По дисциплине Химия нефти и газа

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГАОУ ВПО «Северо-Кавказский федеральный университет»

 

Кафедра технологии переработки нефти и промышленной экологии

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «Химия нефти и газа»

Вариант 8

 

 

Выполнил: студент группы ХТП-101

Мерзликина А. С.

Проверила: старший преподаватель

Овчарова Анна Сергеевна.

 

 

Ставрополь, 2013

Содержание:

1. Основные свойства битумов и методы их определения. 3

1.1 Битумы.. 3

1.2 Свойства битумов и методы их определения. 4

1.3 Применение и виды битумов. 7

2. Определение шифра коробковской нефти (бобриковский горизонт) по ГОСТ 38.1197-80 и ГОСТ Р51858-2002. 10

Определение шифра нефти в соответствии с технологической классификацией. 11

Определение шифра нефти в соответствии с технической классификацией. 12

3. Задачи. 13

Задача №1.. 13

Задача №2. 17

Задача №3. 23

Задача №4. 28

Задача №5. 30

Задача №6. 33

Задача №7. 35

Задача №8. 36

Задача №9. 37

Задача №10. 38

Приложения. 40

Приложение 1. 40

Приложение 2. 41

Приложение 3. 42

Приложение 4. 43

Приложение 5. 44

Приложение 6. 45

Список используемой литературы. 46

 

Основные свойства битумов и методы их определения.

Битумы

Битумы (от лат. bitumen - смола). Первоначально к битумам относили только природные образования, в основном нефть и её естественные производные (чаще всего асфальт). Затем битумами стали называть также искусственные асфальтоподобные продукты, получаемые переработкой природных битумов, остатков от перегонки нефти, каменноугольной и сланцевой смол (технические битумы). Кроме того, название битумы распространили на экстракты, извлекаемые органическими растворителями из торфа, бурого угля и др. (битумы твёрдых топлив). Экстракты, извлекаемые из осадков и осадочных пород, называются битумоидами.

Битумами пользовался человек ещё в глубокой древности. Известны сооружения в междуречье Тигра и Евфрата и в Египте, которые возводились с применением битумов за 3000 лет до н. э. битумами покрывали водохранилища и хранилища для зерна, скрепляли плиты стен и полов во дворцах и храмах; битумы использовали для гидроизоляции тоннеля, построенного в начале 1-го тыс. до н. э. под р. Евфратом.

Природные битумы подразделяются на нафтиды и нафтоиды. Нафтиды весьма широко распространены в природе - это нефть и её естественные производные: мальты, асфальты, асфальтиты, кериты, озокериты и т.д. Мальты представляют собой вязкие сгустившиеся нефти, подвергшиеся выветриванию. Они состоят из масел (40-65%) и асфальтово-смолистых компонентов (не менее 35%). Дальнейшее изменение мальт под влиянием того же фактора приводит к образованию: твёрдых, но легкоплавких асфальтов, содержащих 60-75% асфальтово-смолистых веществ; асфальтитов - твёрдых высокоплавких и полностью растворяющихся в хлороформе и сероуглероде продуктов, содержащих более 75% асфальтово-смолистых веществ; керитов, к которым относят также вещества, характеризующиеся лишь частичной, иногда очень слабой растворимостью в органических растворителях. К битумам иногда относят также все углеводородные в своей основе природные газы (газообразные нафтиды). Нафтоиды - нафтидоподобные продукты естественной возгонки органического вещества под влиянием магматического тепла. Они встречаются значительно реже нафтидов, ещё очень слабо изучены и не имеют промышленного значения.

Технические битумы - продукты, обладающие обычно твёрдой или вязкой консистенцией и получаемые главным образом из тяжёлых нефтяных остатков, богатых асфальтово-смолистыми веществами, следующими методами: глубокой вакуумной перегонкой тяжёлых нефтяных остатков - мазутов, гудронов и др. - при 300-350°С (остаточные битумы); окислением кислородом воздуха тяжёлых остатков от перегонки нефти (гудронов и др.) при 260-280°С (окисленные битумы); смешением окисленных битумов с неокисленными нефтепродуктами (компаундированные битумы).

Основные компоненты нефтяных битумов - асфальтены, смолы и нефтяные масла. Первые обусловливают твёрдость битумов, вторые - цементацию и эластичность, третьи служат разжижающей средой для смол и асфальтенов [1]. Промышленность изготовляет твёрдые, полутвёрдые и жидкие битумы.

Свойства битумов и методы их определения.

Важнейшими свойствами битумов, характеризующими их качество, являются: - вязкость; - пластичность;

Применение и виды битумов.

Применение битума как одного из наиболее известных инженерно-строительных материалов основано на его адгезионных и гидрофобных свойствах. Область… Главным же потребителем битума является дорожное строительство (около 90 %), в… Вязкие битумы, применяемые в дорожном покрытии, используются как вяжущее между каменными материалами. Долговечность…

Определение шифра коробковской нефти (бобриковский горизонт) по ГОСТ 38.1197-80 и ГОСТ Р51858-2002.

Вологодская область расположена на юго-востоке Русской платформы в районе сочленения юго-восточного склона Воронежского свода. Прикаспийской впадины… Разведочное бурение в Вологодской области было начато в годы Великой…

Определение шифра нефти в соответствии с технологической классификацией.

Таблица №1

Нефть	Содержание серы, % (масс.)	Выход фракций до 350 °С (% масс.)	Потенциальное содержание базовых масел, % (масс.)	Индекс вязкости	Содержание парафинов в нефти, % (масс.)	Шифр нефти
нефть	бензин	реактивное топливо	дизельное топливо	на нефть	на мазут
Коробковской	0.42	0.03	0.09	0.32	63.1	22.5	60.98		4.8	IIT1M2И1П2

 

Шифр нефти коробковской (бобриковский горизонт) по технологической классификации– IIT₁M₂И1П₂

Определение шифра нефти в соответствии с технической классификацией

Таблица№2

Нефть	Содержание серы, % (масс.)	Плотность нефти, кг/м3	Содержание воды, % масс.	Концентрации хлористых солей, мг/дм3	Содержание мех. примесей, % масс.	Давление насыщеных паров, мм рт. ст.	Массовая доля сероводорода, млн.-1 (ppm)	Шифр нефти
при 20 °С	при 15 °С
Коробковской	0.42	0.8182	0.822	0,40		0,04			1.0.1.1.

 

0.8182+5*0.000752=0,822

По данным полученным из справочника «Нефти СССР» том 2 получается что для нефти Коробковской:

Класс нефти – 1

По плотности – 0

Группа нефти – 1

Вид нефти – 1

Таким образом, по технической классификации Коробковской (бобриковский горизонт) нефть имеет шифр 1.0.1.1. ГОСТ Р 51858-2002

 

Задачи

Задача №1.

Смесь нефтяных остатков (гудрон. крекинг-остаток. крекинг-остаток утяжеленный. экстракт селективной очистки масел). являющая сырьем процесса замедленного коксования. имеет следующие характеристики: массу G кг/ч; среднюю молекулярную массу М кг/кмоль. плотность при 20 °С ρ кг/м³. Найти: массовый. мольный и объемный состав смеси с точностью до 1-ой десятой процента. Ответ представить в виде таблицы.

Дано:

Таблица №1

G1 .кг=m1
G2 .кг=m2
G3 .кг=m3
G4 .кг=m4
M1 .кг/кмоль
M2 .кг/кмоль
M3 .кг/кмоль
M4 .кг/кмоль
ρ1 .кг/м3
ρ2 .кг/м3
ρ3 .кг/м3
ρ4 .кг/м3

 

Решение:

I шаг

Найдем сумму масс всех компонентов по формуле:

 

где m_i – масса компонента, кг; m – масса смеси, кг;

(Кг)

II шаг

Найдем массовую долю компонента в процентах массовых по формуле:

 

где x_i – массовый процент, %масс,; m_i – масса компонента, кг; m – масса смеси, кг;

1) (%масс.)

2) (%масс.)

3) (%масс.)

4) (%масс.)

5) Очевидно что: (%масс.)

 

III шаг

Найдем число моль для каждого компонента по формуле:

 

где N_i – число моль компонента, кмоль; m_i – масса компонента, кг; M_i – молярная масса компонента, кг/кмоль;

1) (кмоль)

2) (кмоль)

3) (кмоль)

4) (кмоль)

5) Найдем общее число моль смеси по формуле:

 

(кмоль)

IV шаг

Найдем мольный процент каждого компонента по формуле:

 

где x_i` – мольный процент компонента, %мол,; N_i – число моль компонента, кмоль; N – число моль смеси, кмоль;

1) (%мол.)

2) (%мол.)

3) (%мол.)

4) (%мол.)

5) Очевидно что

(%мол.)

V шаг

Найдем объем каждого компонента по формуле:

 

где V_i – объем компонента, м³; m_i – масса компонента, кг; ρ_i – плотность компонента, кг/м³;

1) (м³)

2) (м³)

3) (м³)

4) (м³)

5) Найдем объем всей смеси по формуле:

 

 

VI шаг

Найдем объемный процент каждого компонента по формуле:

 

где x_Vi – объемный процент каждого компонента, %об.; V_i – объем каждого каомпонента, м³; V – объем всей смеси, м³;

1) (%об.)

2) (%об.)

3) (%об.)

4) (%об.)

5) Очевидно что

(%об.)

Ответ представлен в таблице №2

Таблица №2

№ п/п	Компонент	Массовый процент. % масс.	Число моль. кмоль	Мольный процент. % мол.	Объем. м3	Объемный процент. % об.
	Гудрон	26.53	16.8930	25.18	9.9799	26.34
	Крекинг-остаток	16.32		14.9	6.0774	16.04
	Крекинг-остаток утяжеленный	31.41	18.3204	27.3	11.6981	30.87
	Экстракт селективной очистки масел	25.73	21.8821	32.61	10.1366	26.75
	Сумма	100%	67.0955	100%	37.8921	100%

 

Задача №2

Дано: Таблица №3 Компонент Объем. м3 Азот …  

Задача №3

в молярном соотношении A/B/C/D; в массовом соотношении A/B/C/D; в объемном соотношении A/B/C/D.