II. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ИЗУЧЕНИЮ

Стр 1 из 4Следующая ⇒

Рег. №

НЕФТЯНОЕ ТОВАРОВЕДЕНИЕ

Методические указания

к практическим занятиям

для студентов всех форм обучения

Код дисциплины Б.3.В.13

Направление подготовки 080200 – Менеджмент

Профиль подготовки – Производственный менеджмент

Отраслевые специализации: – Нефтегазохимический комплекс

Квалификация (степень) – бакалавр

Санкт-Петербург

Допущено
редакционно-издательским советом СПбГИЭУ
в качестве методического издания

Составитель

канд. техн. наук, проф. Е.Е. Никитин

Рецензент

Д-р экон. наук, проф. И.А. Садчиков

Подготовлено на кафедре

экономики и менеджмента в нефтегазохимическом комплексе

Отпечатано в авторской редакции с оригинал-макета,

представленного составителем

Содержание

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ........................................................................................................... 4

II. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ИЗУЧЕНИЮ................................................................ 4

ДИСЦИПЛИНЫ........................................................................................................................... 4

1.1. Определение основных технико-экономических показателей......................................... 4

1.1.1. Классификация товарных нефтепродуктов..................................................................... 4

1.1.2. Классификация нефтяных топлив..................................................................................... 6

1.1.3. Международная классификация смазочных материалов,............................................... 7

индустиальных масел и родственных продуктов...................................................................... 7

1.1.4. Отечественная классификация моторных масел............................................................. 8

1.1.5. Международная классификация моторных масел......................................................... 11

II. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ...................... 14

2.1. Компаундирование автомобильных бензинов................................................................. 14

2.1.1.Компаундирование по давлению насыщенных паров (ДПР)....................................... 14

2.1.2. Компаундирование по октановому числу...................................................................... 15

2.1.3. Примерные задачи по компаундированию автобензинов для самостоятельной работы 18

III. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЭЛЕМЕНТАМ РАСЧЕТОВ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА НЕФТЕПРОДУКТОВ................................................................................................................. 19

3.1. Рекомендуемые обозначения и единицы измерения....................................................... 19

3.2. Массовый, объемный и мольный состав........................................................................... 21

3.3. Процессы переработки нефти............................................................................................. 22

3.4. Примерные задачи по производству нефтепродуктов (нефтехимического сырья) для самостоятельной работы........................................................................................................................................... 25

IV. ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ ДОМАШНИХ РАБОТ........................................... 26

5. Список литературы................................................................................................................. 27

Приложение 1.............................................................................................................................. 28

Лист регистрации изменений.................................................................................................... 28

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

С развитием технологии повышаются требования к ассортименту и качеству товарных нефтепродуктов, так как их экономичность и надежность и долговечность работа техники в значительной степени зависит от того, насколько правильно сортам и маркам подобраны используемые нефтепродукты и какого их качество. Для того чтобы профессионально ориентироваться в вопросах рационального и экономного использования нефтепродуктов, студенты должны владеть специальными знаниями и навыками в области товароведения основных нефтепродуктов.

Практические занятия по дисциплине «Нефтяное товароведение» преследуют цель закрепление теоретического материала путем овладения навыками и знаниями по:

- определению основных физико-химических свойств топлив и смазочных материалов

- расчетам по компаундированию автомобильных бензинов

- расчетам по оценке ценности нефти в зависимости от сложности ее переработки

- оценка сортов и марок топлив и смазочных материалов

- умению оценить взаимозаменяемость нефтепродуктов, выпускаемых по российских и международным стандартам.

Методические указания включают теоретический материал по основным разделам курса, примеры расчетов при компаундировании товарных автомобильных бензинов и тесты для проверки усвоения материала.

II. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ИЗУЧЕНИЮ

ДИСЦИПЛИНЫ

Определение основных технико-экономических показателей

Классификация товарных нефтепродуктов

Нефтеперерабатывающая промышленность вырабатывает исключительно большой ассортимент (более 500 наименований) газообразных, жидких и твердых нефтепродуктов. Требования к ним весьма разнообразны и диктуются постоянно изменяющимися условиями применения или эксплуатации того или иного конкретного нефтепродукта.

В основу классификации товарных нефтепродуктов могут быть положены различные принципы, например, по фазовому составу или способу их производства. Поскольку требования как к объему производства, так и к качеству товаров диктуют их потребители, то принято классифицировать нефтепродукты по их назначению, т. е. по направлению их использования в отраслях народного хозяйства.

В соответствии с этим различают следующие группы нефтепродуктов:

1. Моторные топлива.

2. Энергетические топлива.

3. Нефтяные масла.

4. Углеродные и вяжущие материалы.

5. Нефтехимическое сырье.

6. Нефтепродукты специального назначения. Моторные топлива в зависимости от принципа работы двигателей подразделяют на:

1.1. Бензины (авиационные и автомобильные);

1.2. Реактивные.

1.3. Дизельные.

Энергетические топлива подразделяются на:

2.1. Газотурбинные.

2.2. Котельные.

Нефтяные масла подразделяют на смазочные и несмазочные. Различают следующие подгруппы смазочных масел:

3.1. Моторные (для поршневых и реактивных двигателей).

3.2. Трансмиссионные и осевые, предназначенные для смазки авто-

мобильных и тракторных гипоидных трансмиссий (зубчатых передач различных типов) и шеек осей железнодорожных вагонов и тепловозов.

3.3. Индустриальные масла предназначены для смазки станков, машин и механизмов различного промышленного оборудования, работающих в разнообразных условиях и с различной скоростью и нагрузкой. По значению вязкости их подразделяют на легкие (швейное, сепараторное, вазелиновое, приборное, веретенное, велосит и др.), средние (для средних режимов скоростей и нагрузок) и тяжелые (для смазки кранов, буровых установок, оборудования мартеновских печей, прокатных станов и др.).

3.4. Энергетические масла (турбинные, компрессорные и цилиндровые) — для смазки энергетических установок и машин, работающих в условиях нагрузки, повышенной температуры и воздействия воды, пара и воздуха.

Несмазочные (специальные) масла предназначены не для смазки, а для применения в качестве рабочих жидкостей в тормозных системах, в пароструйных насосах и гидравлических устройствах, в трансформаторах, конденсаторах, маслонаполненных электрокабелях в качестве электроизолирующей среды (трансформаторное, конденсаторное, гидравлическое, вакуумное), а также такие как вазелиновое, медицинское, парфюмерное, смазочно-охлаждающие жидкости и др.

Углеродные и вяжущие материалы включают:

4.1. Нефтяные коксы.

4.2. Битумы.

4.3. Нефтяные пеки (связующие, пропитывающие, брикетные, волокнообразующие и специальные).

Нефтехимическое сырье. К этой группе можно отнести:

5.1. Ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилолы, нафталин и др.).

5.2. Сырье для пиролиза (нефтезаводские и попутные нефтяные газы, прямогонные бензиновые фракции, олефинсодержащие газы и др.).

5.3. Парафины и церезины. Вырабатываются как жидкие (получаемые карбамидной и адсорбционной депарафинизацией нефтяных дистиллятов), так и твердые (получаемые при депарафинизации масел). Жидкие парафины являются сырьем для получения белкововитаминных концентратов, синтетических жирных кислот и поверхностно-активных веществ.

Нефтепродукты специального назначения подразделяют на:

6.1. Термогазойль (сырье для производства технического углерода).

6.2. Консистентные смазки (антифрикционные, защитные и уплот-нительные).

6.3. Осветительный керосин.

6.4. Присадки к топливам и маслам, деэмульгаторы.

6.5. Элементная сера.

6.6. Водород и др.

В РФ систему классификации нефтепродуктов и смазочных материалов определяет ГОСТ 28576-90 (ИСО 8681-86)

Классификация нефтепродуктов и родственных продуктов

Класс	Продукты	Класс	Продукты
F	Топлива	L	Смазочные материалы, индустриальные масла и родственные продукты
S	Растворители и сырье для химической промышленности	W	Парафины
		B	Битумы

Международная классификация смазочных материалов,

II. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ

Компаундирование автомобильных бензинов

Бензин – топливо для двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием

Пример компаундирования по октановому числу

Рассчитаем МОЧ и ИОЧ для смеси из предыдущего примера:

	Объем (баррели)	МОЧ	ИОЧ
Прямогонный бензин		61, 6	66, 4
Риформат		84, 4	94, 0
Бензин фракции гидрокрекинга		73, 7	75, 5
Крекинг-бензин		76, 8	92, 3
н-Бутан		92, 0	93, 0
Всего

Средние значения октановых чисел для 22081 баррелей равны: МОЧ 78, 1 и ИОЧ 87, 4.

Теперь рассчитаем, сколько нужно добавить алкилата, чтобы получить требуемые МОЧ 80, 0 и ИОЧ 89, 0. Октановые числа алкилата составляют 95, 9 (МОЧ) и 97, 3 (ИОЧ).

	Объем (баррели)	МОЧ	ИОЧ
Бензин Алкилат Норматив (минимум)	Y	78, 1 95, 9 80, 0	87, 4 97, 3 89, 0

Чтобы 22081 баррелей бензина соответствовали нормативу по МОЧ, нужно следующее количество алкилата:

22081 • 78, 1 + 95, 9 Y = 80, 0 (22081 + Y),

Y = 2638 баррелей.

Для норматива по ИОЧ проделывается аналогичный расчет:

22081 • 87, 4 + 97, 3 Y = 89, 0 (22081 + Y),

Y = 4257 баррелей.

Поскольку для соответствия нормативу по ИОЧ требуется больше алкилата, это и определяет действительную потребность, так как оба заданных октановых числа являются минимально допустимыми.

2.1.3. Примерные задачи по компаундированию автобензинов для самостоятельной работы

Задача №1

Определить количество н-бутана, которое требуется для достижения необходимого давления насыщенных паров (ДПР) при наличии смеси пяти бензиновых компонентов.

Компонент	Объем, баррель	ДПР, psi (атм)	Объем х ДПР
1. Прямогонный бензин	V₁	1, 0 (0, 07)
2. Риформат	V₂	2, 8 (0, 20)
3. Бензиновая фракция гидрокрекинга	V₃	4, 6 (0, 32)
4. Крекинг-бензин	V₄	4, 4 (0, 31)
Всего
н-бутан	x

Данные для расчета

ДПР	V₁	V₂	V₃	V₄
10 psi (0, 7 атм)

Задача №2

Рассчитать, какое количество алкилата необходимо добавить, чтобы получить товарный автомобильный бензин с моторным октановым числом (МОЧ) равным 80, 0 и исследовательским октановым числом (ИОЧ) равным 89, 0. Октановые характеристики алкилата: МОЧ – 95, 0 и ИОЧ – 97, 0. Компоненты товарного бензина и их октановые характеристики:

Компоненты	Объем, баррель	МОЧ	ИОЧ
1. Прямогонный бензин	V₁	61, 0	66, 0
2. Риформат	V₂	84, 0	94, 0
3. Бензиновая фракция гидрокрекинга	V₃	73, 5	75, 5
4. Крекинг-бензин	V₄	77, 0	92, 5
5. н-бутан	V₅^*	92, 0	93, 0
Всего

^*- V₅берется из предыдущей задачи (по результатам расчетов)

V₁, V₂, V₃, V₄такие же, что и в предыдущей задаче.

Процессы переработки нефти

Различают первичные и вторичные процессы переработки нефти.

Первичная переработка (прямая гонка) нефти осуществляется на установках, работающих при атмосферном давлении. При этом получают светлые продукты: бензиновый дистиллят (смесь углеводородов C₅— C₁₂, выкипающая при температуре от 180 до 200°С), лигроиновый дистиллят (смесь углеводородов C₇— C₁₄, выкипающая при 120—240°С), керосиновый дистиллят (смесь углеводородов C₉— C₁₆, выкипающая при 180—300°С) и соляровый дистиллят (смесь углеводородов C₆— C₁₈, выкипающая при 250—350°С). Остаток после отгонки нефтяных дистиллятов — мазут — разгоняют в вакууме, получая различные смазочные масла. Выход бензинового дистиллята при прямой гонке достигает 5-20% от количества исходной нефти.

Для увеличения выхода бензина и других светлых продуктов дистилляты прямой гонки и мазуту подвергают вторичной переработке с частичным разложением (деструкцией) углеводородов. Различают термические и каталитические процессы деструктивной переработки.

1. Термические процессы:

а) крекинг под давлением (при 460-560°С и 2-7 МПа);

б) газофазный крекинг (при 550-600 °С и 3-5 МПа);

в) коксование нефтяных остатков (при 480-560°С и атмосферном давлении);

г) пиролиз (при 700-800 °С и давлении, близкому атмосферному).

2. Каталитические процессы:

а) каталитический крекинг на алюмосиликатных катализаторах (при 440-500°С и 1-3 МПа);

б) каталитический риформинг на платиновом или на оксидном молибденовом катализаторе (при 500-550^оС и 7-10МПа);

в) деструктивная гидрогенизация и гидрокрекинг (при 400-500°С и3—70 МПа).

Пример 1. Определить компонентный состав бензиновой фракции (пределы выкипания 93—123 °С), полученной в процессе прямой гонки нефти, если количество получаемой фракции составляет 34 800 кг/ч. Состав бензиновой фракции в массовых долях следующий: парафиновые углеводороды 27, 2%, непредельные углеводороды 0, 7%, ароматические углеводороды 0, 9%, нафтеновые углеводороды 71, 2%. Определить массовый расход нефти, необходимой для получения указанной фракции, если выход фракции составляет 20% от общей массы нефти, затраченной на прямую гонку.

Решение. Массовый расход нефти для «получения бензиновой фракции с учетом 20%-ного выхода:

кг/ ч

Компонентный состав бензиновой фракции:

парафины:

кг/ ч

непредельные:

кг/ ч

ароматические:

кг/ ч

нафтены:

кг/ ч

Пример 2. Определить компонентный состав бензиновой фракции (52 800 кг/ч, пределы выкипания 58—93 °С), полученной пиролизом нефтяного сырья, если ее состав в массовых долях следующий:

- парафиновые углеводороды 4, 9%,

- непредельные углеводороды97, 9%,

- ароматические углеводороды 56, 2%,

- нафтеновые углеводороды 1%.

Определить массовый расход нефти, необходимой для получения указанной фракции, если выход фракции составляет 60%от общей массы нефти, затраченной на пиролиз. Условно принять молекулярную массу для нефти 282, для бензиновой фракции 142.

Решение. Массовый расход нефти для получения бензиновой фракции:

кг/ ч

Массовый расход нефти с учетом 60% -ного выхода:

кг/ ч

Компонентный состав бензиновой фракции:

парафины:

кг/ ч

непредельные:

кг/ ч

ароматические:

кг/ ч

нафтены:

кг/ ч

Пример 3. Производительность установки платформинга по
жидкому сырью составляет 1760 т/сут. Объемный расход смеси па-
ров и циркуляционного водорода равен 2, 57 м³/с в условиях процесса. Объемная скорость жидкого сырья, имеющего плотность
748 кг/м³, составляет 1, 53 ч^-1; лилейная скорость паро-газовой
смеси в сечении реактора равна 0, 39 м/с. Определить общий объем
катализатора в реакторах и диаметр реактора:

Решение. Объемный расход жидкого сырья на установке платформинга:

м³/ ч

Объем катализатора в реакторах:

м³

Диаметр реактора:

Примерные задачи по производству нефтепродуктов (нефтехимического сырья)

1. В результате прямой перегонки нефти получено в час 33800 кг бензиновой фракции (93—123°С), массовые доли компонентов в которой равны: парафины 27, 4%, непредельные 0, 5%, ароматические 0, 7%, нафтены 71, 4%. Определить компонентный состав фракции и массовый расход нефти, если выход фракции составляет 48% от общего расхода нефти, поступающей на установку прямой перегонки.

2. В результате прямой перегонки нефти получено в час 37 000 кг бензиновой фракции (58—93°С), массовые доли компонентов в которой равны: парафины 37, 4%, ароматические 0, 5%, нафтены 62, 1%. Определить компонентный состав фракции и массовый расход нефти, если выход фракции составляет 7% от общего расхода нефти, поступающей на установку прямой перегонки.

3. В результате прямой перегонки нефти получено в час 34 000 кг бензиновой фракции (123—153 °С), массовые доли компонентов в которой: парафины 18, 8%, ароматические 4, 7, %, непредельные 0, 5%, нафтены 76%. Определить компонентный состав фракции и массовый расход нефти, если выход фракции составляет 18% от общего (расхода нефти, поступающей на установку прямой перегонки.

4. В результате прямой, перегонки нефти получено в час 52 000 кг бензиновой фракции (58—93°С), массовые доли компонентов в которой равны: парафины 4, 9%, непредельные 37, 9%, ароматические 56, 2%, нафтены 1, 0%. Определить компонентный состав фракции и массовый расход нефти, если выход фракций составляет 62% от общего расхода нефти, поступающей на установку прямой перегонки.

5. В результате пиролиза нефти получено в час 71 000 кг бензиновой фракции (93—123^оС), массовые доли компонентов в которой равны: парафины 7, 1%, непредельные 43%, ароматические 48, 2%, нафтены 1, 7%. Определить компонентный состав фракции и массовый расход нефти, если выход фракции составляет 68% от общего расхода нефти, поступающей на установку пиролиза.

6. В результате пиролиза нефти получено в час 68 000 кг бензиновой фракции (123—153 ^оС), массовые доли компонентов в которой равны: парафины 10, 2%, непредельные 47, 3%, ароматические 40, 3%, нафтены 2, 2%. Определить компонентный состав фракций и массовый расход нефти, если выход фракции составляет 70% от общего расхода нефти, поступающей на установку пиролиза.

7. При коксовании нефтяных остатков образуются нефтепродукты следующего состава (в массовых долях): 28% нефтяного кокса, 60% жидких дистиллятов, 12% крекинг-газа. Рассчитать компонентный состав указанных продуктов, если на установку подают 38 800 кг нефтяного остатка в час, а степень его конверсии составляет 90%.

8. Определить состав крекинг-газа в массовых долях, если газ состоит (в объемных долях) из водорода (4 %), метана (41 %), этана (18 %), пропана (15%), бутана (6%), этилена (3%), пропилена (8%), и бутенов (5%).

9. Перевести объемные доли в массовые доли (%)
для крекинг-газа следующего состава: водород 3%, метан 48%, этан 17%; пропан 35%, бутан 5% этилен 2%, пропилен 6%, бутены 4%.

10. Перевести объемные доли в массовые доли (%) для крекинг-газа, полученного газофазным крекингом дистиллятов прямой гонки и имеющего следующий состав: водород 9%, метан 28%, этан 14%, пропан 4%, бутан 1, 5%, этилен 22%, пропилен 15%, бутены 6, 5%.

IV. ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ ДОМАШНИХ РАБОТ

Работа должна быть выполнена на компьютере. В виде исключения работа может быть выполнена в рукописном варианте. Образец выполнения титульного листа контрольной работы, представлен в приложении Б. Листы контрольной работы должны быть пронумерованы. Первой страницей считается титульный лист, на котором номер не ставится. На титульном листе должна быть надпись исполнителя и дата. В конце работы должна быть подпись исполнителя и дата. В конце работы должен быть представлен список использованной литературы по правилам, определяемым ГОСТом 7.1 – 84. Рекомендуется использовать алфавитный вариант группировки литературы. Если при выполнении работы были использованы законодательные и нормативные документы и акты, то они излагаются в начале списка литературы в порядке от более значимых к менее значимым.

Дополнительный справочный материал допускается помещать в приложениях. Приложения обозначаются заглавными буквами русского алфавита, начиная с А. Каждое приложение следует начинать с новой страницы и оно должно иметь заголовок. Приложения должны иметь общую с остальной частью сквозную нумерацию страниц.

Список литературы

Основная литература

1. Нефтяное товароведение: учеб. пособие / Е.Е. Никитин. – СПб.: СПбГИЭУ, 2008. – 83 с.

2. Баннов П.Г. Основы анализа и стандартные методы контроля качества нефтепродуктов. – М.: ЦНИИТЭ – нефтехим, 2005. – 792с.

3. Рахманкулов Д.Л. и др. Товароведение нефтяных продуктов. В 8-ми томах. Том 1. Общие сведения о нефти и нефтепродуках. – М.: Химия, 2003.-160с.

4. Сомов В.Е., Садчиков И.А., Шершун В.Г., Кореляков Л.В. Стратегические приоритеты российских нефтеперерабатывающих предприятий. – М.: ЦНИИТЭнефтехим, 2002.-292с.

Дополнительная литература:

1. Березина З.Н. химическая технология основных производств. Уч. пос. – Тюмень: Тюм.ГНГУ, 20003-120с.

2. Интеллектуализация предприятий нефтегазохимического комплекса: экономика, менеджмент, технология, инновации, образование / Под общ. ред. И.А. Садчикова, В.Е. Сомова. – СПб.: СПбГИЭУ, 2006.-762с.

Приложение 1

Лист регистрации изменений

№ п/п	Номера разделов, где произведены изменения	Документ, в котором отражены изменения	Подпись	Расшифровка подписи	Дата введения изменений