Методические указания
По выполнению контрольной работы
ПМ 02 Ведение технологического процесса на установках I и II категорий
МДК 02.01 Управление технологическим процессом
для студентов специальности 18.02.09 Переработка нефти и газа
(базовой подготовки)
Методические указания по выполнению контрольной работы разработаны в соответствии с действующими стандартами для студентов заочной формы обучения специальности 18.02.09 Переработка нефти и газа по междисциплинарному курсу МДК.02.01 «Управление технологическим процессом» профессионального модуля ПМ.02 «Ведение технологического процесса на установках І и ІІ категорий».
| Составитель: Гербсоммер А.В | Преподаватель БПОУ ОО ОПЭК |
Пояснительная записка
Перед выполнением контрольной работы студент обязан ознакомиться с содержанием основных разделов МДК 02.01 Управление технологическим процессом, определить взаимосвязь предложенных вопросов соответствующим разделам.
Индивидуальное задание для выполнения контрольной работы включает один теоретический вопрос и пять задач. При выполнении контрольной работы необходимо руководствоваться следующими требованиями:
- контрольная работа должна быть написана разборчивым почерком или напечатана на листах формата А4 и представлена в срок;
- контрольная работа должна выполняться в той последовательности, которая установлена в содержании задания;
- решение задачи должно начинаться с ее условия и методики расчета. Расчетные формулы должны быть написаны полностью с пояснением всех обозначений и размерностей;
- по окончании решения каждой задачи следует четко формулировать ответ;
|
|
- список литературы, использованной при написании контрольной работы, необходимо привести в конце.
Работу следует выполнять по вариантам. Выбор варианта осуществляется в соответствии с порядковым номером учебного журнала.
Тема: Расчет средней температуры кипения
Цель занятия: Овладеть техникойрасчёта усредненных температур
Средства обучения:
- Калькулятор инженерный;
- Номограмма для определения средних температур кипения нефтяных фракций.
Инструкция по выполнению практического занятия:
1. Ознакомиться с целью занятия.
2. Изучить понятие и виды усредненных температур.
3. Изучить правила работы с номограммой для определения средних температур кипения нефтяных фракций.
4. Изучить расчетные формулы и зависимости.
5. Выполнить задания согласно варианту.
6. Устно ответить на контрольные вопросы.
7. Оформить отчет и защитить работу.
Теоретическая часть
Нефть и её фракции не являются индивидуальными веществами и представляют сложную смесь различных углеводородов и их соединений. Нефтяные фракции выкипают не при фиксированной температуре, а в интервале температур, поэтому при расчётах пользуются понятием средней температуры кипения. В зависимости от способа усреднения различают следующие температуры кипения:
- среднюю температуру кипения (СТК), 0С
 ,
| (1) |
где t нк,–температура начала кипения фракций, 0С;
t кк -температура конца кипения фракций, 0С.
- средне – объемную температуру кипения(СОТК), 0С
 ,
| (2) |
где V1, V2, Vn – объёмы отдельных фракций, мз;
|
|
t1, t2, tn – среднеарифметические значения температур кипения фракций, 0С.
- средне – массовую (весовую) температуру кипения(СВТК),0С
 ,
| (3) |
где G1,G2…, Gn –масса отдельных фракций, кг.
- средне – молекулярную температуру кипения (СМТК), 0С
 ,
| (4) |
где N1 , N2 …, Nn – количество вещества каждого компонента, кмоль;
- средне – усредненную температуру кипения(СУТК), 0С
 ,
| (5) |
Средне – объемная температура кипения для нефтяных фракций определяется наиболее просто по данным разгонки по ГОСТ:
| (6) |
Точки кипения нефтяных фракций можно определить по номограмме (рисунок 1). Для пересчета температур по номограмме необходимо найти корректирующую добавку ΔT в зависимости от СОТК и угла наклона кривой разгонки по ГОСТ:
| (7) |
Рисунок 1 Номограмма для определения средних температур кипения нефтяных фракций.
Практическая часть
Пример 1 Вычислить среднюю температуру нефтяной фракции 85 – 180 0С.
Решение: Среднюю температуру определяют по началу и концу кипения фракции: 
0С
Ответ: Среднемольная температура нефтяной фракции 85 – 180 0С равна 132,5 0С
Пример 2 Дана разгонка нефтяной фракции по ГОСТ: 10% - 140 0С, 50% - 227 0С, 90% - 260 0С. Определить СОТК, СМТК, СВТК, и СУТК.
Решение: Среднюю объемную температуру кипения определяют по уравнению 6 для которого необходимо иметь значения температур выкипания 10, 30, 50, 70 и 90 % фракции. Для того, чтобы определить недостающие значения температур, используют графический метод. На координатную плоскость наносят точки, приведенные в исходных данных и соединяют их кривой. Далее, отмечая на оси абсцисс выходы в 30 и 70 % об., восстанавливаем перпендикуляры до пересечения с кривой, а из точек пересечения – прямые, параллельные оси абсцисс до пересечения с осью ординат. Последние точки пересечения и будут температурами t 30% и t 70%.
|
|
Рисунок 2 Кривая ИТК нефтяной фракции
Таким образом, t30= 174 0С, t70= 230 0С.
Средняя объемная температура кипения, 0С
140+174+227+230+260
tср.об= = 200 0С
Средний наклон кривой разгонки определяют по уравнению 7:
Для работы с рисунком 1 на оси абсцисс отмечают точку, соответствующую среднему наклону кривой разгонки и проводят из неё вертикальную прямую, пересекающую все кривые, изображенные на поле графика.
Для определения средней молекулярной температуры кипения выделяют на рисунке 1 нижнюю группу кривых и мысленно проводят кривую, соответствующую, tср.об между кривыми, соответствующими 100 и 200 0С. Из точки пересечения мысленно проведенной кривой и вертикально прямой, идущей из точки, соответствующей α, проводят горизонтальную линию до пересечения с осью ординат – эта точка соответствует поправке ΔT, в нашем случае ΔT= -14 0С.
tср.мол.= tср.об. – 14 = 200 – 14= 186 0С
Для определения средне – массовой температуры кипения проводят аналогичные действия с верхней группой кривых на рисунке 1.
ΔT=1,8 0С
tср.вес.= tср.об.+ 3 = 200 + 3= 203 0С
Для вычисления средне – усредненной температуры кипения аналогично поступаем с группой кривых, находящихся над группой для СМТК.
ΔT= - 9 0С
tср.ускр.= tср.об.- 9= 200 – 9 = 191 0С
Тема: Расчет плотности
Цель занятия: Научиться рассчитывать плотность нефти и нефтепродуктов
Средства обучения:
- калькулятор инженерный;
- средняя температурная поправка для подсчета плотности жидких нефтепродуктов (Приложение А).
Инструкция по выполнению практического занятия:
1 Ознакомиться с целью занятия.
2 Изучить понятие и виды плотности.
3 Изучить расчетные формулы и зависимости.
4 Выполнить задание согласно варианту.
5 Устно ответить на контрольные вопросы.
6 Оформить отчет и защитить работу.
Теоретическая часть
Плотность вещества - это масса вещества заключенная в единицу объема. Измеряется в г/см3, кг/л, т/м3. В системе СИ в кг/м3.
Относительная плотность - это безразмерная величина, характеризующая соотношение плотностей жидкого нефтепродукта при 20 0С и дистиллированной воды при 4 0С. Плотность зависит от температуры. Чем выше температура, тем меньше плотность. Зависимость плотности от температуры выражается:
| rt4=r204 - а(t-20), | (8) |
rt4 – плотность при требуемой температуре;
а – коэффициент объемного расширения или средняя температурная поправка на 1 градус (Приложение Б);
Часто приходится пересчитывать с ρ1515 на ρ204 и наоборот.
| ρ1515 =ρ204 +5 а, | (10) |
Плотность обладает свойством аддитивности и определяется по формуле:
ρсм=   ,
| (11) |
| n ρсм=å xi ×ρi, 1 | (9) |
где m – масса нефтепродукта, кг;
xi – доля i компонента смеси.
Для нефтяных газов относительная плотность – это отношение массы газа m к массе воздуха m1 при одном и том же объеме в одинаковых условиях.
;
Если газ считать идеальным, то при Т = 273 0С, V=22,414 мл, (Р = 1 атм = 0,1 МПа)масса m равна молекулярной массе М газа. В тех же условиях масса 22,414 мл воздуха составляет 28,9 г, откуда относительная плотность газа или пара относительно воздуха равна:
| (12) |
Абсолютнаую плотность газов и паров при нормальных условиях можно найти, зная массу газа и объем.
| (13) |
Практическая часть
Пример 1 Определить относительную плотность нефтепродукта при 20 0С, если его плотность при 40 0С =0,872.
Дано: Решение:
r404 = 0,872 rt4=r204 - а(t-20)
r204=r404 + а(t-20)
r204 -?r204=0,872 + 0,000673 (40-20) = 0,885
Ответ: r204= 0,885
Тема: Расчет молекулярной массы
Цель занятия: Научиться рассчитывать молекулярную массу нефти и нефтепродуктов
Средства обучения:
- калькулятор инженерный;
Инструкция по выполнению практического занятия:
1 Ознакомиться с целью занятия.
2 Изучить расчетные формулы и зависимости по определению молекулярной массы нефти и нефтепродуктов.
3 Выполнить задание согласно варианту.
4 Устно ответить на контрольные вопросы.
5 Оформить отчет и защитить работу.
Теоретическая часть
Молекулярная масса – это величина, которая показывает во сколько раз молекулы данного вещества больше 1/12 части массы атома изотопа углерода С12. Молекулярная масса индивидуальных веществ рассчитывается по их химическим формулам и атомным массам элементов, входящих в состав мо- лекул. Нефть и нефтепродукты характеризуются средней молекулярной массой, так как в их состав входит большое число разнородных соединений. Между молекулярной массой и температурой кипения нефтяных фракций существует определенная зависимость: чем больше молекулярная масса нефтяной фракции, тем выше её температура кипения.
Молекулярную массу определяют по формуле Б.М Воинова,
| М= 60+0,3·tср + 0,001·t2ср, | (14) |
tср – средняя температура кипения определяемая по данным стандартной разгонки нефти, 0С.
Среднюю молекулярную массу смеси можно определить, зная мольную долю и молекулярную массу каждого компонента смеси:
 ,
| (15) |
где М i – молекулярная масса нефтепродукта.
xi –мольная доля i компонента смеси
 ,
| (16) |
где М 1, М2 – молекулярная масса компонентов смеси;
m1, m2 – масса компонентов смеси, кг.
Для расчёта средней молекулярной массы нефтей и нефтяных фракций используют формулу Крэга, если известна их относительная плотность:
 ,
| (17) |
Практическая часть
Пример 1 Определить молекулярную массу смеси бензола с изооктаном, если мольная доля бензола 0,51, а изооктана 0,49.
Дано: Решение:
Хс6н6 = 0,51 Находим молекулярные массы бензола и изооктана:
Х i-с8н18 = 0,49 М(с6н6) = 12 6 + 1 6 = 78
Мср -? М(i-с8н18) = 12 8 + 1 18 = 114
Молекулярную массу смеси вычисляем по формуле 15:
Мср = 0,51 78 + 0,49 114 = 39,78 + 55,86 = 95,64
Ответ: Мср = 95,64
Тема:Определение вязкости
Цель занятия: Научиться определять вязкость нефти и нефтепродуктов
Оснащения занятия:
- калькулятор инженерный;
- номограмма для определения индекса вязкости смазочных масел (приложение В);
- номограмма для определения вязкости смеси нефтепродуктов;
Инструкция по выполнению практического занятия:
1 Ознакомиться с целью занятия.
2 Изучить понятие и виды вязкости.
3 Изучить правила работы с номограммами для определения индекса вязкости смазочных масел и определения вязкости смеси нефтепродуктов;
4 Изучить расчетные формулы и зависимости.
5 Выполнить задание согласно варианту.
6 Устно ответить на контрольные вопросы.
7 Оформить отчет и защитить работу.
Теоретическая часть
Вязкость или внутреннее трение – это свойство жидкостей (газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. Вязкость зависит от химического и фракционного состава, она является основной характеристикой смазочных масел.
Различают кинематическую динамическую и условную вязкости.
Динамическая вязкость характеризуется коэффициентом динамической вязкости μ, единица измерения в системе СИ: 
.
Кинематическая вязкость характеризуется коэффициентом кинематической вязкости ν, единица измерения в системе СИ: м2/с.
Кинематическая вязкость – это отношение динамической вязкости к плотности жидкости или газа при температуре определения. Связь между кинематической и динамической вязкостью определяется формулой:
 ,
| (18) |
В системе СГС единицей измерения является стокс [1 Ст = 1 см2/с = 10-4 м2/с]
Для сравнительной оценки высоковязких нефтепродуктов и котельных топлив – используют условную вязкость.
Условную вязкость измеряют в градусах Энглера (по имени немецкого химика К. О. Энглера), обозначают — 0 ВУ. Определяется отношением времени истечения 200 см3 испытываемой жидкости при данной температуре из специального вискозиметра ко времени истечения 200 см3 дистиллированной воды из того же прибора при 20 0С.
Условную вязкость до 16 0ВУ переводят в кинематическую по таблице ГОСТ (приложение Б), а условную вязкость, превышающую 16 °ВУ, по формуле:
| vt = 7,41. ВУt, | (19) |
где ВУt-условная вязкость, 0ВУ
Зависимость вязкости от температуры выражается логарифмическим уравнением Вальтера:
| lg lg(υt +0,6) = А – В lgТ, | (20) |
где А, В – константы
Вязкость смеси нефтепродуктов разной вязкости при одной температуре можно определить по номограмме (рисунок 3).
Рисунок 3 Номограмма для определения вязкости смесей нефтепродуктов
Для работы с этой номограммой на правой вертикальной оси откладывают вязкость менее вязкого продукта, а на левой – вязкость более вязкого продукта и соединяют эти точки прямой линией (mn). Далее, находя на оси абсцисс точку, соответствующую содержанию менее вязкого компонента по верхней шкале, восстанавливают из неё перпендикуляр до прямой линии (mn) и из точки пересечения двух линий провести горизонтальную прямую к той оси, на которой указана нужная размерность вязкости.
Для оценки вязкостно-температурных свойств нефтяных масел применяют индекс вязкости. Индекс вязкости определяется при сравнении вязкости испытуемых масел с эталонными маслами (ИВ 100 и 0). Для определения индекса вязкости графическим способом пользуются приложением В.
Практическая часть
Пример 1
Смесь составлена из компонентов А и В. Для компонента А ВУ50 = 2,2. Для компонента В ВУ50 = 9. Определить: 1) вязкость при 50 оС смеси, состоящей из 40% объемн. компонента А и 60% объемн. компонента В; 2) соотношение в смеси компонентов А и В, при котором вязкость условная смеси ВУ50 = 5,9.
Решение. Для определения вязкости смеси построим линию зависимости вязкости смеси от соотношения компонентов. Для этого отложим на ординате, отвечающей 100% компонента А (рисунок 3), точку m, соответствующую вязкости ВУ50= 9. Соединив эти точки, получим прямую mn,
Отложим на абсциссе точку, соответствующую 40% компонента А (и 60% компонента В), и восстановим перпендикуляр до пересечения с прямой mn, получив на ординате точку, которая показывает, что вязкость данной смеси ВУ = 4,3 (на графике – сплошная линия).
Ответ: Смесь с ВУ=5,9 состоит из 25% компонента А и 75% компонента В (на графике – пунктирная линия).
Тема: Расчет тепловых характеристик
Цель занятия: Овладеть техникойрасчёта тепловых характеристик нефти и нефтепродуктов
Средства обучения:
- калькулятор инженерный;
- номограмма для определения теплоемкости нефтепродуктов;
- средняя температурная поправка (Приложение А).
Инструкция по выполнению практического занятия:
1 Ознакомиться с целью занятия.
2 Изучить тепловые характеристики нефти и нефтепродуктов.
3 Изучить расчетные формулы и зависимости.
4 Выполнить задание согласно варианту.
5 Устно ответить на контрольные вопросы.
6 Оформить отчет и защитить работу.
Теоретическая часть
Теплоемкость вещества – это количество тепла, которое требуется для нагрева 1 кг данного вещества на 1 0C. Если при этом не происходит никаких химических и физических превращений. Измеряется в системе СИ – Дж/кг∙К. Средняя теплоемкость жидких нефтепродуктов зависит от температуры и плотности:
С =  (0,762 + 0,0034 Тср),
| (21) |
Истинная теплоемкость нефтепродукта в паровой фазе при малом постоянном давлении можно подсчитать по формуле:
(22)
Теплоемкость обладает свойством аддитивности:
 ,
| (23) |
Теплота испарения численно равна теплоте конденсации. Измеряется в системе СИ – Дж/кг.
L = 
Jж – Jn,
где Jж, Jn – энтальпии нефтепродуктов в паровой и жидкой фазе, кДж/кг
Энтальпия жидких нефтепродуктов численно равна количеству тепла, которое необходимо для нагрева 1 кг нефтепродукта от 0 ºС до заданной температуры. Энтальпия зависит от температуры, химического и фракционного состава. Измеряется в кДж/кг. Энтальпию жидкости, кДж/кг можно определить по формуле:
| Jж = · (0,0017·Т + 0,762·Т – 334,25) ,
| (24) |
Энтальпия паров это - количество тепла, которое необходимо для нагрева вещества от 0 0С до заданной температуры с учетом тепла испарения при той же температуре и перегрева паров[кДж/кг]
| Jп = (129,58 + 0,134 · Т + 0,000059 Т2) · (4 – ρ288 288 ) – 308,99 | (25) |
Количество теплоты - это отдаваемая или получаемая телом энергия при теплообмене с другими телами. Измеряется кДж/ч, кВт, в системе СИ - Дж. Количество теплоты можно рассчитать через энтальпию или теплоемкость, кВт
| Q = G× It+273 , | (26) |
| Q = G ×с ×Т, | (27) |
где G- количество продукта, кг/с;
С – теплоемкость, кДж/кг К;.
| Q = G с (Т2 – Т1), кВт | (28) |
Тема: Расчет давления насыщенных паров
Цель занятия: Научиться рассчитывать давления насыщенных паров нефти и нефтепродуктов
Средства обучения:
- калькулятор инженерный;
- таблица значений ¦(Т0) (приложение Д);
- номограмма для определения давления насыщенных паров парафиновых углеводородов.
Инструкция по выполнению практического занятия:
1 Ознакомиться с целью занятия.
2 Изучить правила работы с номограммой для определения давления. насыщенных паров парафиновых углеводородов.
3 Изучить методику расчета давления насыщенных паров.
4 Выполнить задание согласно варианту.
5 Устно ответить на контрольные вопросы.
6 Оформить отчет и защитить работу.
Теоретическая часть
Давление насыщенных паров – это давление, производимое паровой фазой, которая находится в равновесии с жидкостью при определенной температуре. Давление насыщенных паров индивидуального чистого вещества зависит только от температуры. Для смесей и таких продуктов, как нефть и нефтепродукты, давление насыщенных паров зависит не только от температуры, но и состава паровой и жидкой фаз и их соотношения. Поэтому определение давления насыщенных паров нефтепродуктов представляет большие трудности. Однако для узких нефтяных фракций, выкипающих в узком интервале температур без заметного изменения состава фаз, можно с известной степенью приближения считать однозначной зависимость давления насыщенных паров от температуры. Единица давления в системе единиц СИ – паскаль (Па). кратные единицы кПа, МПа. Паскаль - давление, вызываемое силой 1 ньютон (Н), равномерно распределенной по поверхности площадью 1м2 и нормально к ней направленной.
При изучении фракционного состава нефтей и проведении технологических расчетов аппаратуры приходится пересчитывать давление насыщенных паров нефтепродуктов при одной температуре на давление при другой, а также температуру кипения нефтяных фракций от одного давления к другому.
Давление (Па) насыщенных паров алканов нормального строения и узких нефтяных фракций находят по формуле Ашворта:
 ,
| (27) |
где Р- давление насыщенных паров, Па;
Т - соответствующая температура, К;
Т0 – температура кипения при атмосферном давлении, К;
¦(Т) – функция температуры Т, выражаемая уравнением
 ,
| (28) |
Значения для различных температур Т и Т0 приведены в приложении Д
Функцию f(T0) определяют аналогично. Значения функции для различных температур (Т и Т0) приведены в приложении Д.
Практическая часть
Пример 1 Узкая нефтяная фракция при атмосферном давлении имеет среднюю температуру кипения 170 0С. Определить давление насыщенных паров этой фракции при 260 0С.
Решение: Для решения задачи используем формулу Ашворта (27).
По Приложению 9 найдем значения f(T0) для температуры 170 0С и f(T) для температуры 260 0С.
f(T0) = 4,124 f(T) = 2,924
Подставим эти величины в формулу 27
lg (P- 3158) = 7.6715 - 
lg (P- 3158) =5.7715
По таблицам антилогарифмов находим значение этого числа и получим
Р - 3158=590 900
Р = 590 900 + 3158 = 594058 Па
Давление насыщенных паров данной фракции при 260 оС
Р = 594058 Па
Ответ: Давление насыщенных паров этой фракции при 260 оС = 594058 Па.
Пример 2 При атмосферном давлении нефтяная фракция имеет среднюю температуру кипения 110 0С. Какова будет средняя температура её кипения при 0,35 МПа?
Решение. Кипение жидкости наступает тогда, когда давление её насыщенных паров сравнивается с внешним давлением.
По уравнению 28 вычислим вспомогательную величину:
Преобразуя уравнение Ашворта 27, получим уравнение
Температуру кипения при повышенном давлении найдем из преобразованного уравнения 28
Ответ: По номограмме, представленной на рисунке 4 получим, температура равна 158 0С
Рисунок 4 Номограмма для определения давления насыщенных паров парафиновых углеводородов
Тема: Расчет критических и приведенных параметров
Цель занятия: Научиться рассчитывать критические и приведенные температуру и давление нефти и нефтепродуктов
Средства обучения:
- калькулятор инженерный;
- график для определения коэффициента сжимаемости (приложение Г).
Инструкция по выполнению практического занятия:
1 Ознакомиться с целью занятия.
2 Изучить понятие критических параметров.
3 Изучить правила работы с графиком для определения коэффициента сжимаемости.
4 Изучить расчетные формулы и зависимости.
5 Выполнить задание согласно варианту.
6 Устно ответить на контрольные вопросы.
7 Оформить отчет и защитить работу.
Теоретическая часть
Критическая температура – это температура, выше которой вещество может находиться только в газообразном состоянии.
Критическое давление – это давление насыщенных паров вещества при критической температуре.
Критические параметры можно рассчитать по эмпирическим формулам
 ,
| (29) |
 ,
| (30) |
| где а = (1,8Тср- 359) r1515, | (31) |
 ,
| (32) |
где М – молекулярная масса компонентов смеси, кг;
r1515- относительная плотность;
Тср- температура средняя, К;
t 70%, t10% -температуры 70 и 10% отгона по кривой разгонок, 0С.
Зная, критические параметры, рассчитывают приведенные. Приведенная температура - это отношение температуры вещества Т к его критической температуре.
Тпр =  ,
| (33) |
Рпр =  ,
| (34) |
где Ткр- критическое температура, К
П – давление в системе.
Р кр- критическое давление, Па
При относительно высоких температурах и небольших давлениях реальные газы ведут себя почти так же, как идеальные. С повышением давления и понижением температуры в уравнения, описывающие поведение, приходится вводить различные поправочные коэффициенты. Так, необходимо вводить поправочный коэффициент в уравнения при расчете объема паров, константы фазового равновесия, теплоемкости. Этот коэффициент получил название коэффициента (фактора) сжимаемости. Коэффициент сжимаемости зависит от величин приведенных параметров:
Коэффициент сжимаемости зависит от природы вещества, температуры, давления и может быть найден экспериментально. Зная приведенные значения давления (Рпр) и температуры (Тпр), можно найти Z по графику (приложение Г). Для идеальных газов Z =1.
Зная приведенные температуру и давление, графически определяют коэффициент сжимаемости, который служит поправочным коэффициентом (Приложение Г).
Практическая часть
Пример 1 Определить по графику коэффициент сжимаемости для нефтепродукта, если ρ1515=0,890, в условиях температуры 150 0С и давления 0,5 мПа, К=6,2.
Решение:
По формуле 33 определяем приведённую температуру
По формуле 29 определяем критическую температуру
К
По формуле 30 определяем критическое давление
МПа
По формуле 28 определяем приведённое давление
МПа
Коэффициент сжимаемости определяется графически (приложение Г) по полученным значениям приведённых давления и температуры Z=0,93.
Тема: Построение кривых ИТК
Цель занятия: Овладеть техникойпостроения кривой ИТК нефти
Средства обучения:
- данные фракционной разгонки нефти;
- миллиметровая бумага формата А1;
- карандаш.
Инструкция по выполнению практического занятия:
1. Ознакомиться с целью занятия.
2. Вспомнить понятие ИТК.
3. Изучить правила построения кривой ИТК.
4. Выполнить задания согласно варианту.
5. Устно ответить на контрольные вопросы.
6. Оформить отчет и защитить работу.
Теоретическая часть
Перегонка нефти представляет собой физический процесс разделения нефти на узкие фракции, различающиеся по температурным пределам кипения.
В лабораторных условиях фракционирование нефти проводят на аппарате разгонки нефти АРН. Аппарат АРН представляет собой лабораторную ректификационную установку, работающую по методу постепенного испарения с ректификацией и позволяющую проводить атмосферную и вакуумную разгонки нефти и нефтепродуктов. Разгонку нефти до 300°С проводят при атмосферном давлении, а выше под вакуумом, во избежание разложения высокомолекулярных темных фракций. При фракционировании нефти отмечают температуру и полученный объем, а также определяют физико-химические показатели полученных фракций. По данным результатам строят график ИТК (истинные температуры кипения). По кривым ИТК можно определить потенциальное содержание в нефти топливных фракций, масляных фракций или отдельных нефтепродуктов.
Практическая часть
Построение кривой ИТК ведут в координатах: температура, °С - массовый суммарный выход, % на нефть (рисунок 1) на основании данных таблицы 1. Рассмотрим порядок работы на примере с Ясенской нефти
Таблица 1– Разгонка (ИТК) Ясенской нефти и характеристика полученных фракций
| Номер фракции | Температура выкипания фракции при 101,3 кПа, °С | Выход (на нефть), % | 
| 
| Содержание серы, % | |
| отдельных фракций | суммарный | |||||
| до 28 (газ до С4) | 2,34 | 2,34 | – | – | – | |
| 28–50 | 2,57 | 4,91 | 0,6395 | 1,3658 | – | |
| 50–67 | 2,77 | 7,68 | 0,6621 | 1,3742 | – | |
| 67–88 | 2,89 | 10,57 | 0,7024 | 1,3902 | – | |
| 88–101 | 2,94 | 13,51 | 0,7126 | 1,3993 | – | |
| 101–117 | 2,88 | 16,39 | 0,7263 | 1,4078 | – | |
| 117–128 | 2,92 | 19,31 | 0,7400 | 1,4145 | – | |
| 128–142 | 2,96 | 22,27 | 0,7488 | 1,4208 | – | |
| 142–152 | 2,91 | 25,18 | 0,7598 | 1,4260 | – | |
| 152–162 | 2,95 | 28,13 | 0,7680 | 1,4305 | – | |
| 162–175 | 3,03 | 31,16 | 0,7773 | 1,4351 | 0,01 | |
| 175–186 | 3,05 | 34,21 | 0,7811 | 1,4395 | 0,02 | |
| 186–204 | 3,12 | 37,33 | 0,7928 | 1,4432 | 0,03 | |
| 204–218 | 3,11 | 40,44 | 0,8033 | 1,4479 | 0,05 | |
| 218–230 | 3,09 | 43,53 | 0,8102 | 1,4504 | 0,08 | |
| 230–248 | 3,04 | 46,57 | 0,8116 | 1,4540 | 0,10 | |
| 248–261 | 3,05 | 49,62 | 0,8262 | 1,4597 | 0,17 | |
| 261–276 | 3,02 | 52,64 | 0,8311 | 1,4660 | 0,25 | |
| 276–294 | 3,14 | 55,78 | 0,8412 | 1,4688 | 0,31 | |
| 294–308 | 3,16 | 58,94 | 0,8465 | 1,4710 | 0,36 | |
| 308–328 | 3,19 | 62,13 | 0,8504 | 1,4732 | 0,42 | |
| 328–342 | 3,18 | 65,31 | 0,8619 | 1,4796 | 0,58 | |
| 342–358 | 3,24 | 68,55 | 0,8708 | 1,4855 | 0,67 | |
| 358–378 | 3,27 | 71,82 | 0,8761 | 1,4882 | 0,76 | |
| 378–401 | 3,24 | 75,06 | 0,8799 | 1,4923 | 0,81 | |
| 401–424 | 3,23 | 78,29 | 0,8855 | 1,4971 | 0,86 | |
| 424–448 | 3,19 | 81,48 | 0,8932 | 1,5032 | 0,89 | |
| 448–472 | 3,16 | 84,64 | 0,8996 | 1,5094 | 0,92 | |
| 472–498 | 3,11 | 87,75 | 0,9074 | – | 0,96 | |
| 498–525 | 3,25 | 91,00 | 0,9149 | – | 1,02 | |
| остаток | 9,00 | 100,00 | – | – | – |
Правила построения кривой ИТК
1. Сначала откладывают на оси абсцисс выход первой фракции (суммарный)- 2,34 % и из этой точки восстанавливается перпендикуляр. На шкале температур (ордината) из точки, соответствующей 28 оС, также проводят перпендикуляр. На пересечении этих перпендикуляров находят первую точку кривой ИТК.
2. Следующие точки получают путем пересечения двух перпендикуляров, проведенных из точек: температура 50 оС - суммарный выход 4,91%, температура 67оС - суммарный выход 7,68 % и т.д.