. начинает сильнее рас­сеивать проходящий через пробирку свет, эту температуру считают за темпе­ратуру помутнения.

Когда продукт в пробирке примет температуру, намеченную для опре­деления застывания, пробирку наклоняют под углом 45° и, не вынимая из охлаждающей смеси, держат в таком положении в течение 1 мин.

После этого пробирку с муфтой осторожно вынимают из охлаждающей смеси, быстро вытирают муфту и наблюдают, не сместился ли мениск испы­туемого дизельного топлива.

Если мениск сместился, то пробирку вынимают из муфты, подогревают до (50 ± 1) °С и проводят новое определение при температуре на 4 °С ниже предыдущей до тех пор, пока при некоторой температуре мениск не переста­нет смещаться.

Если мениск не сместился, то пробирку вынимают из муфты, подогре­вают до (50 ± 1) °С, проводят новое определение застывания при температу­ре на 4 °С выше предыдущей до тех пор, пока при некоторой температуре мениск будет смещаться.

После нахождения границы застывания (переход от подвижности к не­подвижности или наоборот) определение повторяют, понижая или повышая температуру испытания на 2 °С до тех пор, пока не будет установлена такая температура, при которой мениск продукта остается неподвижным, а при по­вторном испытании при температуре на 2 °С выше он сдвигается. Эту темпе­ратуру фиксируют, как установленную для данного опыта.

Для установления температуры застывания дизельного топлива прово­дят два определения, начиная второе определение с температуры на 2 °С выше установленной при первом определении.

За температуру застывания дизельного топлива принимают среднее арифметическое результатов двух определений.

Результаты испытаний:

1 помутнения 1 = -29 °С

I помутнения 2 = -29 °С

1 помутнения = (I помутнения 1 +1 помутнения 2)12 = -29 °С

1 застывания 1 = -40

I застывания 2 = -42

I застывания = (I застывания 1 +1 застывания 2)/2 = -41 °С. 5) Температура вспышки в закрытом тигле

Сущность метода заключается в определении самой низкой температу­ры вспышки дизельного топлива, при которой в условиях испытания над его поверхностью образуется смесь паров и газов с воздухом, способная вспыхи­вать в воздухе от источника зажигания, но скорость и образование еще не­достаточна для последующего горения. Для этого испытуемое дизельное то­пливо нагревают в закрытом тигле с постоянной скоростью при непрерывном перемешивании, и испытывается на вспышку через определенные интервалы температур.

Проведение испытания:

Нагревательную ванну включают и нагревают испытуемое дизельное топливо в тигле.

Перемешивание ведут, обеспечивая частоту вращения мешалки от 1,5 до 2.0 с", а нагрев продукта - со скоростью от 5 до 6 °С в 1 мин. Испытания на вспышку проводят при достижении температуры на 17 °С ниже предполагаемой температуры вспышки.

Испытания на вспышку проводят при повышении температуры на каж­дый 1 °С.

В момент испытания на вспышку перемешивание прекращают, приво­дят в действие расположенный на крышке механизм, который открывает за­слонку и опускает пламя. При этом пламя опускают в паровое пространство за 0,5 с, оставляют в самом нижнем положении 1 с и поднимают в верхнее положение.

За температуру вспышки каждого определения принимают показания термометра в момент четкого появления первого (синего) пламени над по­верхностью дизельного топлива внутри прибора. Не следует принимать за температуру вспышки окрашенный (голубоватый) ореол, который иногда ок­ружает пламя перед тем, как оно вызывает фактическую вспышку.

При появлении неясной вспышки она должна быть подтверждена по­следующей вспышкой при повышении температуры на 1 или 2 °С. Если при этом вспышка не произойдет, испытание повторяют вновь.

При применении газовой зажигательной лампочки последняя в процес­се испытания должна находиться в зажженном состоянии для исключения возможности проникновения газа в тигель.

Если в процессе какого-либо испытания на вспышку, зажигательная лампочка погаснет в момент открытия отверстий крышки. То результат этого определения не учитывают.

Результат испытания:

1 вспышки = 38 °С.

 

Заключение

' При прохождении производственной практики на кафедре переработки нефти и газа мною были закреплены и углублены знания, связанные со спе­циальными дисциплинами; проведено ознакомление с материально-техническим оснащением химических лабораторий кафедры; изучены свой­ства нефтепродуктов в целом; были проведены исследования качественных показателей дизельного топлива неизвестной марки, произведено сравнение со стандартными требованиями, предъявляемыми к дизельному топливу раз­личных марок, и выявлено, что взятое на исследование дизельное топливо относится к марке зимнего топлива.

 

Список литературы

1. Щугорев В.Д. - Наука и технология углеводородов, 2001, №4, с.7-9

2. Белинский Б.И., Козырев О.Н., Пивоварова Н.А., Туманян Б.П. «Вари­анты углубления переработки астраханского газового конденсата», - Химия и технология топлив и масел, 2003, № 1-2, с. 9-11.

3. Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти и природно­го газа: Учебное пособие для вузов.- М.; Химия, 2001.-568 с.

4. Гуревич. Технология переработки нефти и газа, Ч. 1, М.: Химия, 1978,424с., ил.

_ _ _ ?

5. Глаголева О.Ф., Капустин В.М. Технология переработки нефти:

Часть!. Первичная переработка.- М.: Химия, 2005.- 400с.

6. Мановян А.К. Методические указания по проведению учебной науч­но-исследовательской работы студентов (УНИРС) по специальности «Техно­логия переработки нефти и газа». 1997.

7. Пивоваров А.Т.Программа производственной практики студентов специальности 250400 «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов». 1996г.