Переработка нефти - Суханов В.П.
Скачать (прямая ссылка):
2—2739 XJ
Все нефтепродукты, получаемые из нефти перегонкой, являются фракциями, выкипающими в определенных температурных пределах. Так, бензиновые фракции выкипают в пределах 35—205° С, керосиновые— 150—315, дизельные— 180—350, легкие масляные дистилляты — 350—420, тяжелые масляные дистилляты — 420—490, остаточные масла-—выше 49O0C Перегонку нефтепродуктов с температурами кипения до 3700C ведут при атмосферном давлении, а с'более высокими температурами кипения — в вакууме либо с применением водяного пара (для предупреждения -!их разложения). В лабораторных условиях наиболее четко можно разделить нефть на фракции, выкипающие в заданных температурных пределах, в аппаратах со специальными ректификационными устройствами— колоннах, заполненных насадкой. В аппаратах такого типа пары из перегонного куба или колбы поступают в ректификационную колонну, где в условиях многократного контактирования с парами из жидкости испаряются низкокипящие компоненты, а из паров конденсируются высококипящие; такая дистилляция обеспечивает более четкое разделение перегоняемого продукта на фракции. Лабораторные приборы с ректификационными колоннами используют главным образом при выяснении потенциального содержания в нефтях светлых нефтепродуктов (в основном выкипающих до 3500C — бензиновых, керосиновых и дизельных фракций) и масел.
Рис. 3. Аппарат для определения фракционного состава нефтепродуктов
При расчетах нефтеперерабатывающей аппаратуры используют такие параметры, как истинная температура кипения (ИТК) нефтяного сырья. Кривее ИТК, получаемые на аппарате ИТК с ректификационной колонной, выражают зависимость между температурой и долей (в %) отгона фракций и достаточно точно характеризуют фракционный состав нефти. Перегонку на аппарате
18
20 W ВО
BbIKoS1 % (мтс^
90
ИТК ведут сначала при атмосферном давлении, а затем в вакууме. Порученные фракции взвешивают, вычисляют их содержание в нефти, анализируют и составляют кривые ИТК, которые Л,ают характеристику изучаемой нефти.
Все описанные выше методы основаны на постепенном испарении, при котором образующиеся пары удаляются в момент их образования. В заводской практике применяют метод однократного испарения (ОИ), при котором пары отделяются от жидкости не постепенно, а однократно, после достижения необходимой степени нагрева. Испытания проводят несколько раз при различных температурах. Полученные данные наносят на график, ординатой которого являются температура, а абсциссой — доля отгона (в %).
На рис. 4 приведены значения ИТК и ОИ для шаимской нефти с
характеристикой получаемых фракций, на рис. 5 •— для ромаш-кинской нефти. Как видно из этих графиков, при постепенном испарении (ИТК) при низких температурах отгоняются только легкие фракции, которые удаляют из сферы нагрева, затем испаряются более высококипя-щие фракции. При однократном испарении легко-кипящие фракции не выводятся из сферы нагрева, способствуя испарению высококипящих фракций при более низких температурах. Так, из рис. 5 видно, что 60%-ный отгон соответствует температуре 34O0C по кривой ОИ и 4500C по кривой ИТК (о составе и фракционировании газов ом.
§ 27).
Рис. 4. Кривые, характеризующие ша-имскую нефть:
/ — плотность d2a4; 2 — кривая ИТК; 3 — кривая ОИ; 4 — молекулярная масса; 5 — температура застывания, °С; 6—8 — кинематическая вязкость соответственно при 20, 50 и 100° С, мн'/с (сСт)
300
500 W WO , ZW
I
¦г
--- -- S I
--- — —I
I
і
0 W 20 SO W 50 60 70 Содержание франции, % (масс.)
Рис. 5. Кривые ОИ (/) и ИТК (2) ромашкинской нефти
2*
19
Тепловые свойства нефти и нефтепродуктов. Они имеют большое практическое значение для составления тепловых балансов всех процессов, связанных с нагреванием или охлаждением. /'
Удельная теплоемкость есть количество тепла, которое необходимо затратить для нагрева 1 кг вещества на 1° С. Примерные значения удельной теплоемкости [кДж(кг-К)], [ккал(кг-°С] *i нефти— 2,1 (0,5); нефтяных паров —2,1 (0,5); воды — 4,19 (1,0).
Зная удельную теплоемкость нефти (нефтепродукта), можно подсчитать количество тепла на ее нагревание. Для этого удельную теплоемкость надо умножить на массу нефти (в кг) и на разность конечной и начальной температур нефти или нефтепродукта (в °С). Теплоемкость нефтепродуктов увеличивается с повышением температуры и уменьшением плотности.
Удельная скрытая теплота испарения есть количество тепла, расходуемое на превращение в пар 1 кг жидкости при температуре ее кипения (скрытой эту теплоту называют потому, что она расходуется не на повышение температуры продукта, а на его испарение^. Средние значения скрытой теплоты испарения при атмосферном давлении составляют, кДж/кг (ккал/кг): воды — 2257 (539), бензина —293,3—314,3 (70—75), керосина —230—251 (55—60), дизельных топлив —209—213 (50—52), масел— 167—209 (40—50). Таким образом, с повышением плотности и молекулярной массы нефтепродукта, а также температуры и давления скрытая теплота его испарения уменьшается.
С известным приближением скрытую теплоту испарения можно определить по формуле: L = T-22/М, где L — скрытая теплота испарения, ккал/кг; M —молекулярная масса; T — абсолютная температура кипения, К (273 + /, °С); для фракции принимают среднюю температуру ее кипения.
