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»

 

Выполнил: студент группы ХТП-101

Мерзликина А. С.

Проверила:

Овчарова Анна Сергеевна.

 

 

Ставрополь, 2013

Содержание

1. Битумы. 3

1.1Введение. 3

1.2 Свойства битумов и методы их определения. 4

2. Определение шифра коробковской нефти по ГОСТ 38.1197-80 и ГОСТ Р51858-2002. 8

3. Задачи. 9

Задача №1.. 9

Задача №2. 13

Задача №3. 19

Задача №4. 24

Задача №5. 25

Задача №6. 28

Задача №7. 30

Задача №8. 31

Задача №9. 32

Задача №10. 33

Приложения. 35

Список используемой литературы. 36

 

Битумы.

Введение

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;

Определение шифра коробковской нефти по ГОСТ 38.1197-80 и ГОСТ Р51858-2002.

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.