Определение фракционного состава нефти

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Цель работы: Определение фракционного состава нефти

Приборы и материалы: нефтепродукт, термометр , Прибор для перегонки нефти

Теоретическая часть

Фракционированием называется разделение сложной системы компонентов на смеси более простого состава или, в пределе, на индивидуальные составляющие. Применительно к нефти такое разделение можно проводить различными методами, основанными на различии в физико-химических свойствах веществ нефти: температуре кипения (перегонка и ректификация), скорости испарения, зависящей главным образом от молекулярной массы (молекулярная перегонка, тонкослойное испарение), склонности к адсорбции на пористых телах (хроматография), растворимости в различных растворителях экстракция, температуре плавления (кристаллизация из растворов) и др.

Определение фракционного состава нефти позволяет узнать потенциальное содержание в нефти светлых нефтепродуктов выкипающих до 350ºС.

В технических условиях для авиационных и автомобильных бензинов, авиационных, тракторных и осветительных керосинов, дизельных топлив, а также растворителей одним из важнейших показателей является фракционный состав. Обыкновенно для этих продуктов при проведении разгонки в стандартных условиях нормируется: температура начала кипения, при которой отгоняется 10, 50, 90 и 97,5% (об.) от загрузки, а также остаток (в %) и иногда конец кипения.

Фракционный состав моторных топлив имеет очень важное эксплуатационное значение, так как характеризует их испаряемость в двигателях и давление паров при различиях температурах. Топливо для двигателей с зажиганием от искры должно иметь такую испаряемость, которая обеспечила бы легкий запуск двигателя при низких температурах, быстрый прогрев двигателя, его хорошую устойчивость к переменам режима и равномерное распределение топлива по цилиндрам.

Топливо для воздушно-реактивных двигателей должно быть утяжеленного состава (порядка 150-280°С) для обеспечения надежной работы системы подачи топлива на больших высотах без образования паровых пробок. Вместе с тем, топливо должно отличаться хорошей испаряемостью в камере сгорания и полнотой сгорания.

Поясним для примера значение нормируемых температур: температура начала кипения и особенно температура выкипания (10%) топлива характеризуют пусковые свойства топлива, то есть чем ниже эта температура, тем, следовательно, больше в топливе легкоиспаряющихся веществ и тем легче при более низкой температуре можно запустить холодный двигатель. Однако

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

чрезмерное облегчение фракционного состава, особенно для авиационных топлив, недопустимо, так как приводит к образованию газовых пробок в топливоподающей системе, и прекращению подачи топлива в камеру сгорания. Поэтому температура к началу кипения нормируется всегда не ниже определенного значения.

Температура выкипания 50% топлива оказывает решающее влияние на быстроту прогрева запущенного на холоде двигателя и на расход топлива для этой цели.

Неменьшее значение имеет и полнота испарения топлива, которая по данным стандартной разгонки хорошо характеризуется температурами выкипания 90, 97-98ºС топлива и конца кипения. При повышении этих температур уменьшается полнота сгорания топлива, что влечет за собой неравномерность в его распределении по цилиндрам двигателя, разжижения смазки, увеличения расхода топлива и масла.

Определение фракционного состава нефти проводят в стандартном аппарате рис. 2.

Практическая часть

В чистую сухую колбу с помощью мерного цилиндра наливают 100 мл испытуемого нефтепродукта. Бросают туда 2-3 кусочка фарфоровых битых колец для обеспечения равномерного кипения жидкости. В холодильник пускают воду, включают электроплитку и ведут перегонку.

С помощью термометра отмечают температуру, при которой в мерный цилиндр падает первая капля - температура начала кипения. Дальнейшая интенсивность нагрева должна обеспечивать равномерную скорость перегонки с отбором 4-5 капель дистиллята в минуту, что примерно соответствует 20-25 каплям в 10 с.

Результаты определения фракционного состава записывают в соответствии с температурой, при которой уровень жидкости в приемнике соответствует определенным количествам отгонки (в %), чаще всего н.к. 10, 20, 50, 70, 98 и к.к. Для учебных целей отмечают температуру начала кипения топлива и температуру отгонки последующих 10% объема дистиллята. Зная, что каждая фракция выкипает в определенном интервале температур, в цилиндры отбирают фракции с соответствующими температурами кипения.

Результаты