Лабораторная работа. НЕКОТОРЫЕ СПОСОБЫ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ.

НЕКОТОРЫЕ СПОСОБЫ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ

Опыт 1. Определение фракционного состава топлива

Испаряемость топлива является одной из важных эксплуатационных характеристик. Испаряемостью жидкости называется способность переходить в газообразное состояние. О ней судят главным образом по двум показателям: фракционному составу и давлению насыщенных паров.

Углеводородное топливо представляет собой жидкость сложного состава, состоящую из большого количества индивидуальных углеводородов. Такая жидкость не имеет определенной температуры кипения. Процесс кипения происходит в некотором интервале температур. Характеризовать испаряемость подобных жидкостей можно фракционным составом, то есть предельными температурами выкипания определенных объёмных долей (фракций). Характерными точками фракционного состава считают температуру начала выкипания 10, 20, 50, 90 % объёма топлива и температуру конца кипения. Фракционный состав топлива определяют на установке, схема которой показана на рис.12.1.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ:

1. В колбу 2 налить 100 мл исследуемого топлива нагреть с помощью нагревателя 1. Пары топлива, проходя через холодильник 3, конденсируются и стекают в приемный цилиндр 4.

2. По термометру отмечают температуру, при которой в мерный цилиндр падает первая капля (температура начала кипения).

3. Далее отмечают температуры, при которых в мерном цилиндре собирается определенный процент конденсата (10, 20, 50, 90 %). За температуру конца кипения принимают температуру выкипания 97,5 – 98 % топлива.

Сделать выводы по результатам опыта.

Рис.12.1. Схема установки для определения фракционного состава топлива: 1 – нагреватель; 2 – колба; 3 – холодильник; 4 – мерный цилиндр

Опыт 2. Определение давления насыщенных паров

Топлива

Давление (упругость паров) нефтепродуктов определяют главным образом для топлив, применяемых в двигателях с искровым зажиганием (бензинов). Технические условия на нефтепродукты ограничивают верхнее значение давления паров, как меру предотвращения образования «паровых пробок» в топливной системе двигателя.

При испарении жидкости в замкнутом пространстве одновременно идет противоположный испарению процесс конденсации. Чем выше давление над жидкостью, тем интенсивнее процесс конденсации. При достижении некоторого давления наступает динамическое равновесие: число молекул, покидающих поверхность жидкости, равно числу молекул, возвращающихся в жидкость. Такое давление называется давлением насыщенного пара. Оно сильно зависит от температуры: с повышением температуры оно увеличивается.

Для жидкостей, представляющих собой сложные смеси, давление насыщенных паров зависит от соотношения объёмов паровой и жидкой фаз. Например, в случае авиационного бензина при увеличении объёма жидкой фазы в 5 раз давление насыщенных паров при температуре 0^о С увеличивается примерно в 3 - 3,5 раза, а при температуре 50^о С – в 2 - 2,5 раза.

Определение давления насыщенных паров топлива производят на установке, схема которой дана на рис.12.2. Давление насыщенных паров определяют по увеличению объёма паровоздушной смеси после испарения топлива в бюретке при постоянном давлении и соотношении жидкой и паровой фаз 1:3.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ:

1. Уравнительную склянку 12 заполнить водой и проверить на герметичность.

2. Установить в сосуде температуру 38^о С.

3. Открыть краны 6 и 9 и заполнить бюретку 3 водой, поднимая уравнительную склянку 12.

4. Закрыть кран 9, опустить склянку на такой уровень, при котором в бюретке должен оказаться нужный объём воздуха.

Рис.12.2. Схема прибора для определения давления насыщенных паров: 1 – сосуд с водой; 2 – тройник; 3 – бюретка; 4 – барометрическая трубка; 5 – мешалка; 6 – кран; 7 – соединительная трубка; 8 – пипетка; 9 – кран; 10 – термометр; 11 - сифонная трубка; 12 – уравнительная склянка; 13 – электронагреватель

5. Медленно открывая кран 9, слить из бюретки воду и засосать воздух. Воздух выдерживают при температуре 38^о С в течение 5 минут и закрывают кран.

6. При помощи трубки 7 подсоединить к прибору пипетку 8 с испытуемым топливом. Опустить уравнительную склянку на предполагаемый уровень после расширения смеси и, открывая кран 9, слить топливо из пипетки в бюретку, кран закрыть.

7. Установить уравнительную склянку так, чтобы уровень жидкости в барометрической трубке был на одной высоте с уровнем топлива в бюретке, и выдержать 5 минут, после чего отсчитать объём паровой фазы по верхнему мениску топлива в бюретке.

8. Давление насыщенных паров топлива рассчитать по формуле

где Р – давление насыщенных паров топлива, кПа; V₁ – первоначальный объём воздуха ( до испарения топлива), мл; V₂ – объём паровоздушной смеси (после испарения топлива), мл; Р_атм. – атмосферное давление, кПа; 6,62 – давление насыщенных паров воды в бюретке при температуре 38^о С, кПа.

Сделать выводы по результатам опыта.