Задача №3

Найти среднюю молярную массу нефтяных фракций A, B, C и D по их физическим характеристикам: начало кипения н.к., °С, конец кипения к.к., °С, характеризующий фактор К, абсолютная плотность при 20°С, ρ кг/м3. Определить среднюю молярную массу смеси этих фракций, если они смешиваются:

в молярном соотношении A/B/C/D;

в массовом соотношении A/B/C/D;

в объемном соотношении A/B/C/D.

Таблица №5

Фракция А н.к., °С к.к., °С Характериз. фактор, К	100 150 10.6
Фракция B н.к., °С к.к., °С Характериз. фактор, К	120 150 11,8
Фракция C Плотность при 20°С ρ, кг/м3	761
Фракция D Плотность при 20°С ρ, кг/м3	764
Молярное соотношение A/B/C/D	2/9/7/2
Массовое соотношение A/B/C/D	7/2/3/4
Объемное соотношение A/B/C/D	5/8/4/8

Решение:

I шаг

Найдем среднюю молярную массу фракции по формуле Войнова:

где М – средняя молярная масса, кг/моль; t – средняя молярная температура, °С кипения; k – характеризующий фактор;

1. Фракция А

(кг/моль)

Из формулы Крэга:

2. Фракция В °C

(кг/моль)

Из формулы Крэга:

II шаг

Взаимный пересчет ипроизведем по формуле:

1. Фракция С (кг/м³), α = 0.000818

2. Фракция D (кг/м³), α = 0,000818

III шаг

По формуле Крэга найдем молярную массу фракций D и C

(кг/моль)

1. (кг/моль)

2. (кг/моль)

IV шаг

Доля каждой фракции при молярном соотношении 2/9/7/2

1. 

2. 

3. 

4. 

V шаг

Молярную массу смеси рассчитывают по правилу аддитивности исходя из известного состава и молярных масс компонентов:

(кг/моль)

VI шаг

Доля каждой фракции при массовом соотношении 7/2/3/4

1. 

2. 

3. 

4. 

VII шаг

Молярную массу смеси рассчитывают по правилу аддитивности исходя из известного состава и молярных масс компонентов:

VIII шаг

Доля каждой фракции при массовом соотношении 5/8/4/8

1. 

2. 

3. 

4. 

Найдем массовую долю из этого соотношения для каждой фракции по формуле:

1. 

2. 

3. 

4. 

VII шаг

Молярную массу смеси рассчитывают по правилу аддитивности исходя из известного состава и молярных масс компонентов:

Ответ представлен в таблице №6

Таблица №6

Значение параметров	M, кг/кмоль
Фракция А	106.1
Фракция B	119.85
Фракция C	127.9145
Фракция D	129.8870
Молярное соотношение A/B/C/D	112.30
Массовое соотношение A/B/C/D	116.8632
Объемное соотношение A/B/C/D	121.1408

Задача №4

В качестве сырья каталитического риформинга для получения ксилолов используется узкая бензиновая фракция 120-140 °С плотностью . Известно содержание (в молярных долях) в сырье 5-градусных фракций: 120-125 °С, 125-130 °С, 130-135 °С, 135-140 °С. Найти среднюю молярную массу сырья, а также плотность при температуре 300 °С и давлении 5 МПа.

Дано:

Таблица №7

	0.753
Содержание фр. 120-125 °С	0.27
Содержание фр. 125-130 °С	0.20
Содержание фр. 130-135 °С	0.23
Содержание фр. 135-140 °С	0.30

Решение:

I шаг

Среднюю молярную температуру кипения можно найти по формуле:

где ­– молярная доля компонента;– средние арифметические температуры кипения узких фракций;

II шаг

Взаимный пересчет плотности ипроизводится по формуле:

α=0.000831

III шаг

Характеризующий фактор К определяется по формуле:

IV шаг

Среднюю молярную массу можно найти по формуле Войнова:

(кг/кмоль)

V шаг

Для определения плотности при 20 °С и повышенном давлении можно воспользоваться номонограммой для определения поправки к плотности с учетом давления(Приложение 1). Из номограммы следует (красная линия) что притемпературе 20 °С и давлении 5 Мпа плотность сырья будет равна:

(кг/м³)

Для нахождения плотности при повышенной температуре, зная плотности при 20 °С и величину характеристического фактора находят плотность по номограмме (приложение 2)

(кг/м³)

Ответ:

Средняя молярная масса сырья M=117.64 (кг/кмоль), плотность при 250°С равна (кг/м³)