МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Тюменский государственный нефтегазовый университет»

Технологический институт

Кафедра «Переработка нефти и газа»

Методические указания

к лабораторным работам

по дисциплинам: «Термокаталитические процессы переработки нефти, газа и газоконденсата»; «Процессы массопереноса в системах с участием твердых фаз»

для студентов по направлениям: 240100.62 - Химическая технология профиль «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов»; 240100.68- «Химическая технология»; 05.17.07 «Химическая технология топлива и высокоэнергетических веществ»; 02.00.13»Нефтехимия»

всех форм обучения

Составители: к.т.н. Е. Н. Скворцова

к.п.н. С. П. Семухин

Тюмень 2013

УДК 536.24

Методические указания к лабораторным работам по дисциплинам: «Термокаталитические процессы переработки нефти, газа и газоконденсата»; «Процессы массопереноса в системах с участием твердых фаз» для студентов направлений: 240100.62 и 240100.68 «Химическая технология», для аспирантов специальностей 05.17.07 « Химическая технология топлива и высокоэнергетических веществ» и 02.00.13 «Нефтехимия» всех форм обучения. БИК ТюмГНГУ.

Методические указания к лабораторным занятиям рассмотрены и рекомендованы к изданию методическим семинаром кафедры переработки нефти и газа

«__19__» _сентября___ 2013 года, протокол № _3_.

Аннотация

Методические указания к лабораторным работам по дисциплинам: «Термокаталитические процессы переработки нефти, газа и газоконденсата»; «Процессы массопереноса в системах с участием твердых фаз» для студентов направлений: 240100.62 и 240100.68 «Химическая технология», для аспирантов специальностей 05.17.07 « Химическая технология топлива и высокоэнергетических веществ» и 02.00.13 «Нефтехимия» всех форм обучения. Дисциплина «Термокаталитические процессы переработки нефти, газа и газоконденсата» изучаемая в седьмом семестре. Для аспирантов выполнение всех работ обязательно. Обучающиеся по программам бакалавров и магистратуре выполняют две работы.

Указан перечень лабораторных работ, приведены контрольные вопросы.

Оглавление

Введение………………………………………………………………………...4

Правила техники безопасности ……………………………………………….6

Меры пожарной безопасности ………………………………………………..7

Первая помощь при несчастных случаях ………………………………….... 8

Типы процессов ………………………………………………………………...8

Коксование тяжелого нефтяного сырья ……………………………………... 9

Каталитический крекинг нефтяных дистиллятов .…………………………..13

Пиролиз нефтяного сырья. …………………………………………………...25

Критерии оценки работ студентов……………………………………….......29

Литература…..………………………………………………………………….30

ВВЕДЕНИЕ

Назначение методических указаний

• привить навыки исследовательской работы;

• научить работе с технической справочной литературой;

• освоить методики анализа исходных веществ и продуктов;

• научиться делать выводы на основании полученных экспериментальных данных.

Термические и термокаталитические процессы играют существенную роль в химической технологии переработки нефти и газа.

Пиролиз обеспечивает промышленность нефтехимического синтеза этиленом и пропиленом.

Коксование тяжелых нефтяных остатков обеспечивает снижение вязкости тяжелых нефтяных остатков до требований, предъявляемых к вязкости товарных мазутов. Специфическими широко используемыми термическими процессами являются также процессы получения битумов и технического углерода.

Каталитический крекинг является одним из основных процессов в нефтеперерабатывающей промышленности, при котором получают бензин с высоким октановым числом, газойль, необходимый для получения дизельного топлива, и газ с высоким содержанием изобутана.

Вторичные процессы широко используются для увеличения выхода светлых нефтепродуктов- бензина, керосиновых и дизельных фракций, для улучшения качества полученных при первичной перегонке продуктов.

Применение вторичных процессов позволяет дополнительно получить до 30-35 % светлых продуктов, повысить антидетонационные свойства бензина, улучшить термическую стабильность топлива, снизить содержание серы в дизельном топливе и т.д. С помощью вторичных процессов вырабатывается сырье для нефтехимических производств – газообразные и жидкие алкены, арены, нормальные алканы и др.

Требования к результатам освоения дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

Общекультурныекомпетенции (ОК)

ОК-1	культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения
ОК-2	умением логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь, в письменной и устной речи правильно (логически) оформить результаты мышления
ОК-3	способностью и готовностью к кооперации с коллегами, работе в коллективе
ОК-4	находить организационно-управленческие решения в нестандартных ситуациях и готов нести за них ответственность

Профессиональные компетенции (ПК)

общепрофессиональные:

ПК-1	способностью и готовностью использовать основные законы естественнонаучную дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования
ПК-3	использовать знания о строении вещества, природе химической связи в различных классах химических соединений для понимания свойств материалов и механизма химических процессов, протекающих в окружающем мире

производственно-технологическая деятельность

ПК-7	способностью и готовностью осуществлять технологический процесс в соответствии с регламентом и использовать технические средства для измерения основных параметров технологического процесса, свойств сырья и продукции
ПК-11	обосновывать принятие конкретного технического решения при разработке технологических процессов; выбирать технические средства и технологии с учетом экологических последствий их применения
ПК-12	Использовать правила техники безопасности, производственной санитарии, пожарной безопасности и нормы охраны труда; измерять и оценивать параметры производственного микроклимата, уровня запыленности и загазованности, шума, и вибрации, освещенности рабочих мест

научно-исследовательская деятельность:

ПК-21	планировать и проводить физические и химические эксперименты, проводить обработку их результатов и оценивать погрешности, математически моделировать физические и химические процессы и явления, выдвигать гипотезы и устанавливать границы их применения
ПК-23	способен использовать знание свойств химических элементов, соединений и материалов на их основе для решения задач профессиональной деятельности
ПК-25	изучать научно-техническую информацию, отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования
ПК-27	использовать информационные технологии при разработке проектов

После проведения лабораторных работ по данной дисциплине студент должен:

Знать:

• теоретические основы термокаталитических процессов переработки углеводородного сырья;

• принципиальное аппаратурное оформление технологических схем;

• способы корректирования основных технологических параметров процесса в зависимости от сырья и требуемого качества получаемой продукции;

• возможные пути оптимизации рассматриваемых процессов;

• состояние фундаментальных и прикладных исследований в области нефтепереработки и нефтехимии.

Уметь:

• применять теоретические знания при разработке проектов, ведении технологического процесса, анализе технической документации, планировании и проведении физических и химических экспериментов;

• налаживать, эксплуатировать технологическое оборудования и осуществлять контроль за его работой;

• обосновывать принятые технологические решения;

• использовать знания для оптимизации существующих технологических схем и внедрения рациональных предложений;

• осуществлять математическое моделирование химико-технологических процессов.

Владеть:

• термодинамикой химических процессов,

• кинетикой химических процессов,

• принципами устройства и работы важнейшего технологического оборудования термокаталитических процессов переработки нефтепродуктов.

ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

Студент допускается к лабораторной работе после знакомства с правилами техники безопасности и противопожарной техники в лаборатории, а также правилами работы с газом.

При работе в химической лаборатории даже незначительная неосторожность может привести к несчастному случаю с тяжелыми последствиями. Не следует приступать к работе, прежде чем все стадии реакции, техника их выполнения и методы контроля не будут продуманы и уяснены. Особую осторожность следует соблюдать при работе с ядовитыми, взрывоопасными, едкими и легко воспламеняющимися веществами.

Безопасность работы в химической лаборатории будет обеспечена, если все работающие будут постоянно соблюдать правила безопасного ведения работы и хорошо знать опасности, которые могут возникнуть в процессе работы. Каждый работающий в лаборатории должен работать в халате.

Нефть и нефтепродукты – легковоспламеняющиеся вещества, поэтому при работе с ними необходимо соблюдать особые меры предосторожности. Нефтепродукты, являющиеся сырьем процесса коксования, и продукты, получаемые в результате процесса, оказывают вредное влияние на организм человека. При повышенных концентрациях они вызывают отравление. Поэтому прежде чем приступить к проведению процесса, необходимо проверить установку на герметичность.

При выполнении работ необходимо помнить:

1. на рабочем месте должна быть чистота и порядок;

2. категорически запрещается оставлять работающие приборы и действующие установки без присмотра;

3. нагревать легковоспламеняющиеся жидкости следует на водяной бане или плитке закрытого типа;

4. при воспламенении нефтепродуктов следует применять песок, асбестовые одеяла, кошму и огнетушители;

5. при попадании на кожу, кислоты и щелочи вызывают ожоги, при попадании в глаза - потерю зрения. Поэтому необходимо наливать эти жидкости в емкости очень осторожно, не разбрызгивая. Брать склянки с кислотами и щелочами, придерживая за дно. При разбавлении, кислоты приливают к воде, а не наоборот. При ожогах кислотой обожженное место обильно промывают водой, а затем промывают раствором соды. Все работы с кислотой и щелочью должны, проводится, только в защитных очках и резиновых перчатках;

6. в лаборатории запрещается:

а) мыть лабораторные столы бензином, керосином и другими огнеопасными жидкостями;

б) убирать случайно пролитые огнеопасные и легковоспламеняющиеся продукты при горящих горелках;

в) чистить одежду огнеопасными веществами;

7. перед работой, связанной с подогревом и последующей конденсацией паров и охлаждением конденсата, необходимо сначала отрегулировать поток воды, проходящий через холодильник и после этого включить обогреватель.

8. при работе с газовыми горелками необходимо помнить:

а) зажигать газовую горелку нужно очень внимательно, необходимо сначала зажечь спичку и поднести ее к горелке, а потом осторожно открыть газовый вентиль;

б) нельзя оставлять горящей неиспользуемую газовую горелку, это может послужить причиной пожара или взрыва;

в) при любом перерыве в подаче газа необходимо сразу же закрыть газовые краны;

г) если в лаборатории пахнет газом, ни в коем случае нельзя зажигать огонь и включать электрические приборы, сначала нужно проветрить помещение и убедиться в отсутствии газа;

д) нельзя держать около огня сосуды с нефтепродуктами, запрещается переливать огнеопасные, легколетучие вещества вблизи открытого огня.