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.
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 mi – масса компонента, кг; m – масса смеси, кг;
(Кг)
II шаг
Найдем массовую долю компонента в процентах массовых по формуле:
где xi – массовый процент, %масс,; mi – 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 Ni – число моль компонента, кмоль; mi – масса компонента, кг; Mi – 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 xi` – мольный процент компонента, %мол,; Ni – 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 Vi – объем компонента, м3; mi – масса компонента, кг; ρi – 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 xVi – объемный процент каждого компонента, %об.; Vi – 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% |