ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Фракционный состав из "Общие свойства и первичные методы переработки нефти и газа Издание 3 Часть 1" Связь между цетановым числом и дизельным индексом показана на рис. 55. [c.111] Из формулы (86) следует, что с увеличением содержания ароматических углеводородов цетановое число понижается. Для его повышения из дизельных фракций извлекают ароматические углеводороды или применяют специальные добавки, из которыж наиболее эффективны алкилнитраты, гидроперекиси и другие соединения, ускоряющие процесс предпламенного окисления топлива и облегчающие таким образом его воспламенение. При добавлении 1,5—2,0 объемн. % таких присадок цетановое число повышается на 16—20 пунктов. [c.111] Нефть и нефтепродукты представляют собой такую сложную смесь углеводородов и неуглеводородных соединений, что обычными методами Нерегонки их невозможно разделить на индивидуальные соединения. Как правило, нефти и нефтепродукты разделяют путем перегонки на отдельные части, каждая из которых является менее сложной смесью. Такие части принято называть фракциями или дистиллятами. Нефтяные фракции в отличие от индивидуальных соединений не имеют постоянной температуры кипения. Они выкипают ц определенных интервалах температур, т. е. имеют температуру начала кипения (н. к.) и конца кипения (к. к.). Температура начала и конца кипения зависит от химического состава фракции. [c.111] В обозначение нефтяных фракций обычно входят температуры их выкипания например, выражение фракция 200—350° С означает фракция, выкипаюш,ая в интервале температур от 200 до 850° С . [c.112] При определении фракционного состава нефть или нефтепродукт перегоняют в стандартном приборе при определенных условиях и в системе координат температура — время (или температура — отгон в процентах) строят график выкипания отдельных углеводородов и их смесей. Горизонтальные участки 1 и 2 полученной ломаной линии (рис. 56) отвечают температурам кипения индивидуальных углеводородов наклонные 3 ж 4 — изображают процесс кипения смесей. Если для индивидуальных углеводородов температура на кривой выкипания остается постоянной, то для смесей, близких по температурам кипения компонентов, подобной постоянной температуры не существует. На отдельных участках неуклонного повышения температуры в местах перехода находят условные начальную и конечную , а между ними среднюю температуры кипения схмеси (точки Л, 5 и С на рис. 56). [c.112] При нагревании такой сложной смеси, как нефть, в паровую фазу прежде всего переходят низкокипящие компоненты, обладающие высокой летучестью. Частично с ними уходят высококипящие компоненты, однако концентрация низкокипящего компонента в парах всегда больше, чем в кипящей жидкости. По мере отгона низкокипящих компонентов остаток обогащается высококипящими. Поскольку давление насыщенных паров высококипящих компонентов при данной температуре ниже внешнего давления, кипение в конечном счете может прекратиться. Чтобы сделать кипение безостановочным, жидкий остаток непрерывно подогревают. При этом в паровое пространство переходят все новые и новые компоненты со всевозрастающими температурами кипения. Отходящие пары конденсируются, конденсат отбирают по интервалам температур кипения компонентов в виде отдельных нефтяных фракций. [c.112] А — начало кипения смсси В — среды ш температура кипения смеси С — конец кипения смеси 3 и 2 — температуры кипения чистых компонентов 3 VI 4 — температуры кипения смеси компонентов. [c.112] Ни постепенным, ни тем более однократным испарением невозможно добиться четкого разделения нефтепродукта на узкие фракции, так как часть высококипящих компонентов переходит в дистиллят, а часть низкокипящих остается в жидкой фазе. Поэтому применяют перегонку с дефлегмацией или с ректификацией. Для этого в колбе нагревают нефть или нефтепродукт. Образующиеся при перегонке пары, почти лишенные высококипящих компонентов, охлаждаются в специальном аппарате — дефлегматоре и переходят в жидкое состояние — флегму. Флегма, стекая вниз, встречается со вновь образовавшимися парами. В результате теплообмена низкокипящие компоненты флегмы испаряются, а высококипящие компоненты паров конденсируются. При таком контакте достигается более четкое разделение на фракции, чем без дефлегмации. [c.113] Еще большей четкостью разделения характеризуется перегонка с ректификацией. Аппарат для такой перегонки состоит из перегонной колбы, ректификационной колонки, конденсатора-холодильника и приемника. Ректификация осуществляется в ректификационных колонках. [c.113] Основой ректификации является контакт между восходящим потоком паров и стекающим вниз конденсатом — флегмой. Пары имеют более высокую температуру, чем флегма, поэтому при контакте происходит теплообмен. В результате этого низкокипящие компоненты из флегмы переходят в паровую фазу, а высококипящие — конденсируются, переходят в жидкость. Для успешного ведения процесса ректификации необходимо возможно более тесное соприкосновение между паровой и жидкой фазами. Это достигается при помощи особых контактирующих устройств, размещенных в колонне (насадок, тарелок и т. д.). От числа ступеней контакта и количества флегмы (орошения), стекающей навстречу парам, в основном и зависит четкость разделения компонентов смеси. Для образования флегмы в верхней части колонны помещен конденсатор. [c.113] Одной из первых операций, связанных с определением фракционного состава нефти, является определение количества и состава растворенных в ней углеводородных газов. Для отделения последних сырую нефть в течение 3—4 ч подогревают до 150—200° С в аппарате ИТК для разгонки нефти. Несконденсировавшиеся газы и легкую головную фракцию углеводородов отбирают раздельно газ в газометр, головную фракцию в колбу, погруженную в баню со льдом. По окончании перегонки подсчитывают выход этих продуктов в весовых процентах и затем перегоняют в аппарате низкотемпературной ректификации. [c.114] Основньши частями его являются ректификационная колонка и перегонная колба. Колонка снабжена вакуумным кожухом, верхняя часть которого переходит в сосуд Дьюара. Сюда в качестве хладагента вводят жидкий воздух или азот. Колонка заполнена спиральной насадкой из проволоки. Пары сверху колонки отводятся через конденсатор в калиброванный приемник, помещенный в термостат. Температуру отходящих из колонки паров замеряют с помощью термопары, находящейся в конденсаторе, а давление — ртутным манометром. Перегонная колба снабжена электрообогревом. [c.114] Предварительно снижают температуру в конденсаторе до —180° С, а газ освобождают от СО2 и HgO. В нижнюю часть колонки (в колбу) Вводят определенное количество газа и приступают к перегонке. Включают нагрев колбы в нижней части колонки и, осторожно открывая кран, перепускают выделяющиеся пары из колонки в приемник. Нагрев в колбе и охлаждение газа в конденсаторе ведут так, чтобы пол чить необходимое для ректификации количество орошения. Во время перегонки отмечают температуру и объем паров, перешедших в приемник. По данным замеров строят кривую перегонки. Горизонтальные участки ступенчатой кривой соответствуют температурам кипения индивидуальных углеводородов. Охлаждение колонки, регистрация объема и температуры отогнанного газа регулируются автоматически. Предусмотрена двухступенчатая ректификация с целью анализа газа и более тяжелых углеводородов, выкипающих до 120° С. При тщательной работе точность метода составляет около 0,1 %. В зависимости от состава газа анализ продолжается 2—6 ч. [c.114] Аппарат для разгонки нефтепродуктов но ГОСТ 1392—63 (рис. 57) включает стандартную круглодонную колбу емкостью 150 мл, холодильник и приемник. В колбу наливают 100 мл испытуемого нефтепродукта и перегоняют содержимое со скоростью 4—5 мл1мин. Температуру, отвечающую моменту падения первой капли с отводной трубки, условились считать температурой начала кипения. [c.115] При перегонке бензина, керосина далее отмечают температуры, соответствующие отбору каждых 10 объемн. % от сырья. [c.116] Аппарат Н. Ф. Богданова предназначен для определения фракционного состава масляных фракций и парафина. Особенностью этого аппарата является колба с изогнутым горлом, покрытым теплоизоляцией. Это дает возможность снизить температуру нагрева продукта и предохранить пары нефтепродукта от разложения. Подробное описание перегонки см. в ГОСТ 9348—60. [c.116] Описанные выше аппараты, работающие без ректификации анализируемых смесей, имеют низкую погоноразделительную способность, что приводит к значительному налеганию фракций. Поэтому рассмотренные методы используют только для приближенного определения фракционного состава широких фракций. [c.117] Аппарат ГрозНИИ предназначен для определения потенциального содержания светлых (бензина, керосина и дизельного топлива) в нефти. Основными частями аппарата являются перегонный куб, ректификационная колонка с парциальным конденсатором, конденсатор-холодильник и вакуумные приемники. На аппарате ГрозНИИ перегонку ведут при атмосферном давлении и под вакуумом. Через 15—20жин после окончания атмосферной перегонки, когда температура жидкости в кубе снизится до 200° С, включают вакуум-насос и продолжают перегонку под вакуумом. Аппарат ГрозНИИ обладает относительно высокой фракционирующей способностью. Еще лучшие результаты в этом отношении достигаются в аппаратах ИТК и ЦИАТИМ-58, на базе которых Московским заводом КИП в 1962 г. разработан и налажен серийный выпуск стандартного аппарата АРН-2 для разгонки нефтей. [c.117] Схема аппарата АРН-2 показана на рис. 59. Основными состав- ными частями его являются куб с электронагревательной печью и ректификационная колонка с конденсатором-холодильником и приемниками для дистиллятов. Ректификационная колонка диаметром 50 мм, высотой 1016 мм обладает погоноразделительной способностью, соответствующей 20 теоретическим тарелкам. Колонка заполнена насадкой в виде спиралек из нихромовой проволоки и снабжена электрообогревом. Узел конденсации допускает полную конденсацию паров и возврат части конденсата в качестве орошения в колонку. Стандартом унифицированы основные параметры перегонки скорость, остаточное давление, кратность орошения и др. Скорость перегонки должна соответствовать отбору 3—4 мл продукта в 1 мин. До 200° С перегонку ведут при атмосферном давлении, после чего давление снижают до 10 мм рт. ст., а по достижении температуры 320° С — до 1—2 мм рт. ст. [c.117] ДО 180° С, при атмосферном давлении, а свыше 180° С — под вакуумом. Основные элементы аппарата (колба, ректификационная колонка на 50 теоретических тарелок, конденсатор-холодильник, приемники дистиллятов) выполнены из молибденового стекла и соединены между собой при помощи шлифов. Работа колонки частично автоматизирована автоматически поддерживается постоянство количества орошения, а при работе под вакуумом — постоянство остаточного давления и отбор нужного количества фракций ведется непрерывная запись температуры паров с помощью электронного потенциометра. Для автоматического поддержания постоянства количества орошения предусмотрен специальный наклонный манометр, связанный с регулятором перепада давления между верхней и нижней частями колонки. Автоматический отбор фракций обеспечивается пртюнением электромагнитного клапана. [c.118] Вернуться к основной статье