Материал: химические свойства нефти
СПБГУАП | группа 4736 Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts
фракций молекулярная масса составляет 1200—2000 кг/кмоль. Молекулярная масса тем больше, чем больше средняя температура кипения фракции.
Молекулярные массы фракций с одинаковыми пределами кипения, но выделенные из разных нефтей, близки между собой. Поэтому во многих случаях можно пользоваться экспериментальными данными, приведенными в табл. 1.2, или определять молекулярную массу по формуле Б. П. Воинова
М = 60 + 0,3 tср.мол + 0,001( tср.мол )2 |
(6) |
где М — молекулярная масса фракции;
tср.мол — среднемолярная температура кипения светлых нефтяных дистиллятов, определяемая экспериментально и по специальным графикам, К.
Более точные результаты дает формула Воинова — Эйгенсона, выведенная с учетом характеризующего фактора К:
М = (7 К- 21,5 + (0,76 - 0,04К) tср.мол + (0,0003К - 0,00245) ( tср.мол)2 (7)
где М — молекулярная масса фракции;
tср.мол — среднемолярная температура кипения нефтяных дистиллятов, К;
К— характеризующий фактор.
1.6Характеристические точки кипения нефтяных фракций
Нефть и ее фракции не являются индивидуальными веществами, а представляют собой сложную смесь углеводородов различного состава и строения, выкипающих в определенном интервале температур. Поэтому при выполнении технологических расчетов пользуются понятием средней температуры кипения.
В зависимости от способа усреднения различают среднеобъемную (tср.об), среднемассовую (tcp.масс), среднемолекулярную (tср.мол), среднекубическую (tср.куб) и среднеусредненную (tср.уср) температуры кипения, но чаще всего используют для расчетов среднемолекулярную tср. мол.
Расчеты средних температур кипения всегда ведутся в градусах Цельсия, однако в дальнейших расчетах данная величина может быть выражена в градусах Кельвина. Поскольку значение температуры кипения
14
СПБГУАП | группа 4736 Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts
нефтяной фракции повсеместно используется для расчета прочих теплофизических свойств нефтяных фракций, то для упрощения расчетов среднюю температуру кипения достаточно часто определяют как среднее арифметическое начальной и конечной температур кипения. Если известны данные о разгонке образца нефти или узкой фракции, то приближенно среднеобъемную температуру (tср.об) можно определить как температуру отгона 50 % образца по кривой истинных температур кипения (ИТК) или по кривой разгонки.
Вместе с тем среднеобъемную (СОТК), среднемассовую (СМТК), среднемолекулярную (СМТК), среднекубическую (СКТК) и среднеусредненную (СУТК) температуры кипения можно определить, используя номограммы и графики.
Графическое определение температур кипения
Среднеобъемная температура кипения фракции (tср.об) определяется наиболее просто по результатам объемной разгонки по ГОСТ 2177-99 «Нефтепродукты. Метод определения фракционного состава».
tср.об = |
10%+ 30%+ 50% + 70% + 90% |
(8) |
|
||
5 |
|
|
При отсутствии кривой объемной разгонки можно пользоваться кривой ИТК, приближенно оценивая tcp.об как температуру кипения фракции, равную температуре выкипания 50 % исходной загрузки. Для узких фракций tcp.oб можно определить как среднеарифметическое значение между началом и концом кипения фракции.
Температуры кипения – tср.мол, tcp. масс, tср. куб, tср. уср – можно определить по номограмме на рисунке 1 в зависимости от tcр.об и угла наклона кривой разгонки (α). Значение α рассчитывают по формуле
α = |
90− 10 |
(9) |
|
||
80 |
|
|
Среднемолекулярную температуру кипения рассчитывают, используя значение среднеобъемной температуры кипения, по графику на рисунке 2.
Для этого рассчитывают величину tcp.мoл |
по |
tср.об и углу наклона кривой |
стандартной разгонки (α). Значение |
α |
рассчитывают по формуле. |
|
|
15 |
СПБГУАП | группа 4736 Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts
Температуру кипения tср.мол рассчитывают путем определения разности
значения tср. об и снятой с графика на рисунке 2 поправки |
t. |
tcp.мoл = tср. об – Δt |
(10) |
Среднемолекулярную температуру кипения или молекулярную массу нефтепродукта можно определить также, исходя из величины его относительной плотности по номограмме на рисунке 3. Порядок определения представлен непосредственно на номограмме.
Практическая работа 1 Определение средних температур кипения нефтяных фракций
Задача 1. При разгонке фракции нефти по ГОСТ были получены следующие фракции: tнк = 100 °С; t10 = 120 °C; t30 = l35 °С; t50 = 205 °С; t70 = 250 °С; t90 = 290 °С; tкк = 305 °С. Определить среднеобъемную, среднемассовую, среднекубическую, среднеусредненую и среднемольную температуры кипения фракции.
Решение.
Для решения задачи воспользуемся номограммой (рисунок 1), которая позволяет установить искомые температуры кипения с учетом рассчитанного угла наклона кривой разгонки.
Найдем среднеобъемную температуру кипения фракции:
tcр. об = (t10 + t30 +t50 + t70 + t90)/5 == (120 + 135 + 205 + 250 + 290)/5 = 200 °С.
Находим угол наклона кривой разгонки по уравнению (9)
α = 90− 10 = 290−120 = 2,12 80 80
На оси абсцисс номограммы отметим точку, соответствующую углу наклона кривой разгонки (α), равную 2,12. Через отмеченную точку проводим прямую, перпендикулярную оси абцисс. Отмечаем точки пересечения проведенной прямой с соответствующими линиями температуры (200 °С) среднемассовой, среднекубической,
16
СПБГУАП | группа 4736 Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts
Средний наклон кривой разгонки, по ГОСТ 2177-88, ºС/% отгона
Рисунок 1. Номограмма для определения корректирующих поправок к среднеобъёмной температуре кипения.
17
СПБГУАП | группа 4736 Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts
Рисунок 2. Определение среднемолекулярной |
Рисунок 3. Определения молекулярной |
температуры кипения нефтепродуктов по среднеобъёмной |
температуры кипения нефти и нефтепродуктов |
температуре кипения и углу наклона кривой стандартной разгонки |
|
18