Определение фракционного состава нефти и нефтепродуктов: Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Технический анализ нефти и нефтепродуктов» и курсу «Технический анализ и сертификация»

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет»

Кафедра «Машины и аппараты химических производств»

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА

НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ

Методические указания к лабораторной работе по дисциплине

«Технический анализ нефти и нефтепродуктов»

и курсу «Технический анализ и сертификация»

для студентов специальностей 240801 «Машины и аппараты химических производств» и 130603 «Оборудование нефтегазопереработки»

 всех форм обучения

Комсомольск-на-Амуре 2009

УДК 656.6.001.24: 006.354

Определение фракционного состава нефти и нефтепродуктов : методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Технический анализ нефти и нефтепродуктов» и курсу «Технический анализ и сертификация» / сост. : А. В. Ступин, А. А. . – Комсомольск-на-Амуре : ГОУВПО «КнАГТУ», 2009. – 20 с.

Рассмотрены методы определения фракционного состава нефти и нефтепродуктов, приведены описание оборудования и методика проведения испытаний.

Методические указания предназначены для студентов специальностей 130603 «Оборудование нефтегазопереработки» и 240801 «Машины и аппараты химических производств» всех форм обучения.

Печатается по постановлению редакционно-издательского совета ГОУВПО «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет».

Согласовано с отделом менеджмента качества.

Рецензент Г. В. Коннова

Редактор

Цель работы: познакомиться с методами и оборудованием для определения фракционного состава нефти и нефтепродуктов.

1 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Фракционированием называется разделение сложной смеси компонентов на смеси более простого состава или в пределе на индивидуальные составляющие. Применительно к нефти такое разделение можно проводить разными методами, основанными на различиях в физико-химических свойствах составляющих смеси: температурах кипения (перегонка и ректификация), скоростях испарения (молекулярная перегонка, тонкослойное испарение), склонности к адсорбции на различных пористых телах (хроматография), растворимости в различных растворителях (экстракция), температурах плавления (кристаллизация из растворов) и др.

Нефтяные фракции, получаемые при перегонке нефти, являются смесью углеводородов и, в отличие от индивидуального соединения, не имеют определенной температуры кипения. Они характеризуются температурами начала перегонки и конца кипения, фракционным составом.

Фракционный состав является одним из нормируемых показателей нефтяного топлива и бензинов. Фракционный состав является определяющей характеристикой при установлении области применения нефтепродуктов.

Для карбюраторных и нефтяных топлив нормируются:

– температура начала кипения;

– температуры, при которых отгоняется 10, 50 и 90 % от загрузки;

– температура, при которой отгоняется 97,5 % для авиационных бензинов и бензинов-растворителей;

– температура, при которой отгоняется 98 % для реактивных топлив;

– температура, при которой отгоняется 96 % для дизельных топлив;

– температура конца кипения для автомобильных бензинов.

Фракционный состав моторных топлив имеет важное эксплуатационное значение, поскольку характеризует их испаряемость в двигателях и давление паров при различных температурах. Топливо для двигателей с зажиганием от искры должно иметь такую испаряемость, которая обеспечивала бы следующее:

– легкий запуск двигателя при низких температурах;

– быстрый прогрев двигателя;

– хорошую приемистость двигателя к переменам режима работы;

– равномерное распределение топлива по цилиндрам.

Топливо для воздушно-реактивных двигателей должно быть утяжеленного фракционного состава (с температурой кипения порядка 150 – 280 °С) для обеспечения надежной работы системы подачи топлива на больших высотах без образования паровых пробок. Топливо также должно отличаться хорошей испаряемостью в камере сгорания и полнотой сгорания.

Значение нормируемых температур рассмотрим на примере автомобильных и авиационных бензинов:

– температура начала кипения и выкипания 10 % топлива характеризует пусковые свойства топлива. Чем ниже эти температуры, тем больше в топливе легко испаряющихся компонентов и тем легче и при более низкой температуре можно запустить холодный двигатель. Но чрезмерное облегчение фракционного состава, особенно для авиационных бензинов, не допустимо из-за возможности образования газовых пробок в топливоподающей системе и прекращения подачи топлива в камеру сгорания;

– температура выкипания 50 % топлива оказывает решающее влияние на быстроту прогрева двигателя и на расход топлива для этой цели. С понижением этой температуры прогрев двигателя ускоряется, а расход топлива уменьшается, повышается легкость перехода двигателя с одного режима работы на другой. Но чрезмерное уменьшение данной температуры может вызвать