- •1. Пример кривой итк(с учетом стадии вакуумной перегонки.) Кривая ои. Принцип определения температуры входа нефти в основную ректификационную колонну.
- •2 .Вредное действие воды и солей в нефти
- •1.Тепловые свойства нефти. Кол-во тепла, вносимое в к-2 с сырьём
- •3 . Технологическая схема Вт (обозначить входящие и выходящие потоки, режим работы основных аппаратов).
- •2.Назначение и прицип работы колонны к-1 в схеме ат
- •1.Муждународная класс. Топлив. Моторные топлива и требования к ним
- •2. Определить давление насыщенных паров бензиновой фракции 85-1800с при 600с и при 1000с
- •3. Стабилизация нефти - назначение, технологическая схема, режим работы
- •1. Основные физико-химические свойства нефти и нефтепродуктов (плотность, относительная и абсолютная, вязкость, давление насыщенных паров, коксуемость).
- •3 . Эскиз и принцип работы основной атмосферной колонны с отпарными секциями.
- •1.Низкотемпературные свойства реактивных и дизельных топлив, смазочных масел и котельных топлив. Пути их улучшения.
- •1.Основные требования к автомобильным бензинам. Роль отдельных углеводородов в обеспечении эксплутационных и экологических свойств бензина.
- •3. Эскиз, принцип работы и режим электрогидратора.
- •1. Фракционный состав нефти и нефтепродуктов. Методы испарения. Преимущества ои по сравнению с постепенным испарением (показать графически).
- •2. Вредные примеси в нефти. Методы расщепления нефтяных эмульсий. Уравнение Стокса.
- •3. Эскиз атмосферной колонны. Назначение и виды орошения. Расчет количеств циркуляционного орошения. Способы подачи тепла в колонну.
- •1. Схема трехкратного испарения. Схема и принцип постепенного испарения. Основные различия в методах испарения- однократного и постепенного
- •2. Тепловой баланс колонны к-2 (в общем виде). Неизвестная величина в уравнении теплового баланса и ее определение
- •3. Найти мольную массу смеси газов, м ср. И состава в % об.
- •1.Основные требования к дизельным топливам
- •2. Методы построения итк и ои.
- •3. Принципиальная технологическая схема комбинированной установки элоу – авт
- •1.Высокомолекулярные углеводороды и неуглеводороды (гетероатомные) соединения нефти. Их роль в формировании ндс.
- •2.Найти высоту слоя, занятого остатком(h ост) в нижней части колонны к-2, если расход остатка
- •120 Т/ч, температура 3200с, время пребывания 6 минут, плотность остатка при 200с 868 кг/м3, площадь сечения 7м2.
- •3 . Принципиальная схема ат. Режим работы основных аппаратов
- •1.Физико-химические свойства, характеризующие испаряемость нефти и нефтепродуктов (перечислить и указать влияние каждого на испаряемость).
- •2.Определить плотность при 4200с, если его плотность при 200с 965 кг/м3.
- •3.Обоснование выбора схема ат. Понятие о горячей струе. Температура ввода горячей струи и определение ее количества
- •1. Основные требования к реактивным топливам.
- •2.Технологическая классификация нефтей.
- •Температура вспышки, воспламенения, самовоспламенения. Верхний и нижний пределы взрываемости. Дать определение этих понятий и пояснить их значение.
- •2.Назначение и методы создания вакуума (схема). Роль водяного пара и инертного газа при перегонки нефти и нефтепродуктов.
- •Записать численные значения температуры кипения следующих газов и фр:
- •1.Основные задачи современной нефтепереработки. Понятие о глубине переработки нефти.
- •3.Определить плотность остатка атмосферной перегонки при 3100с, если его плотность при 200с 893 кг/м3.
- •1. Понятие о нефтяном эквиваленте и условном топливе. Высшая и низшая теплота сгорания. Нормы для отдельных видов топлив.
- •3.Найти высоту слоя, занятого остатком (h ост) в низу вакуумной колонны, исходя из7-минутного запаса, если:
- •Структурно-механические (реологические) свойства нефтяных дисперсных систем. Аномалия вязкости (Изобразить и пояснить).
- •Определение температурного режима основной ректификационной колонны к-2 (температура входа и выхода балансовых потоков. Показать графически).
- •3.Комбинированная схема элоу-авт-вторичная перегонка бензина (схема прилагается, обозначить основные блоки, а также основные потоки, входящие и выходящие из аппаратов).
- •3Определить давление насыщенных паров бензиновой фракции 30-850с при 300с при 600с.
- •1.Назначение и виды орошений в колоннах. Назначение и принцип работы отпарных колонн. Все изобразить схематически.
- •2.Определить среднюю температуру кипения сырья при 0,4 кПа, если его температура кипения при 100 кПа 4000с.
- •3.Технологическая схема авт. Обозначить схему использования тепла отходящих потоков для нагрева нефти.
- •Классификация битумов и основные требования к ним. Понятие об интервале пластичности битумов.
- •Понятие о базовых маслах. Основные требования к смазочным маслам. Изменение вязкости масла с температурной (графически в общем виде). Что характеризует индекс вязкости.
- •2.Эскиз и принцип работы электрогидратора. Схема элоу.
- •3.Найти молярную массу смеси газов ( м ср) и состав газа в % об.
3.Определить плотность остатка атмосферной перегонки при 3100с, если его плотность при 200с 893 кг/м3.
T=310
ρ420=0.893 г/ м3
ρ4310= ρ420-а(t-20)=0.893-a(310-20)=
, где а по таблице
Билет 16.
1. Понятие о нефтяном эквиваленте и условном топливе. Высшая и низшая теплота сгорания. Нормы для отдельных видов топлив.
Нефтяной эквивалент, н.э., Н.э. Условный вид топлива, низшая теплота сгорания которого принимается равной 10.000 ккал/кг или 41.870 кДж/кг (в странах ЕЭС или в рамках МЭA), а высшая теплота сгорания - 5,8 млн. Бте/баррель, или 45.370 кДж/кг (в США, Канаде, Японии, Австралии)
Условное топливо, принятая при технико-экономических расчетах единица, служащая для сопоставления тепловой ценности различных видов органического топлива. Теплота сгорания 1 кг твердого условного топлива (или 1 м3 газообразного) 29,3 МДж (7000 ккал).
Теплота сгорания (теплотворная способность топлива) – количество тепла, выделяющееся при полном сгорании 1 кг жидкого (твердого) или 1 м3 газообразного топлива при нормальных условиях. При этом продукты сгорания должны находится при одинаковых давлениях и температуре.
Различают высшую и низшую теплотворные способности нефтепродуктов (топлив).
Высшая теплота сгорания представляет собой количество тепла, выделяемого при полном сгорании топлива, охлаждении продуктов сгорания до температуры топлива и конденсации водяного пара, образовавшегося при окислении водорода, входящего в состав топлива.
Низшая (рабочая) теплота сг. – кол-во тепла, выделяемого при полном сгорании топлива и охлаждении продуктов сгорания до температуры топлива без конденсации водяного пара. Т.е. она равна высшей теплоте сг. За вычетом теплоты испарения влаги топлива и воды, образовавшейся при сгорании водорода.
Экспериментально высшую и низшую теплоты сгорания топлив (бензин, керосин, дт или котельное) определяют с помощью различных калориметров по ГОСТ. Для вычисления теплоты сгорания топлив используют ф-лу Менднлеева: QB- 33915C+ 125600H+10880(S-O);
QH= 33915C+125600H+10880(S-O)-2500(9H+W);где С,Н, S,О -содержание в топливе углерода., водорода, серы, кислорода, масс. Коэффициенты - теплота сг. соотв. С,Н и т.д.
Жидкое топливо
Название |
Элементарный состав горючей массы,% |
Q |
||
С |
Н |
О+N |
||
Нефть |
83-85 |
11-14 |
0,5-2 |
10400-11000 |
Мазут |
84-88 |
11-12 |
0,5-0,8 |
9700-10750 |
Моторное топливо(тяжелое) |
86,5 |
13,0 |
0,5 |
10000-10700 |
Бензин |
85,1 |
14,9 |
- |
10450-11250 |
Керосин |
86 |
14 |
- |
10300-11000 |
Соляровое масло |
86,3 |
13,5 |
0,1 |
10780-11050 |
2. Нагревательная и погоноразделительная аппаратура технологических установок.
Тепловой баланс теплообменника (пример). Наложение фракций при ректификации с способы ее снижения.
1) Погоноразделительная.
ректификационные колонны- периодического ( на установках малой производительности при необходимости отбора большого числа фр и высокой четкости разделения) и непрерывного действия. В зависимости от числа получаемых продуктов различают простые(для получения 2 прод) и сложные колонны (для получения 3 и более прод-это последовательно соединенные простые колонны). В зависимости от внутр устр-ва колонны делятся на насадочные, тарельчатые, роторные и др. в зависимости от давления, они делятся на колонны высокого давления (в процессах стабилизации нефтей и бензинов, газофракционирования), атмосферные и вакуумные (при перегонке нефтей, остаточных нефтепрод и дистиллятов).
Отпарные колонны (стриппинги). В этих колонных происходит отпарка легких фр водяным паром.
2) Теплообменные аппараты. – их стоимость в среднем 15% от общей стоимости оборудования установок. Эти аппараты используют для нагрева, испарения, конденсации, охлаждения, кристаллизации, плавления и затвердевания учавтсвующих в процессе продуктов, а также парогенераторы и котлы-утилизаторы.
По способу действия теплообм ап-ты разделяют на поверхностные( среды разделены стенкой) и аппараты смешения (теплообмен происходит за счет непосредственного контакта между средами (скруббер)). Поверхностные теплообменники делятся на змеевиковые, типа «труба в трубе» и кожухотрубные- с неподвижными трубными решетками, с u-образными трубками и с плавающей головкой. Также различают вертикальные и горизонтальные теплдообм аппараты.
Также к теплообменным аппаратам относ
подогреватели с паровым пространством.(кипятильники) прим для подвода тепла вниз ректиф колонн.
Пародистиллятные теплообменники тепло передается от конденсирующихся нефтяных паров. Их используют в кач-ве парциальных конденсаторов.
Существуют холодильники и конденсаторы-холодильники (в них входят как балансовые пары бензинов так и пары орошения).
Конденсаторы - холодильники
Погружные конденсаторы - холодильники. –сплошной змеевик или коллектор с парал работающими змеевиками, помещенными в ящик с проточной водой.
Оросительные конденсаторы-холодильники. Представл собой змеевики, орошаемые снаружи водой, подаваемой по желобам.
Конденсаторы-холодильники воздушного охлаждения. Оборудованы плоскими трубными пучками, по которым проходит конденсируемый или охлаждаемый поток нефтепрод. Через этот пучок вентилятором пропускается увлажненный воздух.
Конденсаторы смешения (скрубберы) теплообмен проходит за счет прямого контакта между восходящим потоком нефтяных паров и орошающей их водой. Их выполняют в виде насадочных или полочных колонн.
Трубчатые печи.
Существуют Вертикальные цилиндрические печи, двухкамерные с восходящим потоком газа, с объемно-настильным пламенем, беспламенного горения, многокамерные двухстороннего облучения и тд.
ТО аппараты используются для нагрева, испарения, конденсации, охлаждения, кристаллизации участвующих в процессе сырья и продуктов. Весьма важным является использование тепла отходящих с установки потоков (рекуперация тепла). Теплоносителями могут служить дымовые газы, водяной пар, горячие дистилляты и остатки перегонки. В качестве охлаждающих агентов в ТО аппаратах используются вода, воздух и в ряде случаев спец.хладагенты, например аммиак. К ТО аппаратам относятся теплообенники (в основном для нагрева сырья за счет отходящих продуктов), испарители или ребойлеры, кипятильники, конденсаторы-холодильники. Кожухотрубчатые ТО с плавающей головкой и U-образными трубками получили наибольшее распространение. Возможность «плавания» одной из трубных решеток в корпусе аппарата обеспечивает компенсацию изменений длин трубного пучка и корпуса. ТО данной конструкции обеспечивают высокий коэффициент теплопередачи. ТО типа «труба в трубе» применяются для передачи тепла от высоковязких продуктов (гудронов, крекинг-остатков), при использовании которых требуются повышенные скорости, обеспечивающие хорошую теплоотдачу и сокращение возможности образования коксовых отложений.
Расчет ТО аппаратов включает выбор рациональной схемы использования (регенерации) тепла отходящих потоков, расчет ТО по выбранной схеме, выбор типа аппарата по ГОСТ и расчет необходимого числа типовых аппаратов. Принцип расчета ТО состоит в решении системы двух уравнений – ур-ния теплового баланса и ур-я теплопередачи. Первое из них
0,95*GC*(tC2 – tC1) = Gt*(tT1 – tT2)
где Gc и Gt – массы потоков сырья и теплоносителя соотв-но, кг/ч;
tC и tT – т-ры сырья и теплоносителя соотв-но на входе и выходе из аппарата;
0,95 – КПД теплообменника.
Из этого ур-я находят одно неизвестное, например т-ру сырья на выходе из ТО. Потоки сырья и теплоносителя известны из материального баланса установки. Ур-е теплопередачи Q = k*F*∆tСР
Принимая стандартную пов-ть Fст одного аппарата по ГОСТ, находят число необходимых ТО: n = F/Fст
В настоящее время применяются пластинчатые ТО, обладающие большой пов-тью теплоотсека, используются для нагрева легких малосмолистых фракций и др.НП. Они эффективны даже при низком значении температурного напора (2-5 оС) в отличие от кожухотрубных, для которых рабочий температурный напор 10-15 оС. Тем не менее кожухотрубные ТО получили наибольшее распространение, как наиболее надежные и удобные в эксплуатации.
Ректификацию в лаборатории проводят на аппарате АРН-2,который может быть использован для следующих целей: получения данных для построения ИТК,зависимости выходы узких фракций от их Твыкип.; установления потенциального содержания фракций в перегоняемом сырье; получения узких фракций для изучения свойств этих фракций.
Кривая ИТК строится в координатах т.кип - выход фракций. Кривую ИТК проводят по экспериментальным точкам. Отдельные перегибы на кривой ИТК нефти объясняются не погрешностями разгонки(если разгонка проведена согласно требованию ГОСТа),а наличием в составе нефти у\в с близкими т. кип., образующих на кривой участки, приближающиеся к горизонтальным. Для разделения близкокипящих компонентов используется азеотропная или экстрактивная ректификация. Эти виды перегонки основаны на введении в разделяемую систему разделяющего агента,в присутствии которого изменяются межмолекулярные взаимодействия разделяемых ком-нтов, существенно увелич. различие в летучести.
Экстрактивная ректификация применяется для разделения бутан-бутиленовых и бутилен-бутадиеновых смесей, и т.д.
Важное значение в осуществляемой экстрактивной и азеотропной ректификации имеет подготовка сырья, которое должно выкипать весьма в узких пределах, т.е. установке по перегонке с разделяюим агентом должна предшествовать установка предварительного разделения смеси обычной ректификацией.