3. Физико-химические свойства сырья
Нефть и её фракции представляют собой сложную многокомпонентную смесь. Смесь углеводородов одного гомологического ряда, как правило, подчиняется законам идеальных растворов, но в присутствии углеводородов других классов её свойства в той или иной степени отклоняются от свойств идеальных растворов, подчиняющихся законам Рауля и Дальтона. Эти явления из-за их сложности недостаточно изучены, в связи с чем процессы перегонки и ректификации смесей рассчитывают, используя законы идеальных растворов. Для инженерных расчетов точность такого способа допустима.
Другое допущение, принимаемое в расчетах, связано с тем, что в нефти и её фракциях содержится чрезмерно большое число компонентов. При расчете процессов перегонки и ректификации наличие большого числа компонентов в смеси приводит к громоздким вычислениям. Поэтому в технологических расчетах состав и свойства нефти, её фракций представляются более упрощенно. Для этого исходную нефть по кривой ИТК разбивают на фракции, выкипающие в узком интервале температур. Каждую узкую фракцию рассматривают как условный компонент с температурой кипения, равной средней температуре кипения фракции. Чем на большее число узких фракций разбита нефть, тем точнее результаты вычислений, но расчет становится более громоздким и трудоёмким. По рекомендации А.А.Кондратьева, для получения удовлетворительных результатов нефть разбивают не менее чем на шесть узких фракций.
Разобьём нефть на 9 фракций (компонентов): 28-55оС, 55-82оС, 82-85оС 85-101оС, 101-140оС, 140-180оС, 180-240оС, 240-350оС и 350-К.К. Три первые фракции 28-55оС, 55-82оС и 82-85оС отбираем в качестве дистиллята и шесть остальных - в качестве остатка (полуотбензиненной нефти).
Пересчет массовой доли пропорционально фракциям рассчитываем по формуле:
Где tк, tн – конечная и начальная температура диапазона из которого выделена фракция;
tкi, tнi – конечная и начальная температура выделенной фракции;
∑X – сумма массовых долей диапазона фракций.
Среднюю температуру кипения компонента tср определяем как среднее арифметическое между начальной и конечной температурой кипения фракции.
Молекулярную массу Мi каждого компонента (фракции) можно определить по данным табл.1 или по формуле Воинова:
где tср – средняя температура кипения фракции, oC.
Относительную
плотность компонента
определяем через молекулярную массу
по формуле Крэга:
Пересчет массовых долей в мольные ведём по формуле:
Результаты расчётов физико-химических свойств сырья отбензинивающей колонны приведены в табл.2.
Таблица 2
Физико-химические свойства сырья
|
№ компонента |
Пределы выкипания фракции |
% масс. |
tср, oC |
Мi |
% мольн. |
|
|
1 |
28-55 |
2,17 |
41,5 |
74,172 |
6,14 |
0,6449 |
|
2 |
55-82 |
2,29 |
68,5 |
85,242 |
5,63 |
0,6778 |
|
3 |
82-85 |
0,37 |
83,5 |
92,022 |
0,84 |
0,6953 |
|
4 |
85-101 |
1,97 |
93,0 |
96,549 |
4,28 |
0,7061 |
|
5 |
101-140 |
7,57 |
120,5 |
110,670 |
14,35 |
0,7356 |
|
6 |
140-180 |
10,39 |
160,0 |
133,600 |
16,31 |
0,7736 |
|
7 |
180-240 |
9,73 |
210,0 |
167,100 |
12,21 |
0,8142 |
|
8 |
240-350 |
16,70 |
295,0 |
235,525 |
14,87 |
0,8670 |
|
9 |
350-К.К. |
48,81 |
455,0 |
403,525 |
25,37 |
0,9281 |
|
Итого |
- |
100 |
- |
- |
100 |
- |
