Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Кафедра технологии нефти и газа

Расчетно-графическая работа №2

на тему

Анализ качества фракции реактивного и дизельного топлива

по дисциплине «Технологии производств в отрасли»

Выполнили студенты гр. АТ-09-01 Г.Г. Байгузин

М.Т. Сагадеев

Р.К. Ишмухамет

А.Б. Сабитов

Проверил профессор Н.К. Кондрашева

Уфа 2012

Цель работы:

Определить возможность использования керосиновой фракции для получения товарных продуктов или направления на дальнейшую переработку путем следующих анализов:

1. плотность ареометром по ГОСТ 3900-85;

2. фракционный состав по ГОСТ 2177-82;

3. содержание фактических смол по ГОСТ 8489-85.

Ход лабораторной работы.

Определение плотности ареометром

Исходный керосин ТС-1 заливаем в стеклянный цилиндр. Опускаем ареометр в цилиндр. Отсчет проводим по верхнему краю мениска, после прекращения колебаний ареометра. Измерение мы проводили при температуре 26⁰С ρ=0,782 г/см³,после пересчета она составила:

ρ₄²⁰ = 0.787 г/см³ – плотность керосина

Сравнительная характеристика.

Таблица 1

Показатели	Данные измерений	ТС-1 по ГОСТ 10277-86
Плотность при 200С, кг/м3	787	Не менее 780

Определяем фракционный состав по ГОСТ 2177-82 (приложение Д);

Фракционный состав является рабочей характеристикой карбюраторных моторных топлив и определяет легкость запуска холодного двигателя, быстроту прогрева двигателя, плавность перехода двигателя с одного режима на другой, а также испаряемость и полноту сгорания топлива в цилиндре двигателя.

Топливо для воздушно-реактивных двигателей должно обеспечить надежную работу систем подачи топлива на больших высотах без образования паровых пробок. Вместе с тем топливо должно отличаться хорошей испаряемостью и полнотой сгорания.

Фракционный состав дизельных топлив должен обеспечить хорошее испарение и образование смеси с воздухом после впрыска в цилиндр двигателя.

1 – колба; 2 – термометр; 3, 4 – кожуха; 5 – холодильник; 6 – мерный цилиндр

Рис.1. Аппарат для разгонки нефтепродуктов по ГОСТ 2177-82

В чистую сухую колбу для перегонки с помощью мерного цилиндра наливают 100 мл испытуемого нефтепродукта. Затем в горловину колбы вставляют на пробке термометр с температурной шкалой от 0 до 360⁰С. При этом ось термометра должна совпадать с осью горловины колбы, а верх ртутного шарика – находиться на уровне нижнего края отводной трубки в месте ее припая.

Протирают трубку холодильника с помощью ватного тампона и соединяют с ней отводную трубку колбы 1 с помощью пробки. Отводная трубка колбы должна входить в трубку холодильника на 25-40 мм и не касаться ее стенок.

Охлаждение проводится проточной водой. Температура воды после холодильника должна быть не более 30⁰С.

В собранном приборе колба должна стоять на асбестовой прокладке нижнего кожуха строго вертикально. Закрывают колбу верхним кожухом. Мерный цилиндр ставят под нижний конец трубки холодильника так, чтобы трубка холодильника входила в цилиндр не менее чем на 25 мм, но не ниже метки 100 мл. Отверстие цилиндра закрывают ватой.

Для нагрева колбы используется газовая горелка. Для соблюдения стандартных условий разгонки необходимо регулировать обогрев таким образом, чтобы от начала нагрева до падения первой капли дистиллята в мерный цилиндр 6 прошло не менее 5 и не более 10 мин (для керосинов и легких дизельных топлив 10-15 мин).

Температуру, при которой в мерный цилиндр падает первая капля, отмечают как температуру начала кипения испытуемого продукта. Дальнейшая интенсивность нагрева должна обеспечивать равномерную скорость перегонки с отбором примерно 20-25 капель за 10 с. Отмечают температуры отбора определенного количества дистиллята (в мл, что соответствует объемным %) в зависимости от требований ГОСТ по фракционному составу на соответствующие продукты.

После отгона 90% нефтепродукта нагрев регулируется так, чтобы до конца перегонки прошло от 3 до 5 мин. Обогрев отключают, когда в мерном цилиндре объем станет равным наибольшему нормируемому количеству отгона (97,5%; 98% и т.п.) для данного продукта. Если нормируется конец кипения, то нагрев ведут до тех пор, пока ртутный столбик термометра не остановится на некоторой максимальной высоте, а затем начнет опускаться.

Запись последнего объема дистиллята в мерном цилиндре проводят по истечении 5 мин после прекращения нагрева, чтобы дистиллят стек из холодильника. Затем прибор разбирают, сливают горячий остаток из колбы 1 в цилиндр вместимостью 10 мл. После охлаждения до 203⁰С отмечают объем остатка. Потери определяются как разность между 100 мл и суммой объемов дистиллята и остатка.

Для двух параллельных разгонок допускаются следующие расхождения: для температуры начала перегонки 4⁰С, для промежуточных и конечных точек фракционного состава – 2⁰С и 1 мл; для остатка – 0,2 мл.

Сравнительная характеристика.

Таблица 2.

Фракционный состав	ГОСТ 10227-86	Данные измерений
	Реактивное топливо ТС-1
- начало кипения	150°С	155°С
- 10%	165°С	167°С
- 50%	195°С	184°С
- 90%	230°С	208°С
- 98%	250°С	228°С

Определение содержания фактических смол

Смолы образуются в топливах в результате окисления, конденсации и полимеризации нестабильных углеводородов. Наличие фактических смол характеризует способность топлив к образованию осадков, отложений и нагаров в топливной системе и в самом двигателе. Длительное хранение бензина, керосина, дизельного топлива приводит к накоплению в них фактических смол.

Метод определения заключается в выпаривании испытуемого топлива под струей водяного пара в условиях испытания и служит для условной оценки склонности топлива к смолообразованию при его применении в двигателе.

Схема прибора представлена на рисунке 3.

1–электроплитка; 2–канал для пара; 3–карманы для стаканов с водой;

4–блок бани; 5, 6–пришлифованные крышки; 7–пароотводная трубка;

8– карманы для стаканов с топливом; 9–ниппели

Рис.2.Аппарат для определения фактических смол по ГОСТ 8489-85

Прибор собирают и подготавливают в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

В зависимости от фракционного состава испытуемого топлива устанавливают следующий температурный режим:

(180±3)⁰С – для топлив с температурой конца перегонки до 310⁰С (керосин);

(225±3)⁰С – для топлив, выкипающих выше 300⁰С (дизтопливо).

Тщательно промытые толуолом или ацетоном стаканы ставят в карманы прибора, нагретого до температуры испытания, плотно закрывают крышками и выдерживают 20 мин, после чего снимают крышки и через 2 мин стаканы вынимают щипцами из карманов, охлаждают 40 мин в эксикаторе и взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г.

Проведение испытания

В стаканы для воды при испытании керосинов наливают дистиллированную воду в количестве 35 см³.

Измерительным цилиндром или пипеткой отмеряют в стакан 20 см³ керосина.

Стаканы с топливом помещают в гнездо прибора, нагретого до заданной температуры. Гнездо плотно закрывают крышкой так, чтобы ниппель вошел в канал, а пришлифованные плоскости крышки и кармана герметически соприкасались, не пропуская паров и топлива.

Немедленно после этой операции два стакана с водой ставят в гнезда и также плотно закрывают крышками. Спустя 60 мин после того, как были поставлены стаканы с водой, открывают крышки гнезд и через 2 мин щипцами вынимают стаканы.

Стаканы со смолами помещают в эксикатор, охлаждают 40 мин и взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г.

Концентрацию фактических смол (Х) в миллиграммах на 100 см³ топлива в каждом стакане рассчитывают по формуле

,

где m₁ – масса чистого сухого стакана, мг;

m₂ – масса стакана со смолами, мг;

V – объем топлива, налитого в стакан для испытания, см³.

Расхождения между результатами двух определений не должны превышать 2 мг (при содержании смол до 15 мг) и 3 мг (при содержании смол от 15 до 40 мг). Результат испытания округляют до целых единиц.

m₁ = 21,0982;

m₂ = 21,0976;

m₁ = 31,4168;

m₂ = 31,4160;

Сравнительная характеристика.

Таблица 3.

Показатели	Данные измерений	ТС-1 по ГОСТ 10277-86
Содержание фактических смол	3,5 мг/см3	3 мг/см3

Вывод: Для определения возможности использования исходной керосиновой фракции в качестве товарного топлива или его компонента приведем обобщенную сравнительную характеристику лабораторного образца с требованием ГОСТ 10277-86.

Таблица 4.

Показатели	Данные измерений	ТС-1 по ГОСТ 10277-86
Плотность при 200С, кг/м3	787	Не менее 780
Фракционный состав начало кипения 10% 50% 90% 98%	155°С 167°С 184°С 208°С 228°С	150°С 165°С 195°С 230°С 250°С
Содержание фактических смол, мг/см3	3,5	3

Как видно из таблицы 4 исходный керосин не по всем характеристикам подходит под стандарт ГОСТа 10227-86. Часть характеристик соответствует ГОСТу РТ.