Введение. Технологическая часть

Введение

Целью курсовой работы является подобрать правильную методику для анализа. Необходимо доказать, что данная методика выбрана верно и подходит для решения поставленных задач, то есть позволяет получить достоверные результаты.

Актуальность физико-химических методов исследования бензина:

Аналитическая химия, являясь фундаментальной наукой, имеет большое практическое значение, поскольку без данных химического анализа о содержании основных и примесных компонентов в сырье, полупродуктах или конечных продуктах производства невозможна правильная организация технологического процесса. В современных условиях развития промышленности, техники и научных исследований происходит постепенное и непрерывное вытеснение классических химических методов анализа инструментальными методами, основанными на физических, физико-химических и биологических явлениях. Методы анализа, основанные на наблюдении измерений физических свойств

анализируемой системы (интенсивность)

окраски, электропроводность, потенциал электрода и т.п.), происходящих в результате определенных химических реакций, называют

физико-химическими методами.

Наибольшее практическое значение среди физико-химических методов имеют следующие:

1) спектральные и другие оптические методы;

2) электрохимические методы;

3) хроматографические методы анализа.

Анализ качества и контроля сырья и продуктов важно проводить для того чтобы удостоверится в показателях качества на соотвествии с ГОСТ.

Для того, чтобы достичь цели курсовой работы нужно выполнить задачи:

1. Изучение учебной и научной литературы, методик анализов бензинов, нефтепродуктов и факторов, влияющих на качество продукции.

2. Изучение основ технологического процесса производства и показателей качество бензинной фракции

3. Провести анализ качества сырья и продукции бензиновой фракции установки АТ

4. Произвести обработку полученных результатов

5. Сравнить полученные результаты на соответствие с ГОСТ

6. Изучить технику безопасности охраны труда и окружающей среды при проведении лабораторной работы

7. Сделать выводы о качестве сырья, продукции бензиновой фракции установки АТ и правильности выбранной методики по проделанной работе

Объект курсовой работы: лаборатория химической промышленности, в которой осуществляется контроль качества сырья и производства бензиновых фракций

Предметом исследования являются физико-химические методы анализа и качества сырья и продукции производства синтетических жирных кислот

Гипотеза исследования можно предположить, что правильно подобранные физико-химические методики анализа по ГОСТ 1756-2000 (ИСО 3007-99) и ГОСТ 12329-77 позволяет произвести точный анализ качества сырья и продуктов бензиновой фракции, в то же врем обладают приемлемыми показателями сходимости и воспроизводимости

1. Технологическая часть

Назначение атмосферного блока является перегонка нефти под небольшим избыточным давлением с получением: топливных, бензиновых, керосиновых, дизельных фракций и мазута

Обезвоженная и обессоленная нефть с блока ЭЛОУ (после подогрева до температуры от 195 до 205⁰С) насосом прокачивается через блок теплообменников поступает на разделение в колонну частичного отбензинивания сырья К-1

Колонна К-1 предназначена для частичного отбензинивания нефти, поскольку в ней отделяется часть бензиновой фракции К-1 служит для разгрузки колонны К-2 и трубчатой печи П-1

Нефть в колонну К-1 подается двумя потоками, холодный подается на 6 тарелку и горячий на 9 тарелку. Отбензинованная нефть из печи возвращается в качестве горячей струи в куб колонны К-1. В колонне К-1 происходит испарение воды, газа и бензиновых фракций, которые выходят сверху колонны и поступают для конденсации в аппараты воздушного охлаждения. затем охлажденный конденсат бензина и воды вместе с газом поступает в рефлексную емкость, где происходит отстой воды о нестабильном бензине и сепарация не сконденсировавших газов от жидкости. Бензин из емкости Е-1 насосом подается частично н орошение колонны К-1 и частично в качестве питания в колонну стабилизации К-4.

Отбензинованная нефть из куба колонны К-1 насосу подается в печь П-1 (с температурой около 260⁰С.

Отбензинованная нефть из печи П-1 поступает в колонну К-2 с температурой 365⁰С. Пары бензиновой фракции и воды от верха колонны К-2 поступают для конденсации в аппараты воздушного охлаждения, затем конденсат нестабильного бензина и воды через холодильник поступают в рефлексную емкость Е-2, где происходит расслаивание нестабильного бензина и воды. Базовая фракция из емкости Е-2 насосом подается на орошение колонны К-2. а избыток направляется в колонну К-4.

Для отпаривания легких фракций из боковых погонов колонны К-2 используется трехсекционная отпорная колонна К-3 (стриппинг). Отпаривание происходит за счет перегретого острого пара. Сырье подается в верхнюю часть отпорной колонны, снабженной массообменными контактными устройствами (тарелками)на которых происходит его взаимодействие с поступающим снизу паром. Сверху стриппинга выводят примести легколетучих компонентов, которые возвращаются обратно в основную колонну. Освобожденная от примесей легколетучих компонентов жидкость (основной продукт) выводится снизу стриппинга.

Авиакеросин выводится из колонны К-2 и поступает в верхнюю секцию отпорной колонны К-3/1. Отпаренная лёгкая фракция возвращается в колонну К-2. Керосин из куба колонны К-3/1 насосом прокачивается через теплообменник в аппараты воздушного охлаждения и выводится с установки на гидроочистку или в товарно-сырьевой цех.

Легкое дизельное топливо выводится из колонны К-2 и поступает поступает в среднюю секцию отпорной колонны К-3/2. Отпаренная лёгкая фракция возвращается в колонну К-2. Легкое дизельное топливо из куба колонны К-3/2 насосом прокачивается через рибойлер, теплообменник в аппараты воздушного охлаждения и выводится с установки на гидроочистку или в товарно-сырьевой цех.

Тяжелое дизельное топливо выводится из колонны К-2 и поступает поступает в нижнюю секцию отпорной колонны К-3/3. Отпаренная лёгкая фракция возвращается в колонну К-2. тяжелое дизельное топливо из куба колонны К-3/3 насосом прокачивается через рибойлер, теплообменник в аппараты воздушного охлаждения и выводится с установки на гидроочистку или в товарно-сырьевой цех, или на установку каталитического крекинга.

Избыточное тепло в колонне К-2 снимается тремя циркуляционными орошениями, которыми регулируется температурный режим колонны и качество получаемый дистиллятов. Верхнее циркуляционное орошение 1 ЦО. среднее циркуляционное орошение 2 ЦО, нижнее циркуляционное орошение 3 ЦО.

Мазут из куба колонны К-2 насосу подается в печь П-2 и далее нагретый до температуры около 390⁰с в вакуумную колонну К-5.

Таким образом с Атмосферного блока установки АВТ для дальнейшей переработки выводится 5 фракций.

1.1 Основы технологии, химизм процесса

Рисунок 1. Установка АТ бензиновой фракции

Варианты подачи орошения в сложную ректификационную колонну:

1- Блок теплообменников; 2-насос, 3-насос; 3- теплообменники; I-водяной пар; II-авиакеросин; III-легкое дизельное топливо; IV-тяжелое дизельное топливо; V-мазут; IX-углеводородный газ;

Таблица 1: установка АТ бензиновой фракции

	Предварительная(испарительная)	Основная
Температура, ^°С	120/2140*	140/320*
Давление, МПа	0,56/0,58*	0,15/0,20
Диаметр, м	3,8	7,0
Высота, м	30,2	45,9
Число тарелок

При хранении, транспортировке и применении бензина может происходить изменение его химического состава, причиной которого в первую очередь являются реакции окисления и полимеризации непредельных углеводородов. Химическую стабильность бензина характеризуют концентрацией фактических смол в бензине (в мг/ 100 см³) и индукционным периодом окисления ( в мин.). Содержание фактических смол в автомобильном бензине не должно привыкать 5 мг/ 100 см³ , а в авиационном -3 мг/100 см³. Индукционный период окисления для улучшения сортов автомобильного бензина должен быть не менее 360 мин.

1.3 Сырье, и готовые продукты процесса

Сырьем для данной установке будет являться нефть. Химическая природа и состав нефти, нефтяных фракций и остатков предопределяет весь комплекс их физико-химических свойств и коллоидно – дисперсное строение нефтяных систем

. В зависимости от состава нефти, варианта ее переработки и особых требований к топливным и масляным фракциям состав продуктов установок первичное перегонки нефти может быть различным. Так, при переработке типовых восточных нефтей, получают следующие фракции (с условными пределами выкипания по преимущественному содержанию целевых компонентов): бензиновые н.к. - 140оС (180 ⁰С); керосиновые от 140 (180) – до 240 ⁰С; дизельные от 240 до350 ⁰С; вакуумный дистиллят (вакуумный газойль) от 350 до 490 ⁰С (500 ⁰С) или узкие вакуумные масляные погоны от 350 – до 400 ⁰С; от 400 до 450 и от 450 до 500 ⁸С; тяжелый остаток - гудрон от до 490 ⁰С (500 ^о0С).

зависимости от варианта переработки нефти с получением, максимального выхода какого - либо одного вида топлива пределы температур выкипания получаемых фракций могут также существенно меняться выход топливных и масляных фракций зависит в первую очередь от состава нефти, т.е. от потенциального содержания целевых фракций в нефтях.

Нефть как сырье для перегонки обладает следующими характерными свойствами: имеет непрерывный характер выкипания, невысокую термическую стабильность тяжелых фракций и содержит в остатке значительное количество сложных гетерогенных органических малолетучих соединений и практически нелетучих смолисто-асфальтеновых и металл-органических соединений, резко ухудшающих эксплуатационные характеристики нефтепродуктов и затрудняющих последующую их очистку.

Поскольку температура термической стабильности тяжелых фракций соответствует примерно температурной границе деления нефти между дизельным топливом и мазутом по кривой ИТК, первичную перегонку нефти до мазута проводят обычно при атмосферном давлении, а перегонку мазута - в вакууме. Выбор температурной границы деления нефти при атмосферном давлении между дизельным топливом и мазутом определяется не только термической стабильностью тяжелых фракций нефти, но и технико-экономическими показателями процесса разделения в целом. В некоторых случаях температурная граница деления проходит около 300 оС, т.е. примерно половина фракции дизельного топлива отбирается с мазутом для получения котельного топлива низкой вязкости. Таким образом, вопрос обоснования и выбора температурной границы деления нефти подробно рассматривают при анализе различных вариантов технологических схем перегонки нефти и мазута.

1.3 Показатели качества

Таблица 2 показатели качества сырья

Показатель	«Нормаль-80»	«Регуляр-91»	«Регуляр-92»	«Премиум-95»	«Супер-98»
Октановое число, не менее: моторный метод	76,0	82,5	83,0	85,0	88,0
Исследовательский метод	80,0	91,0	92,0	95,0	98,0
Исследовательский метод	80,0	91,0	92,0	95,0	98,0
Содержание свинца/дм³, не более	0,010	0,010	0,010	0,010	0,010
Содержание марганца, мг/дм³,не более			-	-	-
Содержание фактических смол, мг/ 100 дм³, не более	5,0	5,0	5,0	5,0	5,0
Содержание серы,% (мас.), не более	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05
Содержание бензола, % (об.), не более
Индукционный период окисления, мин, не менее
Испытание на медной пластине	Выдерживает
Внешний вид	Чистый прозрачный
Плотность 15^°С, кг/м ³	700-750	725-780	725-780	725-780	725-780

Таблица 3. Требования к качеству автомобильных бензинов (ГОСТ.Р 51105-97)

Показатель	Класс
Показатель
Давление насыщенных паров бензина, кПа	35-70	45-80	55-90	60-95	80-100
Фракционных состав: начало кипения,^°С, не ниже			Не нормируется
10% (об.),^°С, не выше
50% (об.),^°С, не выше
90% (об.),^°С, не выше
Конец кипения,^°С, не выше
Остаток в колбе, % (об.)
Остаток потери, %( об.)
Количество испарившегося бензина, % (об.), при температуре: 70,^°С	10-45	15-45	15-47	15-50	15-50
100^°С	35-65	40-70	40-70	40-70	40-70
180,^°С, не менее
Индекс испаряемости, не более

1.4 Применение:

Основными источниками энергии в течении многих лет были и остаются природные ископаемые, хотя в последнее время все большее значение приобретает разработка альтернативных источников энергии. Эволюция в использовании топлива привела к тому, что бензин применятся для работы двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Однако изначально в XIX столетии, для него не нашли лучшего применения, нежели заправка примусов, также он выполнял функцию антисептического средства. Преимущественно из нефти делали керосин, а другие продукты подвергали утилизации. Сразу после изобретения ДВС, бензин стал крайне востребованным, но после того как появились дизельные моторы, набрало популярность дизтопливо в Москве, так как оно обладает повышенным КПД.

Бензин активно используется в карбюраторных двигателях, а также прекрасно подходит для инжекторов. Возможно его применение для изготовления ракетного топлива с высоким импульсом, парафина, он незаменим в качестве растворителя, может использоваться в нефтехимической области.

2. Физико-химические методы анализа природных и промышленных материалов

Все методы количественного анализа основаны на изучении свойства вещества, связанных с концентрацией определенной зависимостью. В так называемых классических методах аналитической химии в качестве таких свойств используются масса вещества и объем раствора. Однако вещество обладает совокупностью многих свойств, оно может поглощать и излучать свет, подвергая радиоактивного распаду. Проводить электрический ток и т.п. Поэтому классические методы постепенно уступают место физико-химическим методам анализа.

Использование различных физических и физико-химических свойств вещества в аналитических целях лежит в основе физико-химических методов анализа.

Физико-химические методы анализа основаны на использовании физико-химического свойства вещества (аналитического сигнала) и нахождении его зависимости от природы вещества и содержания его в анализируемой пробе вопрос давления насыщенных паров важен для функционирования и работы автомобилей с бензиновым двигателем, особенно с карбюратором, а также важен по многим другим причинам.

Таблица 4 Показатели качества

Физико-химические методы анализа	Сущность	ГОСТ
Массовая доля серы, %	Сущность метода заключается в сжигании нефтепродукта в лампе в чистом виде или после разбавления растворителем с последующим поглощением образовавшихся оксидов серы раствором углекислого натрия и титрованием соляной кислотой.	ГОСТ 19121 или ГОСТ Р 50442
Концентрация свинца, г/дм³ ,	Метод заключается в экстрагировании соединений свинца раствором монохлорида йода, разрушении монохлорида йода растворами аммиака и серноватистокислого натрия и спектрофотометрическом определении свинца в виде комплекса с 4-(2-пиридил-азо-)-резорциновом (ПАР) или с сульфарсазеном (плюмбоном).	ГОСТ 22828
Определение бензола и суммарного содержания ароматические углеводородов	Сущность метода заключается в хроматографическом разделении углеводородов бензина на высокополярной селективной неподвижной фазе, обеспечивающей элюирование бензола после насыщенных и олефиновых углеводородов и определении бензола и суммарного содержания ароматических углеводородов.	ГОСТ 29040-91
Методы определения йодных чисел и содержание непредельных углеводородов	Сущность методов заключается в обработке испытуемого нефтепродукта спиртовым раствором йода, оттитровывании свободного йода раствором тиосульфата натрия и определении йодного числа в граммах йода, присоединяющегося к 100 г нефтепродукта. Сущность методов заключается в обработке испытуемого нефтепродукта спиртовым раствором йода, оттитровывании свободного йода раствором тиосульфата натрия и определении йодного числа в граммах йода, присоединяющегося к 100 г нефтепродукта.	ГОСТ 2070-82
Давление насыщенных паров	Сущность метода заключается в измерении давления насыщенных паров моторных топлив в бомбе, состоящей из топливной и воздушной камер, при температуре 37,8 °С.	ГОСТ 1756-52
Метод определения анилиновой точки и ароматических углеводородов	Определение ароматических углеводородов методом анилиновых точек основано на определении температур взаимного растворения равных объемов анилина и растворителя до и после удаления из растворителя ароматических углеводород	ГОСТ 12329-77

Таблица 6. Физико-химические методы

2.1 Обоснование выбора химических и физико-химических методов количественного и качественного анализа

. Статический метод является наиболее распространенным, т.к. приемлем при измерении ДНП веществ в широком интервале температур и давлений. Сущность метода заключается в измерении давлении пара, находящегося в равновесии со своей жидкостью при определенной температуре. Давление можно измерить либо манометрами (пружинными, ртутными, груз поршневыми, водяными), либо с помощью специальных датчиков (тензометрических, электрических и т.д.), позволяющих провести пересчёт на давление, либо расчётным путём, когда известно количество вещества в определённом объёме. Наибольшее распространение получил метод с использованием различных манометров, так называемый прямой статический метод. В этом случае исследуемое вещество заливается в пьезометр (или какую-либо ёмкость), помещается в термостат, позволяющий поддерживать определённую температуру, и с помощью манометра производит измерение ДНП . Причём подсоединение манометра может осуществляться как по жидкой фазе, так и по газовой. При подсоединении манометра по жидкой фазе учитывается поправка на гидростатический столб жидкости. Подсоединение измерительного прибора обычно осуществляется через разделитель, в качестве которого используют ртутные затворы, мембраны, сильфоны и т.д.

К достоинствам прибора относится простота конструкции и экспериментирования, к недостаткам - постоянное соотношение жидкой и паровой фаз и грубость метода (погрешность определения ДНП бензинов достигает 15-20%).

⇐ Предыдущая 123 4 Следующая ⇒