Введение
Переработка нефти в настоящее время является важной задачей. Это обосновано строением современной инфраструктуры: большинство автомобилей на данный момент двигаются за счет топлива, которое является продуктом переработки нефти. Также большинство бытовых вещей являются нефтепродуктами различного назначения со специальными свойствами.
Одной из основных операций переработки нефти является фракционирование. Эта операция позволяет разбивать сырую нефть на фракции путем нагрева до определенной температуры. У каждой фракции есть свой определенный диапазон температур.[2] В процессе перегонки при постепенно повышающейся температуре компоненты нефти отгоняются в порядке возрастания их температур кипения. Для всех индивидуальных веществ температура кипения при данном давлении является физической константой.
Разложение нефти на фракции имеет разные способы реализации, каждый из которых имеет свои преимущества.
1.1 Фракционный состав нефти
Фракционирование – разделение жидкости на разные по составу фракции, кипящие в узких интервалах температур. Фракционный состав отражает зависимость выкипающего продукта от повышения температуры кипения.[2] Такая зависимость имеет место для любых смесей для разложения веществ. Для отдельных веществ с определенной температурой кипения, такой зависимости нет, так как вещество начинает кипеть и полностью выкипает при определенной температуре кипения. В основе всех методов определения фракционного состава лежит дистилляция, то есть тепловой процесс разделения сложной смеси на отдельные фракции с различными температурными интервалами. Температурные интервалы каждой отдельной фракции можно увидеть на кривой разгонки нефти.
Кривая разгонки – это график зависимости температуры кипения и объёмных долей выкипевшей нефти. График кривой разгонки нефти на практике составляется следующим образом: нагрев сырой нефти до температуры равной 65 градусам, при этой температуре сырая нефть закипает. Через некоторое время нефть перестанет кипеть. После выкипания первой фракции нефти интенсивность и нагрева нефти увеличивают до 230 градусов. Она снова начнет кипеть и через некоторое время снова перестает перестанет. Этот процесс повторяется при 400, 480 градусах. Таким образом составляется кривая разгонки.
(Рис. 1, кривая разгонки нефти)
При этом необходимо учитывать, что каждый вид сырой нефти характеризуется своей уникальной кривой разгонки, которая позволяет определить, какие химические соединения содержит данная нефть, как правило, чем больше атомов углерода, тем выше температура кипения.
1.2 Фракции сырой нефти
Фракция или погон объединяет все соединения, которые кипят между какими-либо двумя температурами, эти температуры называются границами кипения фракции.[3]
Обычно сырая нефть содержит:
|
Температура кипения |
Фракции |
|
Менее 32 градусов |
Углеводородные газы (бутен и более легкие газы) |
|
32–105 градусов |
Бензин (газолин) |
|
105–160 градусов |
Нафтан (тяжелый бензин), лигроин |
|
160–230 градусов |
Керосин |
|
230–430 градусов |
Газойль |
|
Более 430 градусов |
Остаток (мазут) |
Знание кривой разгонки нефти позволяет определить объем содержимой каждой фракции. Кривая разгонки — это основная характеристика нефти. Определение объемной доли фракции производится графически по кривой разгонки. [5]
На производстве разбиение нефти на фракции осуществляется с помощью ректификационной колонны.[4]
2. Оперативный контроль фракционного состава нефти
Алгоритм экспериментального получения кривой разгонки:
1. Нагрев нефти до заданной температуры
2. Измерение температуры нефти
3. Стабилизация температуры
4. Сбор паров нефти при заданной температуре
5. Конденсация паров нефти, полученных при заданной температуре
6. Измерение V выкипевшей нефти при данной температуре
7. Переход к пункту (1)
Заключение
В данной статья проведен анализ кривой разгонки нефти и зразлаение нефти на фракции путем экспериментальной разработки. Установка оперативного контроля фракционного состава нефти позволяет разбивать сырую нефть на фракции путем нагрева до определенной температуры. У каждой фракции есть свой определенный диапазон температур.[1] В процессе перегонки при постепенно повышающейся температуре компоненты нефти отгоняются в порядке возрастания их температур кипения. Для всех индивидуальных веществ температура кипения при данном давлении является физической константой.
В результате прогонки нефти через установку мы узнаём фракционный состав нефти и время выкипания каждой фракции.