2. Методические указания по организации самостоятельной работы студентов по дисциплине «химия нефти и газа»

1. Назначение методических рекомендаций.

Самостоятельная работа студентов составлена в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению 131000.62 Нефтегазовое дело (квалификация «Бакалавр»).

Целью самостоятельной работы является подготовка к выполнению лабораторных работ, и написание тестовых заданий по данной теме, для студентов заочного отделения выполнение контрольной работы.

2. Перечень тем самостоятельной работы студентов:

№ п/п	№ раздела (модуля) и темы	Наименование темы	Трудоемкость (час.)	Виды контроля	Формируемые компетенции
1	2	3	4	5	6
1	1	Индивидуальные консультации в течении семестра	2,3		ОК-1, ОК-2, ОК-3, ОК-9, ПК-1, ПК-2, ПК-5, ПК-18, ПК-19
2	2	Текущие консультации перед аттестацией	3,4
3	3	Теории происхождения нефти	2	Итоговый тест
4	4	Химический и элементный состав нефти	4	Тест №1
5	5	Физико-химические свойства нефти и нефтепродуктов.	14	Сдача лабораторных работ № 2,3 Тест № 2, №3
6	6	Фракционный состав нефти	10	Сдача лабораторной работы № 4 Самостоятельная работа.
7	7	Классификация нефти и газа	2	Тест №4
8	8	Нефтяные дисперсные системы	4	Сдача лабораторной работы №1
9	9	Природные горючие газы	2	Итоговый тест
10	10	Методы разделения компонентов нефти и газа, метода анализа. Нетоварная переработка нефти.	5	Сдача лабораторных работ № 5,6
11	11	Итоговая аттестация	8,3	Итоговый тест Итоговая аттестация
		Итого	57

3. Фонд оценочных средств

ХНиГ, тест №1

Молярная масса, химический состав нефти

Вариант

1. Напишите структурную формулу следующего соединения:

2,4,4 –триметилгексан

2. Напишите структурную формулу данного соединения,

и выберите его линейный изомер из пяти предложенных ответов

2,2-диметил-4- этилгексан

1) октан 2) декан 3) нонан 4) гептан 5) гексан

3. Напишите структурную формулу следующего соединения

1-метил-2-этилциклогексан

4. Рассчитайте молярную массу нефти по формуле Крега, если дана плотность нефти:

= 839,8 кг/м³

4. Смешали три нефтяные фракции определенного объема, плотность и молярная масса фракций известны, определить молярную массу смеси.

Объем фракции	Плотность г/см3	Молярная масса фракции г/моль
1) V1 = 320 мл 2) V 2 = 460 мл 3) V 3 = 210 мл		М1 = 250 М2 = 130 М3 = 95

4. Определить молярную массу смеси, если в ней содержится:

2-метилгексана – 36%, 1,2-диметилциклогексана-– 64%.

ХНиГ, тест № 2

Плотность нефти

Вариант

1. Определить относительную плотность нефти при 20ºС по ГОСТ 3900-85, если относительная плотность нефти при 27,5ºС равна 0,6448 г/см³.

2. Относительная плотность нефти при 20ºС равна 0,7965. По формуле Менделеева определить относительную плотность нефти при температуре 42ºС.

3. Определить относительную плотность смеси нефти, состоящей из трех

компонентов:

1) m₁ = 30 кг, относительная плотность

2) m₂ = 62 кг, относительная плотность

3) m₃ = 45 кг, относительная плотность

Тест ХНиГ № 3

Вариант

1. Вычислите динамическую вязкость масла:

а) при 20⁰С, при 40⁰С, если известна плотность масла = 0,725, кинематическая вязкость при v₂₀ = 23,57 мм²/с и v₆₀ = 5,2 мм²/с.

б) при 20⁰С, если известна плотность масла = 0,912, кинематическая вязкость v₁₀₀ = 4,0 мм²/с, ИВ = 90.

2. Дана плотность нефтяной фракции = 839,8 и ее средняя температура кипения t_ср. = 217⁰С, вычислить:

а) среднюю теплоемкость нефтяной фракции по формуле Фортча-Уитмена

б) теплоту испарения по формуле Крега

3. Вычислите скорость седиментации (уравнение Стокса) эмульсии типа вода в нефти, если известна относительная плотность нефти, её кинематическая вязкость и радиус мицеллы:

	v, мм2/с при 200С	r ∙10-4, м
0,689	23,57	5,4

Вычислить скорость седиментации эмульсии типа нефть в воде, взяв для расчета те же данные.

* В условиях задач не указаны единицы измерения плотности.

Тест № 4.

Классификация нефти.

Тема: Условное обозначение нефти в соответствии с ГОСТ Р51858 – 2002

Задание: на основании данных анализа провести условное обозначение нефти с указанием класса, типа, группы качества и вида в соответствии с ГОСТ Р51858 – 2002 г.

№ вар.	плотность, кг/м3		содержание масс., %				хлористые соли, мг/дм3		массовая доля, млн.-1 (ррт)
	20 с	15 с	сера	вода	мех. примеси	сероводород			метил и этилмер- каптаны
1	810	825	0,23	0,27	0,032	40,0		18		30
2	790	790	0,44	0,36	0,041	38,0		21		51
3	800	817	0,27	0,27	0,027	45,0		35		42
4	740	753	0,57	0,31	0,031	62,0		9		7
5	832	844	0,62	0,34	0,036	70,0		27		18

Фракционный состав. Задание № 1

Цель: постройте кривую ИТК фракционного разделения нефти при атмосферном давлении Р_атм., проведя перерасчет температур кипения при остаточном давлении Р_i, в температуры кипения при атмосферном давлении.

Таблица 1.

№ варианта.	Pi, Па	Температуры кипения t °С при % отгоне фракции
		0% начало кипе ния	10%	20	30	40	50	60	70	80	90	100 конец кипения
1	66	42	84	105	126	137	148	159	170	182	194	207
2	80	47	89	110	131	142	153	165	176	187	198	214
3	93	53	76	92	117	123	132	147	161	172	184	197
4	106	43	86	107	128	138	150	161	173	185	198	208
5	120	48	88	107	128	139	147	166	179	191	209	230

1. Из таблицы 1 выпишите задания своего варианта, как показано на примере 1(таблица 2, в пустую строчку внесете результаты своих расчетов):

Пример 1:

Таблица 2

№ варианта.	Pi, Па	Температуры кипения t °С при % отгоне фракции
		0% начало кипения	10%	20	30	40	50	60	70	80	90	100 конец кипения
	133	42	83	107	126	139	147	160	168	181	193	206

Анализ кривых ИТК нефтяных фракций и нефтепродуктов показал, что для кривых ИТК выполняется постоянство отношения Ткип. в вакууме (при остаточном давлении) к Ткип. при атмосферном давлении при одинаковых процентах отгона:

2. Найдите поправку – i, используя следующее уравнение:

Где Р_атм= 101325 Па, а Р_i подставим из условия задания.

Пример 2:

(поправки варьируются в пределах 0,6-0,8)

Рассчитайте температуры кипения при атмосферном давлении, для этого переведите температуры кипения в градусы Кельвина, разделите на поправку, и снова переведите температуры в градусы Цельсия:

Т_i – все выписанные значения из таблицы.

Пересчитайте по этой формуле все температуры кипения вакуумной разгонки

Пример 3:

и результаты занесите в таблицу 2:

№ варианта.	Pi, Па	Температуры кипения t °С при % отгоне фракции
		0% начало кипения	10%	20	30	40	50	60	70	80	90	100 конец кипения
	133	42	83	107	126	139	147	160	168	181	193	206
	101325	220	284	321	351	371	383	404	416	437	456	476

По исходным и полученным данным постройте два графика зависимости температур кипения от объемных процентов отгонки при вакуумной перегонке и атмосферном давлении. По оси Х откладываем процент отгона. По оси Y температуры кипения фракций. Подпишите каждую кривую.

!!! График строится на миллиметровой бумаге, формат A4 или в Microsoft Office Excel, на формате А4.

По построенному графику сделайте выводы:

Выводы производим по верхней кривой, т.е. Ратм.

Вначале определяем потенциальное содержание отдельных фракций содержащихся в данной партии нефти в процентах.

1. Определяем содержание светлых фракций ( выкипающих

до температуры 350⁰С).

От температуры начала кипения ____⁰С до 350⁰С выход светлых фракций составляет ___%, в том числе:

• до 140⁰С - бензиновая фракция -___%

• 140-180⁰С – лигроиновая фракция - ___%

• 180-240⁰С – керосиновая фракция - ___%

• 240-350⁰С – дизельное топливо - ___%

3. Выше температуры 350⁰С и до температуры конца кипения___⁰С выход темных фракций составляет ____%, в том числе

• 350- 420⁰С - трансформаторный дистиллят - __%

• 420-470⁰С – машинный дистиллят - __%

• 470-490⁰С – тяжелая масляная фракция - __%