Рекомендуемые обозначения и единицы измерения

Величина	Обозначение	Единицы измерения
Производительность (мощность) установки, аппарата	N	кг/с, кг/ч, м3/ч, т/сут, т/год
Массовый расход вещества	m	кг/с, кг/ч, т/сут, т/год
Объемный расход вещества	V	м3/с, м3/ч, м3/сут
Время	τ	с, ч, сут, год
Масса вещества	m	к, кг, т
Объем вещества	υ	л, м3
Давление	P	Па, кПа, МПа
Температура	t, T	оС, К
Парциальное давление компо­нента	p	Па, кПа, МПа
Парциальный объем компонента	υ	л, м3
Плотность вещества	ρ	кг/м3
Мольная масса вещества	M	кг/моль
Мольный объем вещества	Vm	м3/моль
Массовая доля компонента смеси	w	доли ед., %
Мольная доля компонента смеси	x	доли ед., %
Объемная доля компонента смеси	φ	доли ед., %
Количество вещества	N	моль, кмоль
Концентрация компонента в су­спензии, газовой смеси
- массовая	Cx	кг/м3
- мольная	ρ A	кмоль/м3
Степень конверсии сырья	α	доли ед., %
Выход продукта, селективность	β	доли ед., %
Объемная скорость подачи газа, жидкости	Vоб	ч-1, с-1
Объем катализатора в системе	Vк	м3
Площадь поперечного сечения аппарата	S	м2
Диаметр аппарата	D, d	м
Высота аппарата	H, h	м
Длина аппарата	L, l	м
Площадь поверхности тепло­обмена	F	м2
Линейная скорость потока	ω	м/с
Тепловой поток (расход теплоты в единицу времени)	Q	Вт, кВт
Количество теплоты	q	Дж, кДж
Коэффициент теплопередачи	K	Вт/(м2∙ К)
Удельная теплоемкость	c	Дж/(кг∙ К)
Теплота фазового перехода	r	Дж/кг

 

Массовый, объемный и мольный состав

Количество вещества — одна из основных величин, характеризуемая численностью содержащихся в системе структурных единиц (атомов, молекул, ионов и др.). Единицей количества вещества является моль.

Мольная масса — масса 1 моль вещества:

M= m/N

Мольный объем —объем 1 моль вещества:

V_m=V/m

Массовая доля компонента в смеси — соотношение массы компонента А, содержащегося в смеси, и общей массы смеси:

w_A = m_А /m

Мольная доля компонента в смеси — соотношение количества компонента и общего количества смеси:

x_A = N_A /N

Объемная доля компонента в смеси — соотношение приведенного (к обычным давлению и температуре сме­си) объема компонента и общего объема смеси:

φ _A = V_A /V

Показатель «объемная доля» используется преимущест­венно для характеристики газовых смесей и совпадает (для газов) с показателем «мольная доля», если не учи­тывать отклонения реальных газов от идеального сос­тояния.

Массовое соотношение компонента в смеси — отно­шение массы данного компонента к массе остальной ча­сти смеси.

Мольное соотношение компонента в смеси — отношение количества данного компонента к количеству остальной смеси.

Объемное соотношение компонента в смеси — отно­шение приведенного объема данного компонента к объ­ему остальной смеси.

Массовая концентрация компонента — отношение массы компонента смеси к объему смеси:

C_x = m_A /V

При расчетах химико-технологических процессов ча­сто возникает необходимость перевода массового соста­ва смеси в мольный и наоборот. Для перевода массовых долей в мольные находят массу каждого компонента в 1 кг или в 100 кг (если массовые доли выражены в про­центах) смеси; делят массу компонента на его относи­тельную мольную массу, определяя количество компо­нента (кмоль); деля число моль каждого компонента на сумму общего числа моль, получают мольные доли ком­понентов. Для пересчета мольных долей в массовые оп­ределяют количество каждого компонента в 100 моль смеси; определяют массу каждого компонента, умножая количество компонента на его относительную мольную массу; находят массовые доли, деля массу каждого ком­понента на общую массу смеси.

Пример 1. Определить массовые доли компонентов в смеси, со­стоящей из 400 кг бензола и 100 кг толуола.

Решение. Общая масса вещества в смеси:

400 + 100 = 500 кг

Массовые доли компонентов в смеси:

бензол 400: 500 = 0, 8

толуол 100: 500 = 0, 2

Массовую долю второго компонента в данном случае можно опре­делить также, учитывая, что сумма массовых долей компонентов равна единице. Тогда массовая доля толуола равна:

1—0, 8 = 0, 2

 

Пример 2. Определить мольные доли компонентов в смеси, со­стоящей из 100 кг метана, 120 кг этана и 180 кг этилена.

Решение. Мольная масса метана 16 кг/кмоль, этана 30 кг/кмоль, этилена 28 кг/кмоль. Количество каждого компонента:

метан 100: 16 = 6, 25 кмоль

этан 120: 30 = 4, 0 кмоль

этилен 180: 28=6, 43 кмоль

Общее количество вещества:

6, 25+ 4, 0+ 6, 43 = 16, 68 кмоль

Мольные доли компонентов:

метан 6, 25: 16, 68 =0, 37

этан 4, 0: 16, 68 = 0, 24

этилен 6, 43: 16, 68 = 0, 39

Для этилена мольная доля может быть определена также ис­ходя из равенства суммы мольных долей компонентов единице. Тогда мольная доля этилена равна:

1 - 0, 37 - 0, 24 = 0, 39

 

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:

м

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

 

⇐ Предыдущая1234

Поделиться:

Популярное:

1. В ней два ключевых измерения здоровья: баланс и потенциал здоровья.
2. Валовой внутренний продукт. Способы измерения ВВП
3. Виды гидростатического давления. Приборы для измерения давления
4. ВНП и ВВП, способы измерения. Другие показатели дохода и продукта
5. Воля Единицы есть номенклатурный показатель композитивных данных потенциала, являющегося признаком соизмеримой мощности совершенствующейся Сути.
6. Вопрос 1. Электрическое напряжение, потенциал и напряженность электрического поля (определение, единицы измерения).
7. Вопрос 7. Резистивное сопротивление и проводимость, их свойства, единицы измерения. Резистор и его условно графическое обозначение.
8. Вычисление погрешности измерения
9. Гидростатическое давление и его свойства. Единицы измерения.
10. ГЛАВА 2. ЕДИНИЦЫ ПЕРЕВОДА И ЧЛЕНЕНИЕ ТЕКСТА
11. Дифракция света. Дифракционная решетка и ее использование для измерения длины световой волны.
12. Дополнительные измерения для диагностики узкого таза