Лабораторная работа «Определение фракционного состава топлив»




Скачать 98,95 Kb.
НазваниеЛабораторная работа «Определение фракционного состава топлив»
Дата публикации17.10.2013
Размер98,95 Kb.
ТипЛабораторная работа
pochit.ru > Химия > Лабораторная работа
Лабораторная работа

«Определение фракционного состава топлив»
Выполнил: Ивлев Евгений, 232 гр.

Цель работы: проанализировать фракционный состав предложенного топлива двумя способами:

  • определить температуру начала кипения топлива, температуру выкипания 10, 50 и 90 об. %;

  • определить объемы испарившегося топлива при заданной температуре 70, 100 и 180 °С.

В соответствии с полученными результатами установить тип предложенного топлива (бензин, реактивное топливо, дизельное топливо), в случае бензинов установить класс испаряемости.

Теоретическое введение
^ ПЕРЕРАБОТКА НЕФТИ сложный многоступенчатый технологический процесс, результатом которого является широкий ассортимент товарных продуктов, отличающихся строением, физико-химическими свойствами, составом и областями применения; на нефтеперерабатывающих заводах после предварительной очистки от механических примесей, обессоливания и обезвоживания нефть поступает на переработку; по одному из вариантов:

  • по топливному варианту нефть поступает на атмосферно-вакуумную перегонку, где после многократной конденсации и испарения на тарелках ректификационной колонны происходит разделение нефти на фракции, после ректификации светлые продукты по-фракционно направляются на гидроочистку или каталитический риформинг, а вакуумный газойль и гудрон – на крекинг; выход светлых нефтепродуктов составляет 85% и выше в зависимости от состава перерабатываемой нефти;

  • по масляному варианту после отбора светлых нефтепродуктов, оставшийся после ректификации мазут направляют на глубокую вакуумную перегонку с температурами 350-500оС, где выделяют масляные дистилляты, которые подвергают комплексной очистке и используют для получения товарных масел; по м.в. получают также ряд ценных продуктов для нефтяного синтеза, строительной и химической отраслей промышленности.

Вырабатываемые на нефтеперерабатывающих заводах продукты подразделяют на следующие группы, различающиеся по составу, свойствам и областям применения:

1) топлива – бензины (топлива для двигателей с принудительным зажиганием), реактивные, дизельные, газотурбинные, печные, котельные, сжиженные газы коммунально-бытового назначения; 2) нефтяные масла; 3) парафины и церезины; 4) ароматические углеводороды; 5)нефтяные битумы; 6) нефтяной кокс; 7) пластические смазки; 8) присадки к топливам и маслам; 9) прочие нефтепродукты различного назначения.

БЕНЗИНЫ

Бензины предназначены для применения в поршневых двигателях внутреннего сгорания с принудительным воспламенением (от искры). В зависимости от назначения их разделяют на автомобильные и авиационные. Несмотря на различия в условиях применения автомобильные и авиационные бензины характеризуются в основном общими показателями качества, определяющими их физико-химические и эксплуатационные свойства.
^

Автомобильные бензины


По составу автомобильные бензины представляют собой смесь компонентов, получаемых в результате различных технологических процессов; прямой перегонки нефти, каталитического риформинга, каталитического крекинга и гидрокрекинга вакуумного газойля, изомеризации прямогонных фракций, алкилирования, ароматизации термического крекинга, висбрекинга, замедленного коксования.

При производстве высокооктановых бензинов используются алкилбензин, изооктан, изопентан и толуол. Алкилат (алкилбензин)широкая бензиновая фракция, состоящая практически полностью из изопарафиновых углеводородов; имеет октановое число 90-95 по моторному методу.

Авиационные бензины

Авиационные бензины предназначены для применения в поршневых авиационных двигателях. В отличие от автомобильных двигателей, в авиационных используется в большинстве случаев принудительный впрыск топлива во впускную систему, что определяет некоторые особенности авиационных бензинов по сравнению с автомобильными. В связи с жесткими условиями применения авиационных бензинов к ним предъявляются более высокие требования, чем к автомобильным, в их состав входят компоненты ограниченного числа технологических процессов: прямой перегонки нефти, каталитического риформинга, алкилирования, ароматизации (т.е. компоненты, обладающие высокими антидетонационными свойствами и химической стабильностью). В состав авиационных бензинов могут также входить продукты изомеризации прямогонных фракций. Продукты вторичных процессов, содержащие олефиновые углеводороды, для получения авиационных бензинов не используются. С целью улучшения антидетонационных свойств бензинов в них вводят тетраэтилсвинец в больших количествах, чем в автомобильные бензины. Для стабилизации этиловой жидкости при хранении авиабензинов добавляется антиокислитель 4-оксидифениламин или Агидол-1. Как и все этилированные топлива, для безопасности в обращении и маркировки, авиационные бензины должны быть окрашены.
Испаряемость

Для обеспечения полного сгорания топлива в двигателе необходимо перевести его в короткий промежуток времени из жидкого состояния в парообразное и смешать с воздухом в определенном соотношении - 1:14 - т.е. создать рабочую смесь. К физико-химическим показателям, от которых зависит испаряемость бензинов, относят давление насыщенных паров, фракционный состав, скрытую теплоту испарения, коэффициент диффузии паров, вязкость, поверхностное натяжение, теплоемкость, плотность. Из перечисленных показателей важнейшими, определяющими испаряемость бензинов, являются давление насыщенных паров и фракционный состав. По вязкости, поверхностному натяжению, скрытой теплоте испарения, коэффициенту диффузии паров, теплоемкости бензины разного состава сравнительно мало различаются между собой, и эти различия нивелируются конструктивными особенностями двигателей. Давление насыщенных паров и фракционный состав являются функциями состава бензина, и эти показатели могут существенно различаться для разных бензинов. Эти два параметра определяют пусковые свойства бензинов, их склонность к образованию паровых пробок, физическую стабильность.

^ Давление насыщенных паров

Давление насыщенных паров зависит от температуры и от соотношения паровой и жидкой фаз и уменьшается с уменьшением температуры и увеличением отношения паровой фазы к жидкой. В лабораторных условиях давление насыщенных паров определяют при температуре 37,8°С и соотношении паровой и жидкой фаз (3,8-4,2):1 в "Бомбе Рейда" (ГОСТ 1756-52) или аппарате с механическим диспергированием типа "Вихрь" (ГОСТ 28781—90).

Фракционный состав

^ Фракционный состав бензинов определяют перегонкой на специальном приборе, при этом отмечают температуру начала перегонки, температуру выпаривания 10, 50, 90 % и конца кипения, или объем выпаривания при 70, 100 и 180°С. Требования к фракционному составу и давлению насыщенных паров бензинов определяются конструкцией автомобильного двигателя и климатическими условиями его эксплуатации.

Приемистость – способность бензинов к повышению детонационной стойкости при добавлении антидетонаторов. Наиболее существенное влияние на скорость прогрева двигателя и его приемистость оказывает температура перегонки 50 % бензина.

  1. Для нормальной работы двигателя большое значение имеет полнота испарения топлива, которая характеризуется температурой перегонки 90 % бензина и температурой конца кипения. При неполном испарении бензина во впускной системе часть его может поступать в камеру сгорания в жидком виде, смывая масло со стенок цилиндров. Жидкая пленка через зазоры поршневых колец может проникать в картер, при этом происходит разжижение масла. Это приводит к повышенным износам и отрицательно влияет на мощность и экономичность работы двигателя. Снижение температуры конца кипения бензинов может повысить их эксплуатационные свойства, однако это снижает ресурс бензинов. Температура конца кипения (tк.к.) бензинов также характеризует полноту сгорания бензинов и равномерность распределения рабочей смеси по цилиндрам двигателя; при tк.к. выше 220 оС происходит неполное сгорание бензинов, повышается его расход, а также увеличивается износ двигателя, снижаются его экономичность и мощность.

^ Детонационная стойкость

Этот показатель характеризует способность автомобильных бензинов противостоять самовоспламенению при сжатии. Высокая детонационная стойкость топлив обеспечивает их нормальное сгорание на всех режимах эксплуатации двигателя.

Показателем детонационной стойкости автомобильных бензинов является октановое число. Октановое число численно равно содержанию (% об.) изооктана (2,2,4,-триметилпентана) в его смеси с н – гептаном, которая по детонационной стойкости эквивалентна топливу, испытуемому на одноцилиндровом двигателе с переменной степенью сжатия в стандартных условиях на бедной рабочей смеси. В лабораторных условиях октановое число автомобильных бензинов и их компонентов определяют на одноцилиндровых моторных установках УИТ-85 или УИТ-65. Склонность исследуемого топлива к детонации оценивается сравнением его с эталонным топливом, детонационная стойкость которого известна. Октановое число на установках определяется двумя методами: моторным (по ГОСТ 511-82) и исследовательским (по ГОСТ 8226-82).

Химическая стабильность

Этот показатель характеризует способность бензина сохранять свои свойства и состав при длительном хранении, перекачках, транспортировании или при нагревании впускной системы двигателя. Химические изменения в бензине, происходящие в условиях транспортирования или хранения, связаны с окислением входящих в его состав углеводородов. Следовательно, химическая стабильность бензинов определяется скоростью реакций окисления, которая зависит от условий процесса и строения окисляемых углеводородов.

^
ДИЗЕЛЬНЫЕ ТОПЛИВА

Дизельное топливо предназначено для быстроходных дизельных и газотурбинных двигателей наземной и судовой техники. Воспламенение топлив в дизельных двигателях происходит при впрыске топлива в воздух, нагретый до высокой температуры за счет сжатия поршнем. Дизельные двигатели относятся к наиболее экономичным тепловым двигателям, у них меньше расход топлива и выше КПД, чем у карбюраторных. В то же время дизели отличаются большей сложностью в изготовлении, большими габаритами. По экономичности и надежности работы дизели успешно конкурируют с карбюраторными двигателями. Дизели устанавливаются на тракторах, тепловозах, морских и речных судах, тяжеловесных грузовых автомобилях и автобусах.

Дизельные топлива состоят из средних дистиллятных фракций нефти, перегоняющихся в пределах 180-3600С, легких газойлей каталитического крекинга и гидрокрекинга. Для улучшения качественных характеристик в дизельные топлива вводят присадки (депрессорные, моющие, повышающие цетановое число, антидымные и др.).

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

^

Приборы, реактивы, материалы


Топливо, колба Вюрца, насадка Вюрца, прямой холодильник, алонж, мерный цилиндр, термометр на 2500С, кипелки, электронагревательный прибор.

Проведение работы





Рисунок. Установка для перегонки

1 – термометр,

2 – насадка Вюрца,

3– круглодонная колба,

4 – холодильник Либиха,

5 – алонж,

6 – приемник - мерный цилиндр.


Собирают установку для перегонки представленную на рисунке. Во взвешенную колбу помещают 35 мл отфильтрованного нефтепродукта и снова взвешивают для определения массы нефтепродукта, по данным результатам приблизительно оценивают плотность топлива. В колбу помещают кипелки. При простой перегонке термометр следует помещать так, чтобы верхняя граница ртутного шарика находилась на уровне нижнего края отверстия отводной трубки. Нагревательный прибор подставляют и включают только после того, как вся установка для перегонки полностью собрана и проверено плотное присоединение шлифов, наличие кипелок, и приемника.

Определение фракционного состава нефтепродукта проводится параллельно двумя способами, описанными в задании. Для установления фракционного состава по первому методу следует предварительно рассчитать объем нефтепродукта, который должен отогнаться при 10, 50 и 90% перегонке и при соответствующих значениях фиксировать температуру перегонки. После окончания перегонки дать остыть колбе и определить объем остатка мерным цилиндром. Рассчитать потери при перегонке. Полеченные результаты занести в таблицу и сделать выводы по типу и классификации топлива.

Таблица.

^ Фракционный состав нефтепродукта

V топлива =35 мл

m пустой колбы =197,1 г

m колбы и топлива =219,6 г

m топлива =22,5 г

Показатель

Эксперименталь-ные данные

^ Характеристики топлива в соответствии с ГОСТ 2084-77

Плотность топлива, г/см3

0,643

0,7

Температура начала кипения, 0С

35

Не ниже 35

Температура перегонки топлива

10 %

50

Не выше 60

50%

100

Не выше 105

90%

168

Не выше 170

Объем испарившегося топлива, % при температуре

700С

23

15-50

1000С

43

40-70

1800С

-

Не менее 85

Остаток в колбе, % (об.)

20

2

Потери, % (об.)

0,7

2

Остаток и потери, % (об.)

20,7

4



Вывод
Проанализирован состав предложенного топлива. По экспериментальным данным топливо можно отнести автомобильным бензинам. Класс испаряемости равен 4, что соответствует зимнему бензину.
Литература


  1. Исагулянц В.И., Егорова Г.М. Химия нефти. М.: Химия, 1965.

  2. Рыбак Б.М. Анализ нефти и нефтепродуктов. М.: Гостоптехиздат, 1962.

Похожие:

Лабораторная работа «Определение фракционного состава топлив» iconЛабораторная работа определение фракционного состава нефти и нефтепродуктов...
Цель работы: определить фракционный состав нефти. Рассчитать среднюю молекулярную массу алканов в составе нефти
Лабораторная работа «Определение фракционного состава топлив» iconТеоретические вопросы для сдачи допусков к лабораторным работам по курсу «химия нефти»
Работа №1 «Определение фракционного состава нефти и нефтепродуктов путем прямой перегонки и ректификации»
Лабораторная работа «Определение фракционного состава топлив» iconЛабораторная работа №1 по теме «Определение цены деления измерительного прибора»
Измерение физических величин. Точность и погрешность измерений. Лабораторная работа №1 по теме «Определение цены деления измерительного...
Лабораторная работа «Определение фракционного состава топлив» iconЛабораторная работа. «Определение анилиновой точки»
Свойства нефтепродуктов в значительной степени определяется их углеводородным составом. Его знание необходимо для правильного применения...
Лабораторная работа «Определение фракционного состава топлив» iconИспользование тяжелых топлив в судовых дизелях
Ухудшился процесс сгорания топлив, повысилась опасность отложений в камере сгорания и выхлопном тракте. Во многих случаях для эффективного...
Лабораторная работа «Определение фракционного состава топлив» iconЛабораторная работа
Лабораторная работа: Наблюдение сплошного и линейчатого спектров излучения Физика 11 класс моу сош с. Карасу
Лабораторная работа «Определение фракционного состава топлив» iconЛабораторная работа № Цель: Систематизировать знания по видам тканей
Тема. Волокнистые швейные материалы. Пряжа. Свойства ткани. Лабораторная работа №2
Лабораторная работа «Определение фракционного состава топлив» iconЛабораторная работа n 28
Целью работы является определение удельного заряда электрона методом магнетрона и оценка погрешности его измерения
Лабораторная работа «Определение фракционного состава топлив» iconЛабораторная работа 1 Тема
Работа Определение групп крови. Под группами крови аво понимают различные сочетания антигенов (агглютиногенов), находящихся в эритроцитах,...
Лабораторная работа «Определение фракционного состава топлив» iconКурсовая работа по курсу "Экономика электроснабжения" на тему "Технико-экономический...
Расчёт численности и состава работающих, определение фонда заработной платы
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2019
контакты
pochit.ru
Главная страница