Асфальто-смолистые вещества

Асфальто-смолистые вещества (АСВ) представляют собой главным об­разом неуглеводородные соединения нефти, которые содержат в основном (82 + 3) % (максимум 88 %) углерода, (8,1 ± 0,7) % (максимум 10 %) водорода и до 14 % гетероатомов. Этим значениям соответствует величина соотношения Н: С -- 1,15 + 0,05. Удивительным фактом является постоянство атомного соотношения Н : С при большом разнообразии месторождений нефти и возможностей огромного числа перестановок фрагментов в молеку­лах, включающих гетероатомы. Этот феномен является веским доказатель­ством того, что асфальтены имеют определенный состав и осаждаются в со­ответствии с ним, а не в зависимости от растворимости.

АСВ концентрируются в тяжелых нефтяных остатках - гудронах и би­тумах. Некоторые гетероатомные соединения, входящие в состав АСВ, могут включать одновременно углерод, водород, кислород, серу, а иногда в до­полнение к ним азот и металлы.

Наиболее богаты АСВ молодые нефти нафтено-ароматического или ароматического основания, особенно смолистые нефти, В таких нефтях доля АСВ может достигать 50 %. К ним относятся нефти Казахстана, Республики Коми, некоторые нефти Башкирии, государств Центральной Азии. Старые парафинистые нефти метанового основания, как правило, содержат значи­тельно меньше смол - от десятых долей до 2-4 % (Сураханская, Доссор-ская, Биби-Айбатская). При этом асфальтены в этих нефтях отсутствуют

полностью.

По общепринятой в настоящее время классификации АСВ нефтей под­разделяют на четыре вида: а) нейтральные смолы, б) асфальтены, в) карбены и карбоиды, г) асфальтогеновые кислоты и их ангидриды.

Нейтральные смолы. Смолы являются вязкими малоподвиж­ными жидкостями или аморфными твердыми телами от темно-коричневого до темно-бурого цвета. Их физические свойства зависят от того, из каких фракций они выделены. Плотность смол составляет чуть меньше единицы или несколько выше ее. Молекулярная масса смол в среднем равна 700 - 1000. Смолы растворимы в петролейном эфире, бензоле, хлороформе, четыреххлористом углероде. Смолы нестабильны и выделенные из нефти или ее тяжелых остатков могут превращаться в асфальтены, т. е. перестают растворяться в алканах С₅ - С₈.

Асфальтены представляют собой аморфные твердые тела от тем­но-бурого до черного цвета. Это наиболее высокомолекулярные гетероорга-нические соединения нефти. При нагреве они не плавятся, а сначала перехо­дят в пластичное состояние. При температурах выше 300 °С асфальтены раз­лагаются с образованием газообразных и жидких продуктов и твердого ос­татка — кокса. Плотность асфальтенов несколько более единицы. Они склон­ны к ассоциации, поэтому определяемая молекулярная масса может разли­чаться на 1-2 порядка (от 2000 до 140000). Определяемая в настоящее время методами криоскопии и осмометрии в сильно разбавленных растворах она

составляет около 2000.

Асфальтены не растворимы в таких неполярных растворителях, как петролейный эфир, пентан, изопентан, гексан. Пентан и петролейный эфир час­то используют в лабораторной практике для осаждения асфальтенов из их смесей со смолами и углеводородами нефти. Жидкий пропан применяют в промышленности для той же цели в процессе деасфальтизации гудрона.

Асфальтены растворяют в пиридине, сероуглероде, четыреххлористом углероде, а также в бензоле и других ароматических углеводородах.

Содержание серы, азота, кислорода и металлов в асфапьтенах значитель­но больше, чем в смолах.

Под действием серной кислоты при нагревании гудронов с продувкой воздухом или в присутствии серы асфальтены способны уплотняться в еще более высокомолекулярные вещества - карбены и карбоиды.

Карбены и карбоиды. Карбены не растворяются в бензоле и дру­гих ароматических углеводородах и лишь частично растворяются в пириди­не и сероуглероде.

Карбоиды не растворяются ни в каких органических и минеральных рас­творителях.

В отличие от смол и асфальтенов, карбены и карбоиды в нефтях почти отсутствуют, но они присутствуют в остаточных фракциях вторичных тер­мических и термокаталитических процессов переработки нефти.

Асфальтогеновые смолы. По внешним признакам они похожи на нейтральные смолы. Это маслянистые, очень вязкие, иногда твердые веще­ства, нерастворимые в петролейном эфире и хорошо растворимые в бензоле, спирте, хлороформе. Природа этих кислот весьма слабо изучена.

Мозговой И.В. и др. Химия и физика нефти и газа, Омск, 2005, стр. 12, 67-77

Билет №1.

2. ЭКСТРАКЦИЯ. Равновесие в системах жидкость – жидкость. Методы экстракции.

Этот процесс представляет собой переход вещества из одной жидкой фазы в другую. Процесс разделения жидких смесей и извлечение компонентов из твердых веществ при помощи жидкого растворителя (экстрагента), избирательно извлекающего только извлекаемые компоненты.

Система жидкость-жидкость находит применение в производстве синтетического каучука (пример: отмывка дивинила от ацетальдегида и других примесей), в производстве капролактама и других продуктов ОС, получение ядерного горючего, антибиотиков, в процессах нефтепереработки.

Исходная смесь (жидкая) обрабатывается экстрагентом, который нерастворим или мало растворим в исходной смеси. В результате взаимодействия экстракта с исходным раствором образуется: экстракт – раствор извлеченных из исходной смеси компонентов в экстрагенте и рафинат – жидкая смесь обедненная извлекаемыми компонентами, содержащая некоторое количество экстрагента.

Методы экстракциисостоят из следующих процессов:

1. смешение исходной смеси с экстрагентом для создания между ними тесного контакта.

2. разделение двух несмешивающихся жидких фаз (экстракта и рафината).

3. регенерация экстрагента, т.е. удаление его из экстракта и рафината.

Состояние равновесия фаз при экстракции характеризуется законом равновесного распределения, который выражают через коэффициент распределения Кр, представляющий собой отношение равновесных концентраций распределяемого вещества в экстракте Yи рафинате Х при данной температуре.

Кр = Y/ Х;

Постоянная величина и закон равновесного распределения имеет вид: Y= Кр Х .

Кр часто является величиной переменной, значение коэффициента распределения определяют опытным путем.

3. Отраслевая структура в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Нефть является источником получения всех видов жидкого топлива – бензина, керосина, дизельного и котельного (мазут) топлив, из нефти вырабатывают смазочные и специальные масла, нефтяной кокс, битумы, консистентные (пластичные) смазки, нефтехимическое сырье – индивидуальные алканы (парафиновые у.в.), алкены (олефины) и арены (ароматические у.в.), жидкий и твердый парафин. Из нефтехимического сырья производят широкую гамму ценных продуктов, применяющихся в промышленности, сельском хозяйстве, медицине, быту: пластические массы, синтетические каучуки и смолы, синтетические волокна и моющие средства, белково-витаминные концентраты, индивидуальные кислородсодержащие соединения – спирты, альдегиды, кетоны, кислоты.

Производство нефтепродуктов и нефтехимического сырья из нефти организованно на нефтеперерабатывающих заводах. НПЗ сооружены в большинстве промышленно развитых стран мира. Переработка нефти на НПЗ осуществляется с помощью различных технологических процессов, которые могут быть условно разделены на следующие группы:

1. первичная переработка (обессоливание и обезвоживание, атмосферная и атмосферно – вакуумная перегонка нефти, вторичная перегонка бензинов, дизельных и масляных фракций);

2. термические процессы (термический крекинг, висбрекинг, коксование, пиролиз);

3. термокаталитические процессы (каталитические крекинг и риформинг, гидроочистка, гидрокрекинг, селектоформинг);

4. процессы переработки нефтяных газов (алкилирование, полимеризация, изомеризация);

5. процессы производства масел и парафинов (деасфальтизация, депарафинизация, селективная очистка, адсорбционная и Гидрогенизационная доочистка);

6. процессы производства битумов, пластичных смазок, присадок, нефтяных кислот, сырье для получения технического углерода;

7. процессы производства ароматических у.в. (экстракция, гидродеалкилирование, деалформинг, диспропорционирование).

В зависимости от ассортимента получаемой продукции, сочетания технологических производств, характера схемы переработки нефтеперерабатывающие заводы делят на топливные, топливно-масляные, заводы с нефтехимическими производствами. принято характеризовать заводы по величине отбора светлых нефтепродуктов и глубине переработки нефти. Величину отбора светлых С определяют по формуле:

С = (Б+К+Д+А+ЖП+СГ+Р)/Н

Где Б,К,Д,А,ЖП,СГ,Р – количество получаемых на НПЗ соответственно бензинов (автомобильных и авиационных), керосинов и дизельных топлив, ароматических у.в. жидких парафинов, сжиженных газов, растворителей, тыс.тон/год; Н – мощность тыс.т./год.

Глубину переработки нефти Г рассчитывают по выражению:

Г=(НП-ТМ-П)/Н

Где НП, ТМ – количество вырабатываемых на НПЗ товарных нефтепродуктов (без топочного мазута) и топочного мазута соответственно; П – безвозвратные потери, тыс.т/год; Н – мощность НПЗ, тыс.т/год.

Билет №2.

2. основные понятия гидравлики. Физические свойства реальных жидкостей. Закон Ньютона. Основное уравнение гидростатики.

Закон НьютонаСвойство жидкости оказывать сопротивление сдвигу называется вязкостью при движении жидкости происходит относительное движение частиц, что приводитFтр (сила трения) между ними.

T=µ* ΔU/Δy закон Ньютона

Рисунок:

Рассмотрим 2 слоя жидкости А и Б расположенных на расстоянииΔy друг от друга. Значение их скоростей отличается на величинуΔU. величина ΔUза единицу времени представляет собой абсолютный сдвиг слоя А относительно Б. Δy- градиент скорости или относительный сдвиг. сила трения (Fтр) на единицу площади представляющая величину касательной напряжение Т определяется формулой 1.µ - коэффициент характеризующий сопротивление жидкости сдвигу и называется абсолютной или динамической вязкостью. На ряду с коэффициентомµ используется понятие кинематической вязкостиV. (V=µ/р).

Основное уравнение гидростатики.

Рисунок:

Ро*dS+ρghdSρ-p*dS

Р=ρо+ρgh

Ро – давление на свободной поверхности жидкости., ρ – давление на глубинеh.

В координатной плоскости (oz) Р=Роρg(zо-z)

Z+Р/ρg= zо+ Ро/ ρg=Н ; полный гидростатический набор.Z- геометрическая высота. Р/ρg– пьезометрическая высота. Н=constдля любой точки, полный гидростатический напор Н характеризует полную потенциальную энергию.

3. технико-экономические показатели производства.

Формулы для расчета обобщающих технико-экономических показателейпроизводства нефтепродуктов.

Объем товарной продукции, руб:

i=n

Q = Σ Bi Цi

i=n

где Bi– объем реализованной продукцииi-го вида, натур.ед.; Цi– оптовая цена продукцииi-го вида, руб/натур. Ед.;n– число видов реализованной продукции.

Удельные капитальные вложения:

К_уд = К / В

Где К – капитальные вложения в производство, руб; В – годовой объем производства целевой продукции, натур.ед.

Прибыль:

i=n

П = Σ (Цi –Сi) Вi

i=1

где Сi– себестоимость производства 1 т продукцииi-го вида, руб/натур. Ед.

Рентабельность:

Р = _____П____ 100

Ф_осн + Ф_об

Где П – годовая прибыль, получаемая от реализации продукции, руб; Ф_осн - стоимость основных производственных фондов, используемых при производстве продукции, руб;Ф_об - нормируемые оборотные средства, используемые при производстве продукции, руб.

Фондоотдача:

Ф = Q / Ф_осн

Где Q – годовой объем товарной продукции или выполненных работ, руб.

Производительность труда:

П_тр = Q / Т

Где Т – численность персонала, занятого производством данной продукции, чел.

Срок окупаемости капитальных вложений:

Т_окуп = К / П

Где К – капитальные вложения в производство продукции, руб.; П – годовая прибыль, получаемая от реализации продукции, руб.

Себестоимостьпромышленной продукции – это выраженные в денежной форме текущие издержки предприятия на ее производство и сбыт. Затраты на производство образуют производственную себестоимость продукции. Затраты на производство и сбыт образуют полную себестоимость продукции.

На нефтеперерабатывающих предприятиях рассчитывается производственная себестоимость каждого полуфабриката собственного производства и полная себестоимость каждого вида товарной продукции, работ и услуг промышленного характера. Расчет себестоимости продукции оформляется в виде калькуляции себестоимости, в состав которой входят статьи затрат, приведенные ниже.

1. сырье и материалы. В статью включаются затраты на сырье, основные материалы и покупные полуфабрикаты, которые образуют основу вырабатываемой продукции или являются необходимыми компонентами ее изготовления.

2. полуфабрикаты собственного производства. В статью включены все затраты на получение этих продуктов. К полуфабрикатам собственного производства относятся различные нефтепродукты, получаемые на различных установках данного предприятия и подлежащие переработке на этом же предприятии или используемые как компоненты при смешении для получения товарных продуктов.

3. возвратные отходы. В статье находит отражение стоимость возвратных отходов, которая исключается из затрат на сырье, материалы и полуфабрикаты.

4. вспомогательные материалы. В статью включаются затраты на все виды вспомогательных материалов, которые физически на входят в состав готовой продукции, но необходимы для нормального протекания технологического процесса ее производства.

5. топливо и энергия на технологические цели. В статью включаются затраты на все виды энергетических средств (пар, воду, электроэнергию, холод, сжатый воздух, азот), получаемых со стороны или вырабатываемыми самим предприятием и расходуемых на технологические и другие цели при производстве различных нефтепродуктов в основном производстве.

6. основная заработная плата производственных рабочих. В статье находит отражение основная зарплата рабочих и ИТР, непосредственно связанных с выработкой данного вида продукции.

7. дополнительная заработная плата дополнительных рабочих. В статье находят отражение выплаты, предусмотренные законодательством по труду или коллективными договорами на непроработанное на производстве (неявочное) время: смета очередных и дополнительных отпусков, компенсация за неиспользованный отпуск, оплата льготных часов подростков, перерывов в работе кормящих матерей, времени, связанного с выполнением государственных и общественных обязанностей, выплаты вознаграждений за выслугу лет и т.п.

8. отчисления на социальное страхование. В статью включаются отчисления на социальное страхование по установленным нормам от суммы основной и дополнительной зарплаты производственных рабочих.

9. расходы на подготовку и освоение производства. В статью включаются расходы на подготовку и освоение новых производств (пусковые расходы), отчисления в фонд освоения новой техники, отчисления в фонд премирования за создание и освоение новой техники.

10. расходы на содержание и эксплуатацию оборудования. В статью включаются затраты на содержание, амортизацию и текущий ремонт производственного оборудования, а так же амортизацию, износ и затраты на восстановление инструментов и приспособлений, а также прочие расходы.

11. внутризаводская перекачка. В статье отражаются затраты по внутризаводской перекачке, хранению, сливу, наливу нефти и н/п, расходы по эксплуатации трубопроводов, резервуаров, сливных и наливных устройств, насосов и прочего оборудования, находящегося в ведении товарно-сырьевого цеха.

12. цеховые расходы. В статью включаются заработная плата аппарата управления производства, амортизация и затраты на содержание и текущий ремонт зданий, сооружений и инвентаря общезаводского назначения, затраты на исследования, опытные работы, изобретательскую и рационализаторскую работу внутри цеха, затраты на мероприятия по охране труда и другие расходы цехов, связанные с управлением и обслуживанием данного производства.

13. общезаводские расходы. В статью включаются затраты, связанные с управлением предприятиями и организацией производства в целом; заработная плата персонала заводоуправления с отчислениями на социальное страхование, расходы на командировки, на служебные разъезды и содержание легкового транспорта, конторские, типографские, почтовые, телеграфные и телефонные расходы, амортизация, содержание и текущий ремонт зданий, сооружений и инвентаря общезаводского назначения, расходы на подготовку кадров, на охрану предприятия, налоги, сборы и отчисления и др. расходы общезаводского характера.

14. внепроизводственные расходы. В статью включаются затраты на тару и упаковку готовой продукции, расходы на доставку продукции до станции отправления, погрузку в транспортные средства и прочие расходы, связанные со сбытом продукции.

Билет №3.

2. режимы движения жидкостей. Критерий Рейнольдса распределение скоростей и средней скорости движения жидкости.

Расход жидкости и скорость движения.

Перемещение жидкости по трубопроводам, каналам, аппаратам происходит в следствии перепада давления, создаваемого разностью уровней жидкости или работой специальных машин – насосов. Объем жидкости, протекающий через какое-либо сечение потока в единицу времени, называют объемным расходом жидкостиQ.

Как было показано выше, вследствие влияния сил вязкости (трения) в разных точках поперечного сечения потока скорость частиц жидкости неодинакова: по оси потока она максимальна, а у стенки трубопровода равна нулю. Поскольку установить распределение скоростей по поперечному сечению потока часто затруднительно, в инженерных расчетах обычно используют так называемую среднюю скорость; при этом допускают, что все частицы потока движутся с одинаковой скоростью. Такая условная скоростьwопределяется отношением объемного расхода жидкостиQк площади сечения потокаS:

w=Q/S (1)

тогда объемный расход жидкости Q(м³/с, м³/ч ) и ее массовый расход М (кг/с, кг/ч) определяются соответственно уравнениями:Q=wS; М=wSp. (2)

уравнения 1 и 2 называют уравнениями расходаи широко используют в расчетах трубопроводов и химических аппаратов.

Виды движения.

В зависимости от изменения параметров процессы подразделяют на стационарные(установившиеся) инестационарные(неустановившиеся). При установившемся движении жидкостиdw/dτ =0, скорость не зависит от времени, и течение в любом месте потока остается неизменным, т.е. скорость является функцией только пространственной системы координатw=f(x,y,z). При неустановившемся движенииdw/dτ ≠ 0, и скорость изменяется не только в пространстве, но и во времени. В этом случаеw=f(x,y,z, τ). В качестве примера неустановившегося движения можно привести истечение жидкости из отверстия в сосуде: без подачи в сосуд жидкости уровень в нем понижается, при этом скорость истечения жидкости уменьшается во времени.

При течении жидкости режим ее движения может быть ламинарным или турбулентным.

При ламинарном режиме, наблюдающимся при малых скоростях или значительной вязкости жидкости, она движется параллельными струйками, не смешивающимися друг с другом. Струйки обладают различными скоростями, но скорость каждой струйки постоянна и направлена вдоль оси потока. Скорость частиц по сечению трубы изменяется по параболе: от нуля у стенок трубы до максимума у ее оси. При этом средняя скорость жидкости равна половине максимальной Wср = 0,5Wmax. Такое распределение скорости устанавливается на некотором расстоянии от входа в трубу.

При турбулентном движении частицы жидкости движутся с большими скоростями в различных направлениях, но пересекающимся путем. Движение носит беспорядочный характер, причем частицы движутся как в осевом так и в радиальном направлении. В каждой точке потока происходят быстрые изменения скорости во времени - так называемые пульсации скорости. Однако значение мгновенных скоростей колеблются вокруг некоторой средней скорости. Но и при турбулентном движении в очень тонком слое у стенок трубы движение носит ламинарный характер. Этот слой толщиной sназывается ламинарным пограничным слоем. В остальной части (ядре) потока, вследствие перемешивания жидкости, распределение скоростей более равномерно, чем при ламинарном движении, причемWср≈ 0,85Wmax.

Опыты, проведенные в 1883 году О. Рейнольдсом, показали, что характер движения жидкости зависит от средней скорости Wжидкости, от диаметра d трубы и от кинематической вязкостиVжидкости. Переход одного вида движения в другой происходит при определенном значении комплекса перечисленных величин, названного критерием Рейнольдса:Re = Wd / V.

Критерий Рейнольдса является безразмерной величиной, что легко доказать подставив входящие в него величины в одинаковой системе единиц, например в системе СИ. /Re/ = (м/сек * м /// м²/сек).

Выражения критерия Re, которыми пользуются в расчетах

Re = Wd / V = Wdρ / µ = Wd / µ

V- кинематическая вязкость,ρ– плотность,µ- динамическая вязкость,W-массовая скорость.

Из этих выражений следует, что турбулентное движение возникает с увеличением диаметра трубы, скорости движения и плотности жидкости или с уменьшением вязкости жидкости.

Величина Re, соответствующая переходу одного вида движения в другой, называется критическим значением критерияRe, причем для прямых трубRe пр≈ 2300 - движение устойчивое ламинарное; приRe < 2300, приRe>2300 движение турбулентно, однако устойчивый (развитый) турбулентный характер оно приобретает приRe>10000. В приделахReот 2300 до 10000 турбулентное движение является недостаточно устойчивым (переходная область).

3. основные физические свойства нефти и нефтепродуктов. Методы определение плотности, вязкости, показателя преломления. Взаимосвязь различных свойств. Фракционный состав как основной показатель в структурной схеме переработки нефти на НПЗ.

Нефть и нефтепродукты представляют собой сложные смеси у/в и их гетеропроизводных. В технологических расчетах при определении качества сырья продуктов нефтепереработки и нефтехимии пользуются данными технического анализа (определение некоторых физических, химических и эксплуатационных свойств н/п).

Используют следующие методы: плотность, вязкость, мокулярная масса, (температура вспышки, воспламенения, самовоспламенения, кипения), низкотемпературные свойства (температура помутнения, застывания, кристаллизации), показатель преломления, цвет, тепловые свойства н/п (теплопроводность, теплоемкость, теплота сгорания, теплосодержание).

Фракционный состав. Фракционированием называется разделение сложной смеси компонентов на смеси более простого состава или в пределе на индивидуальные составляющие. Применительно к нефти разделение можно производить различными методами, основанными на различии физических и физико-химических свойств веществ нефти. В техническом анализе нефти, моторных топлив и углеводородных газов основным методом фракционирования является разделение по Т кипения, т.е. перегонка и ректификация.

В технических условиях на автомобильные бензины, авиационные, тракторные и осветительные керосины, дизельное топливо , а также растворители, одним из важных показателей является фракционный состав. Для эти нефтепродуктов пи проведении разгонки в стандартных условиях нормируется: Т н.к., Т при которых отгоняются 10%, 50%, 90%, 95%, Т к.к., выход, остаток, потеря.

Тн.к. и особенно температура выкипания 10% топлива характеризует пусковые свойства топлива. Чем ниже эта Т°С, тем больше в топливе легко испаряющихся веществ и тем легче при более низкой температуре запустить холодный двигатель.

Т°вык 50% топлива оказывает решающее влияние на быстроту прогрева запущенного на холоде двигателя и на соответствующий расход толива.

Не меньшее значение имеет и полота испарения топлива, что по данным стандартной разгонки хорошо характеризуется температурами выкипания 90%, 95%, 98% и Т к.к. При повышении этих температур уменьшается полнота испарения топлива, что влечет за собой неравномерность в его распределении по цилиндрам двигателя.

Определение фракционного состава в лабораторных условиях.

В чистую сухую колбу с помощью цилиндра наливают 100 мл испытуемого нефтепродукта Т°= 20±3°С. Затем в шейку колбы вставляют на хорошо пригнанной пробке термометр с градуировкой от 0° до 360°С. При этом ось термометра должна совпадать с осью шейки, а вверх ртутного шарика находится на уровне нижнего края отводной трубки в месте ее припая. Протирают отводную трубку холодильника и соединяют с ней отводную трубку колбы при помощи пробирки. Отводная трубка колбы холодильника на 25-40 мм и не касаться ее стенок.

При разгонке бензинов ванну холодильника заполняют льдом и заливают водой, поддерживая Т от 0° до 5°С. При разгонке вышекипящих нефтепродуктов осаждение проводят проточной водой, подавая ее через нижний патрубок и отводя через верхний. Температура отходящей воды не должна превышать 30 Т°С. В собранном приборе колба должна стоять строго вертикально. Затем колбу закрывают кожухом. Мерный цилиндр, не высушивая, ставят под нижний конец трубки холодильника так, чтобы трубка холодильника входила не менее, чем на 35 мм, но не ниже метки 100мл.

Термометр на 360 Т°С с ценой деления в 1°С устанавливается строго вертикально по оси линейки колбы. Верх ртутного шарика термометра должен находиться на нижнем уровне отводной трубки. Колбу закрывают кожухом. Нагрев постепенно увеличивают. Падение одной капли замечают как температуру начала кипения. Отмечают Тн.к., Т10%, Т50%, Т90%, Т95%, Тк.к. Замеряют остаток, выход и рассчитывают потери:

100 - (вых. + ост.)=потери %

Скорость перегонки 4-5 мл в 1минуту или 20 капель в 10 секунд. Нагрев отключают, дают конденсату стечь примерно 5 минут. Аппарат разгружают после полного охлаждения. Замеряют выход в цилиндре. Замеряют остаток в перегонной колбе. Рассчитывают потери при перегонке. Расхождения между параллельными определениями для Тн.пер. -4 °С, а для Т°С конечной и промежуточной точке -2 °С и 1мл в цилиндре, для остатка 0,2 мл.

Плотность– это масса вещества заключенная в единицу объема.

Абсолютная плотность – масса вещества содержащегося в единице объема. За единицу массы принимают гр, кг, а за единицу объема см³, м³.

Относительная плотность – ρ =t2 /t1., безразмерная величина, показывающая отношениеρн/п при температуреt2 к плотности дистиллированной водыt1.

Стандартная температура для t1=4С,t2=20С.

T1=t2=60◦F(15◦C) считают плотностьρ²⁰₄ или ρ¹⁵₁₅,

Ρ²⁰₄ = ρ^t₄ + j(t-20)

j- поправка на изменениеρ при изменении температуры на 1◦С

методы определения плотности.

1) С помощью ареометра точность до 0,001 для маловязких, 0,005 для вязких н/п

ρ²⁰₄ = ρ¹⁵₁₅-5а

ρ смеси =V₁ ρ₁+V₂ρ₂+… ρ = G₁ + G₂ + G_{n ….} G– масса компонента смеси

V₁+V₂ G₁ + G₂ + G_n

Ρ₁ ρ₂ ρ_n

Ρ_{н =} 2ρ_см–ρ_к

2) пикнометрический метод – более точный (до 0,0005)

Вязкость– характеризует прокачиваемость нефти при транспортировании ее по трубопроводу. Прокачиваемость топлива в двигателях внутреннего сгорания и поведения смазочных масел в механизмах. Различают динамическую, кинематическую и условную.

Динамическая вязкость измеряется в ….. η (пз) см/сек²

Киниматическая вязкость измеряется в сантистоксах или в стоксах (сст,ст)

Условная вязкость применяется для оценки высоковязких н/п и подобным им жидкостей. Это отношение истечения из стандартного вискозиметра определенного объема испытуемой жидкости ко времени истечения дист. воды такого же объема при 20◦С. Чем выше температура выкипания н/п, тем выше ее вязкость.

Индекс вязкости - сравнительная характеристика испытуемого масла и эталонного. Подсчитывают по таблице на основании значения кинематической вязкости при температуре 50С и 100С. (имеет ограничения – не отражает поведение масел при 40С)

Метод Дина и Девиса – это отношение вязкости исследуемого масла при температуре 37,8С (100 F) и 98,9С (210F) к вязкости при этих температурах эталонных масел. кинематическую вязкость определяют с помощью вискозиметра (основанного на определении текучести жидкости через капилляры).

По показателю преломленияможно судить о групповом у/в составе н/п, а в соотношении с плотностью и молекулярным весом можно рассчитать структурно-групповой состав у/в фракций. Чем выше плотность н/п, тем выше его показатель преломления. При одном и том же числе у/в атомов в молекуле показатель преломления увеличивается в следующей последовательности: парафиновые у/в, олефиновые у/в, нафтеновые у/в, ароматические у/в. При одинаковом количестве СО2 и Н2 атомов показатель преломления циклических у/в выше чем алифатических у/в. Определяют показатель преломления на приборе – рефрактометре.

Билет №4.

2. характеристики движения жидкостей. Уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли, примеры его приложения. НЕТУ!!! Касаткин (основные процессы и аппараты ХТ)

3. себестоимость продукции, прибыль, рентабельность и ценообразование. (похоже натехнико-экономические показатели??????)

Билет №5.

2.Движение жидкостей в трубопроводах . Коэффициенты трения и местные сопротивления. Расчеты трубопроводов.

На предприятия по переработке нефть подается трубопроводным, водным (танкеры, баржи) и железнодорожным (цистерны) транспортом. Наиболее экономична транспортировка нефти по трубопроводам – себестоимость перекачки нефти в 2-3 раза ниже, чем стоимость перевозки по железной дороге.

При движении реальной жидкости в трубе или каналу происходит потеря напора, которая складывается из сопротивления трения о стенки и местных сопротивлений, возникающих при изменении направления или скорости потока. Потерю напора на трение можно определить, рассмотрев установившееся равномерное и прямолинейное движение по трубопроводу некоторого объема жидкости, ограниченного сечениями.

Коэффициент пропорциональности λ называется коэффициентом гидравлического сопротивления, или коэффициентом трения. Коэффициент трения λ является величиной безразмерной и зависит от режима движения жидкости, а так же от шероховатости стенок трубопровода.

Потеря напора вследствие изменения скорости потока по величине или направлению происходит в местных сопротивлениях, к числу которых относятся: вход и выход потока из трубы, внезапные сужения и расширения труб, отводы, диафрагмы, запорные и регулирующие устройства (краны, вентили). Отношение потери напора в местном сопротивлении (h_n) к скоростному напору в нем (w² / 2g) называется коэффициентом местного сопротивления и обозначается через ζ м.с., соответственно потеря напора в М.С., выраженная в метрах столба протекающей жидкости, определяется по формулеh_п =ζ м.с (w² / 2g). Коэффициент М.С. определяется в большинстве случаев опытным путем.

Расчеты трубопроводов. Гидравлические расчеты трубопроводов.

Диаметры трубопроводов, потери давления (напора), конечные параметры теплоносителя определяют с помощью гидравлического расчета. Исходными данными служат схема и трасса тепловых сетей, расчетные тепловые нагрузки потребителей, а также заданные начальные и конечные параметры теплоносителей. При расчете диаметров трубопроводов исходят из суммарных зимних часовых расходов теплоносителя. Максимальные зимние часовые и тепловые нагрузки на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение принимаются по данным типовых или индивидуальных проектов отдельных сооружений. Расход пара и горячей воды на технологические нужды определяется технологической частью проекта.

Гидравлические расчеты трубопроводов производятся по участкам. Расчетным считается участок между двумя смежными точками ответвлений.

Удельные потери давления в трубопроводах определяются по таблицам или монограммам.

3. Низкотемпературные свойства нефтепродуктов., Их значение при стандартизации нефтепродуктов. Что имеет ввиду????

Для характеристики низкотемпературных свойств введены следующие чисто условные показатели:

- для нефти, дизельных топлив и нефтяных масел - температура застывания.

- для карбюраторных топлив, реактивных и дизельных – температура помутнение.

- для карбюраторных и реактивных топлив содержащих ароматические углеводороды – температура начала кристаллизации.

Температура застывания – это температура, при которой продукт в стандартных условиях испытания теряет свою подвижность. Основной фактор, повышающий температуру застывания – это наличие в них парафиновых углеводородов, чем их больше тем выше температура застывания. Остаточные высоковязкие продукты и в отсутствии в у/в при понижении резкого увеличения вязкости, таким образом, при высокой степени вязкости масло теряет свою подвижность и его невозможно прокачивать.

Температура помутнения – указывает на склонность топлив поглощать при низких температурах влагу из воздуха. В дальнейшем при еще более низких температурах эта влага обретает множество мелких кристалликов в массе с нефтепродуктом, которое засоряет топливоподводящую аппаратуру, что недопустимо особенно при эксплуатации авиационных двигателей. Эту характеристику определяют визуально, сопоставляя охлаждаемый продукт с прозрачным эталоном.

Температура начала кристаллизации бензинов и реактивных топлив не должна превышать -60С. При повышении содержания бензола и некоторых других ароматических углеводородов, эти высокоплавкие соединения могут выпадать из топлив виде кристаллов, что так же приводит к засорению топливных фильтров и созданию пробок в трубопроводе.

Билет № 1

Вопрос № 2

Экстракция. Равновесие в системах жидкость – жидкость. Методы экстракции.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопрос № 3

Отраслевая структура нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 2

Вопрос № 2

Основные понятия гидравлики. Физические свойства реальных жидкостей. Закон Ньютона.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопрос № 3

Технико-экономические показатели производства.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 3

Вопрос № 2

Режимы движения жидкостей. Критерий Рейнольдса. Распределение скоростей и средние скорости движения жидкости.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопрос № 3

Основные физические свойства нефти и нефтепродуктов. Методы определения плотности, вязкости, показателя преломления. Взаимосвязь различных свойств. Фракционный состав как основной показатель в структурной схеме переработки нефти на НПЗ.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 4

Вопрос № 2

Характеристика движения жидкостей. Уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли, примеры его приложения.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопрос № 3

Себестоимость продукции, прибыль, рентабельность и ценообразование.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 5

Вопрос № 2

Движение жидкостей в трубопроводах. Коэффициенты трения и местные сопротивления. Расчеты трубопроводов.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопрос № 3

Низкотемпературные свойства нефтепродуктов. Их значение при стандартизации нефтепродуктов.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 6

Вопрос № 2

Насосы, назначение и классификация. Поршневые насосы. Предельная высота всасывания. Центробежные насосы. Законы пропорциональности.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопрос № 3

Термодинамические и кинетические закономерности химических процессов.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 7

Вопрос № 2

Движение и обтекание тел жидкостью. Закон Стокса. Движение жидкости через зернистый слой твердого материала. Неподвижный, псевдоожиженный и движущиеся слои.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопрос № 3

Определение катализа. Виды катализа. Хемосорбция и образование промежуточного активированного комплекса. Энергия активации каталитической реакции. Катализ и равновесие. Применение катализа.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 8

Вопрос № 2

Классификация гетерогенных систем. Разделение неоднородных систем «жидкость – твердое тело». Отстаивание, центрифугирование, фильтрация.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопрос № 3

Теплоты образования и сгорания органических веществ. Тепловые эффекты экзо- и эндотермических реакций органических веществ.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 9

Вопрос № 2

Механизмы переноса тепла. Основное уравнение теплоотдачи (закон сохранения Ньютона). Теплопроводность (закон Фурье). Передача тепла через многослойную стенку.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопрос № 3

Критерии оценки эффективности химического производства.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 10

Вопрос № 2

Теплопередача. Основные понятия. Направление движения теплоносителей: прямоток, противоток, смешанный ток.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопрос № 3

Классификация топлив. Эксплуатационные свойства моторных топлив. Октановое число бензинов. Цетановое число дизтоплив.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 11

Вопрос № 2

Теплопередача конвекцией. Коэффициент теплопередачи и число Нуссельта. Теплоперенос излучением. Законы Стефана-Больцмана и Кирхгофа

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопрос № 3

Эксплуатационные свойства масел. Понятие об индексе вязкости. Классификации моторных масел: отечественная, SAE, ASEA.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 12

Вопрос № 2

Печи и их классификация. Устройство. Применение в нефтепереработке и нефтехимии.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопрос № 3

Присадки к маслам. Назначение. Виды. Примеры присадок различного назначения.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 13

Вопрос № 2

Механизмы массообменных процессов. Молекулярная диффузия, конвективный перенос. Рабочая линия процесса. Направление массопередачи.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопрос № 3

Желательные компоненты в моторных топливах.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 14

Вопрос № 2

Средняя движущая сила массопередачи и число единиц переноса. Определение числа единиц переноса. Влияние перемешивания на среднюю движущую силу.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопрос № 3

Прием, транспортировка и хранение органических жидкостей и газов.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 15

Вопрос № 2

Процессы гидратации в органическом синтезе. Производство этанола прямой гидратацией этилена. Химизм процесса. Катализаторы.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопрос № 3

Химическое производство как система. Понятие о системах и подсистемах, связях и операторах в ХТС.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 16

Вопрос № 2

Абсорбция. Законы Рауля – Дальтона и Генри. Расход абсорбента. Технологические варианты абсорбции. Батарейный абсорбер, схема с циркуляцией(нет материала).

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопрос № 3

Процессы дегидрирования в нефтепереработке и органическом синтезе. Синтез стирола и бутадиена. Характеристика производства по выделению бутадиена на ОАО «Омский каучук».

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 17

Вопрос № 2

Сущность процессов перегонки и ректификации. Рабочие линии ректификации. Флегмовое число и его определение. Зависимость между флегмовым числом и размерами колонны.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопрос № 3

Классификация ректификационных колонн. Основные типы колонн и их элементы.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 18

Вопрос № 2

Виды сушки. Параметры влажного воздуха. Устройство сушилок.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопрос № 3

Основные вопросы проектирования химических производств. Состав и содержание проектной документации. Системный подход в выборе вариантов технологии получения химической продукции.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 19

Вопрос № 2

Расчеты равновесных составов. Законы химического равновесия. Равновесная степень превращения. Приемы смещения равновесия на примерах процессов дегидрирования и конверсии природного газа.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопрос № 3

Антикоррозионная защита оборудования. Материалы. Антикоррозионные покрытия. Футеровка как средство тепловой и антикоррозионной защиты оборудования.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 20

Вопрос № 2

Технологические показатели химических реакций: конверсия, выход селективность, производительность. Зависимость селективности от степени превращения для последовательных и параллельных реакций. Время контакта, объемная скорость и их взаимосвязь с количеством катализатора, длиной слоя.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопрос № 3

Объемные компрессоры. Принцип действия. Классификация. Основные параметры.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 21

Вопрос № 2

Теплота реакции. Адиабатический разогрев. Х-Т диаграмма и ее использование для анализа процесса. Пример производства серной кислоты.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопрос № 3

Синтез высокомолекулярных соединений методом полимеризации. Элементарные реакции процесса полимеризации.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 22

Вопрос № 2

Компоненты химических производств.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопрос № 3

Пожароопасные свойства нефти и нефтепродуктов.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 23

Вопрос № 2

Теплота реакции. Адиабатический разогрев. Х-Т диаграмма и ее использование для анализа процесса. Пример производства серной кислоты. (вопрос такой же как и в билете №21).

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопрос № 3

Синтез высокомолекулярных соединений методом суспензионной полимеризации. Производство полистирола.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 24

Вопрос № 2

Химические реакторы, их основные типы. Материальный и тепловой балансы для реакторов полного смешения и идеального вытеснения.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопрос № 3

Классификация нефтей по плотности, содержанию серы, структурно-групповому составу. Технологическая классификация.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 25

Вопрос № 2

Реакторы с кипящим слоем катализатора. Проблема межфазного переноса, способы повышения скорости массообмена. Достоинства и недостатки на примерах каталитического крекинга и дегидрирования алканов.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопрос № 3

Способы организации химических производств. Преимущества непрерывных процессов.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Билет № 26

Вопрос № 2

Процессы с изменяющейся активностью катализатора. Основные причины и явления дезактивации. Приемы снижения дезактивации в различных технологических процессах. Реакторы для процессов с дезактивацией катализаторов.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вопрос № 3

Химический состав нефтей. Углеводороды. Гетероатомные соединения. Смолы и асфальтены.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

151