WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

В данной работе предлагается дополнить методику определения ФС одновременным измерением температуры кипения и легко измеряемого показателя качества – плотности или показателя преломления отогнанным дистиллятам 10 % фракций исследуемых топлив. В совокупности полученные экспериментальные данные по и являются, как показано в наших работах, необходимым и достаточным условием для моделирования и инженерных расчетов ММ и ряда физико-химических свойств (ФХС) – стандартных, критических и термодинамических констант индивидуальных и смесей (нефтяных) углеводородов, а также, что не менее важно, для качественной идентификации, оценки УС и элементного состава топлив. Ниже представлены результаты проведенных по предлагаемой методике исследований молярной массы и углеводородного состава компонентов и товарных бензинов (7 образцов) и дизельных топлив (ДТ) (4 образца) Уфимских НПЗ. В экспериментах для измерения относительной плотности использовали пикнометрический метод по ГОСТ 3900. Молярную массу узких фракций и исследуемых топлив рассчитывали по формулам (1-4).

Для расчета средней температуры кипения компонентов и товарных МТ по данным Мср, нами предлагается следующая формула:

. (15)

Расчет среднего значения производили по формуле (13), приняв =. На рисунках 3-5 представлены результаты определения ФС, расчетов ММ, только для трех исследованных компонентов автобензинов.

Нами установлено, что данные Мср, и позволяют вычислить («предвидеть») и элементный состав усредненного гипотетического углеводорода СnНµ. Математической обработкой корреляционной зависимости показателя элементного состава от М, и применительно к индивидуальным углеводородам получили следующую формулу:

. (16)

Средняя погрешность модели составляет 1,2 %.

Ниже приводим зависимость от n для индивидуальных углеводородов:

- алканы = 2 + 2 / n; - алкилцикланы = 2; - алкилбензолы = 2 - 6 / n.

Далее по формуле и вычислили числа углеродных и водородных атомов в молекуле гипотетического углеводорода (таблица 5) и затем его элементный состав (в % масс.):

(17)

Полученные данные по элементному составу гипотетического углеводорода позволяют рассчитать теплоты сгорания моторных топлив (, МДж/кг), например, по формуле Менделеева Д.И.:

, (18)

где - соответственно массовые концентрации углерода, водорода, кислорода, серы и влаги в топливе.

Так, бензин АИ-92: = 44,50 МДж/кг ();

АИ-95: = 44,07 МДж/кг ();

ДТ Евро: = 43,21 МДж/кг ().

Таблица 5 – Результаты расчета средней молярной массы, температуры кипения, структурного алканового индекса, числа углеродных и водородных атомов в молекуле гипотетического углеводорода для компонентов и товарных моторных топлив

Компоненты и товарные моторные топлива

Мср

,C

СnНµ

n

µ

Бензин прямогонный ГО

Бензин ГК

Бензин Алк.

Бензин КК («Г-43-107»)

Бензин КР

Бензин АИ-92

Бензин АИ-95

ДТпр

ЛГ ГК «Уфанефтехим»

ЛГ КК («Г-43-107»)

ДТ Евро «Уфанефтехим»

0,7498

0,7373

0,6993

0,7435

0,7554

0,7291

0,7536

0,8490

0,8164

0,9646

0,8188

119,6

108,4

107,5

102,7

104,2

97,9

98,5

199,1

169,0

176,4

170,0

134,0

114,3

106,6

106,0

110,3

95,8

100,7

272,5

221,3

277,8

223,4

1,45

1,41

1,03

1,58

1,76

1,44

1,83

3,74

2,47

77,40

2,55

8,4

7,6

7,5

7,3

7,4

6,9

7,0

14,6

12,1

-

12,2

18,0

16,5

17,0

15,4

15,4

15,0

14,5

24,2

22,8

-

22,8

Рисунок 3 – Кривые распределения температуры кипения, молярной массы и структурного алканового индекса бензина гидрокрекинга

Рисунок 4 – Кривые распределения температуры кипения, молярной массы и структурного алканового индекса бензина алкилирования

Рисунок 5 – Кривые распределения температуры кипения, молярной массы и структурного алканового индекса бензина каталитического риформинга

Приведенным компонентам автобензинов можно дать краткую характеристику по фракционному, углеводородному и элементному составам.

1 Бензин ГК (73,5-157 C, =0,7373) получен на установке гидрокрекинга вакуумного газойля «Уфанефтехим». В интервале выкипания имеет следующее распределение (см. рисунок 3): = 0,69850,7667; Мi =93,0126,0; =1,191,66. В результате расчетов получены следующие средние значения гипотетического углеводорода (см. таблицу 5): Мср = 108,4; = 114,3 C; = 1,41; брутто-формула: С7,6Н16,5. Исходя из кривой распределения по фракциям относительно УС можно заключить, что рассматриваемый бензин состоит преимущественно из С6–С9 углеводородов с преобладанием алканов и алкилцикланов. Обычно головная фракция бензина ГК, содержащая изоалканы С5–С6, характеризуется достаточно высокой детонационной стойкостью и используется как компонент товарного бензина, а концевая фракция направляется на КР.

2 Бензин Алк (45-194 C, =0,6993) является компонентом товарных АБ. В интервале выкипания имеет следующее распределение (см. рисунок 4): =0,66850,7345; Мi =84,2140,1; ~ 1,07. В результате расчетов получены следующие средние значения гипотетического углеводорода (см. таблицу 5): Мср=107,5; = 106,6 C; = 1,03; брутто-формула: С7,5Н17,0. Исходя из кривой распределения по фракциям относительно УС можно заключить, что рассматриваемый бензин состоит преимущественно из С6–С8 алканов изостроения.

3 Бензин КР (42-200 C, =0,7554) является высокооктановым компонентом товарных АБ с октановым числом 95-100 (по исследовательскому методу). В интервале выкипания имеет следующее распределение (см. рисунок 5): = 0,66210,8680; Мi=79,7132,0; =1,108,29. В результате расчетов получены следующие средние значения гипотетического углеводорода (см. таблицу 5): Мср = 104,2; =110,3 C; = 1,76; брутто-формула: С7,4Н15,4. Исходя из кривой распределения по фракциям относительно УС можно заключить, что непрерывное возрастание значений с повышением температуры выкипания бензина КР обусловливается увеличением доли моноциклических, преимущественно С7–С8, ароматических углеводородов.

Для автобензинов можно провести аналогичный расчет по показателю преломления и средней температуре кипения [8].

В связи с ужесточением экологических требований автобензины (АБ) и дизельные топлива должны выпускаться по нормам Европейского союза и США. Начиная с 2008 года в РФ моторные топлива должны соответствовать требованиям Евро-3, а с 2010 года – Евро-4. Так, для товарных АБ в соответствии с ГОСТ Р.51866 (EN-222-99) ограничивается содержание аренов и бензола (% об.) не более 35 и 1,0 соответственно; а для дизельных топлив по европейским нормам EN-590-2000 (ТУ 38.401-58-296-2001) ограничивается содержание полициклических аренов не более 2 % об. Предлагаемый является достаточно чувствительным «индикатором» углеводородного состава, особенно по отношению к ароматизированности МТ, позволяет без проведения специальных лабораторных анализов косвенно оценить УС топлив и их фракций. Однако отметим, что данный показатель применительно к изоалканам и алкенам незначительно отличается от для н.алканов. Отсюда следует, что 1 будет характеризовать в целом содержание в нефтяных фракциях и топливах ациклических углеводородов. Разумеется, по значениям нельзя оценивать такие гостируемые показатели качества МТ, как детонационная стойкость, цетановое число, содержание общей серы, химическая стабильность, коррозионная активность, смазывающая способность, низкотемпературные свойства и др.

можно рассматривать, как оценочный показатель не только применительно к углеводородным системам, но и к нефтям. Практическую ценность будет представлять информация предварительной оценки их товарных качеств и прогнозирования наиболее рациональных схем переработки на НПЗ.

ВЫВОДЫ

1 Для инженерных расчетов технологических процессов нефтехимпереработки разработана новая зависимость температуры кипения индивидуальных углеводородов и нефтяных систем от давления.

2 В аналоговый метод расчета ФХС внесены следующие дополнения:

- в конститутивном методе рассчитаны значения инкрементов для структурных составляющих индивидуальных углеводородов;

- в аналогово-информативном методе разработана модель зависимости изомольного алканового индекса от температуры кипения и показателя преломления.

3 Предложены новые формулы для расчета молярной массы, стандартных и псевдокритических констант узких нефтяных фракций, выкипающих до 350°C:

- по стандартной температуре кипения и относительной плотности;

- по стандартной температуре кипения и показателю преломления.

4 Предлагаются модели для определения вероятного углеводородного состава и брутто-формулы нефтяной фракции.

5 Разработана новая методика исследования вероятного углеводородного состава нефтяных топливных фракций, которая используется студентами в учебном процессе при проведении занятий по дисциплине «Химия природных энергоносителей» для специальности 24.04.03 «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов».

Основные положения диссертационной работы опубликованы в следующих работах:

1 Гайсина А.Р. Аналоговый метод моделирования и расчетов стандартных и критических констант физико-химических свойств углеводородов и нефтяных фракций по их температурам кипения и плотностям / А.Р. Гайсина, С.А. Ахметов // Известие вузов. Нефть и газ. – 2008. - № 1. - С.70-75.

2 Гайсина А.Р. Аналоговый метод моделирования и расчетов молярной массы, стандартных и критических констант углеводородов и узких нефтяных фракций / А.Р. Гайсина, С.А. Ахметов // Материалы Международной научно-практической конференции «Нефтепереработка – 2008». - Уфа: Изд-во ГУП ИНХП, 2008. - С.281-282.

3 Гайсина А.Р. Метод определения молярного состава топливных фракций нефти / А.Р. Гайсина, С.А. Ахметов // Материалы Международной научно-практической конференции «Нефтепереработка – 2008». - Уфа: Изд-во ГУП ИНХП, 2008. - С.278-279.

4 Гайсина А.Р. Аналоговый метод моделирования и расчетов характеристических констант индивидуальных углеводородов и узких нефтяных фракций по данным показателя преломления / А.Р. Гайсина, С.А. Ахметов // Материалы Международной научно-практической конференции «Нефтепереработка – 2008». - Уфа: Изд-во ГУП ИНХП, 2008. - С.279-281.

5 Гайсина А.Р. Характеристика компонентов и товарных автобензинов по температуре кипения и плотности их узких фракций / А.Р. Гайсина, Н.Д. Хамид, Ф.Х. Мостафа // Материалы научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2008. - Кн.2. - С.87.

6 Гайсина А.Р. Аналоговый метод моделирования и расчетов молярной массы, стандартных и критических констант углеводородов и узких нефтяных фракций / А.Р. Гайсина, С.А. Ахметов // Вестник АН РБ. – 2008. – Т.13, №3. - С.14-24.

7 Гайсина А.Р. Исследование фракционного и группового углеводородного составов компонентов и товарных моторных топлив по температурным пределам и плотностям / А.Р. Гайсина, С.А. Ахметов // Технология нефти и газа. – 2009. - №3. – С.58-64.

8 Гайсина А.Р. Исследование фракционного и группового углеводородного составов компонентов и товарных автобензинов по температурным пределам кипения и показателям преломления / А.Р. Гайсина, С.А. Ахметов // Нефтепереработка и нефтехимия. – 2009. - №2. - С.15-19.

9 Гайсина А.Р. Исследование качественного углеводородного состава бензина каталитического риформинга / А.Р. Гайсина, С.А. Ахметов // Материалы Международной научно-практической конференции «Нефтегазопереработка – 2009». - Уфа: Изд-во ГУП ИНХП, 2009. - С.134-136.

10 Гайсина А.Р. Расчет критических констант углеводородных систем информативным методом / А.Р. Гайсина, С.А. Ахметов // Материалы Международной научно-практической конференции «Нефтегазопереработка – 2009». - Уфа: Изд-во ГУП ИНХП, 2009. - С.307-308.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»