Схемы лабораторных установок и их описание
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Уфимский государственный нефтяной технический университет»
Кафедра технологии нефти и газа
Отчет
о лабораторной работе
по дисциплине: «Переработка углеводородных газов»
на тему: «Определение физических свойств и состава углеводородных газов»
Выполнили: ст. гр. МТП21-16-01 М.Т. Минхайрова
И.И. Молодцов
А.Р. Ханов
Д.К. Хасанов
Л.З. Хисамова
Ю.В. Худайдатов
М.Р. Юсупов
ст. гр. МТП22-16-01 Л.А. Кашапова
|
|
|
Проверил: к.т.н., доц. каф. ТНГ Р.Р. Фасхутдинов
Уфа
2017
СОДЕРЖАНИЕ
1 Цель работы 3
2 Задачи работы 3
3 Теоретическая часть 3
4 Схемы лабораторных установок и их описание 5
5 Краткое описание методик подготовки установки к работе,
проведения и окончания режима 8
6 Сводная таблица режима 11
7 Расчета плотности (пикнометрическим методом) и молярной
массы углеводородных газов 12
|
|
|
7.1 Расчет плотности газа 12
7.2 Расчет молярной массы газа 13
8 Исходные данные определения молярной массы и плотности
углеводородных газов по хроматограмме 14
8.1 Расчет молярной массы газа 16
8.2 Расчет плотности газа 16
9 Сводная таблица полученных результатов 17
Вывод 17
Список использованных источников 19
Цель работы
Провести каталитический крекинг прямогонной дизельной фракции с отбором углеводородного газа. Определить физические свойства и состав углеводородных газов деструктивного происхождения.
Задачи работы
При заданных параметрах (таблица 1) провести процесс каталитического крекинга прямогонной дизельной фракции с целью получения деструктивного газа.
|
|
|
Таблица 1 – Параметры ведения процесса
| Параметр | Значение |
| Температура, 0С | 520 |
| Объем сырья, см3 | 140 |
| Объемная скорость, ч-1 | 0,1 |
| Объем катализатора Цеокар-600 (свежий), см3 | 200 |
Определить с помощью газового пикнометра плотность полученного газа деструктивного происхождения. По полученной плотности рассчитать его молярную массу.
С помощью хроматографа определить углеводородный состав газа деструктивного происхождения. По хроматограмме рассчитать его плотность и молярную массу.
Сделать выводы по работе.
Теоретическая часть
Под углеводородными газами подразумевают смеси газообразных горючих веществ: низкомолекулярных углеводородов (алканов и алкенов С1-С4), водорода, окиси углерода и сероводорода, разбавленных такими негорючими газами как диоксид углерода, азот, аргон и пары воды.
Горючие газы принято классифицировать в зависимости от происхождения на следующие группы:
1) природные (сухие), состоящие преимущественно из метана, добываемые из чисто газовых месторождений;
2) нефтяные (жирные), состоящие из метана и его низкомолекулярных гомологов (С1-С5), добываемые попутно с нефтью;
|
|
|
3) газоконденсатные, по составу аналогичные нефтяным, добываемые из газоконденсатных месторождений;
4) искусственные, к которым относят нефтезаводские (получаемые при переработке нефти), газы переработки твердых топлив (коксовый, генераторный, доменный и др.).
В данной лабораторной работе рассматривается искусственный газ, полученный в процессе каталитического крекинга. Каталитический крекинг представляет собой процесс превращения при высоких температурах и малом давлении высококипящих нефтяных фракций (с началом кипения выше 350 °С) в базовые компоненты высокооктановых авиационных и автомобильных бензинов и газойли. Промышленные процессы основаны на контактировании сырья с активным катализатором в соответствующих условиях, когда 40–50% масс. исходного сырья превращается в бензин и другие легкие продукты. В качестве катализаторов применяют аморфные и кристаллические алюмосиликаты. В процессе крекинга кроме бензина и газойлей образуется газ, а на катализаторе – углистые отложения, которые снижают его активность. Для восстановления активности катализатор регенерирует.
Определение физических свойств полученного газа в лабораторных условиях сводится к расчетам его плотности и молекулярной массы. Методика определения, которых приведена в следующих пунктах.
Схемы лабораторных установок и их описание
Процесс каталитического крекинга проводим на установке, представленной на рисунке 1.
| 1 – сырьевая бюретка; 1а – насос сырьевой; 1в – емкость для сырья; 2 – регулировочные краники; 3 – аллонж; 4 – накладка асбестовая; 5 – электрическая печь; 6 – реактор; 7 – насадка (нижний и верхний слои); 8 – реакционная зона; 9 – термопара; 10 – потенциометр; 11 – терморегулятор; | 12 – водяной холодильник; 13 – колба приемная; 14 – колба промежуточная; 15 – абсорбер; 16 – отвод газового счетчика; 17 – зажим средний; 18 – газовый счетчик; 19 – байпас входа газа; 19а – байпас выхода газа 20 и 20а – зажимы крайние; 21 – газовый пикнометр; 22 и 22а – краники пикнометра |
Рисунок 1 – Схема лабораторной установки
При выполнении работы используется вертикальный проточный реактор 6 цилиндрической формы. В нижней части реактора сбоку имеется трубка для отвода продуктов реакций, а снизу реактора карман для термопары 9.
Так как проводят процесс каталитической обработки сырья, то реактор загружают насадкой 250 см3 (нижний слой 7), катализатором 200 см3 (средний слой 8) и вновь насадкой 250 см3 (верхний слой 7). При проведении процесса термической обработки сырья реактор загружают только насадкой объемом 700 см3.
Реактор обогревается электропечью 5. Температура в реакторе задается и поддерживается терморегулятором 11. Контроль за температурой в реакционной зоне реактора 8 осуществляется по показаниям потенциометра 10, на который поступает сигнал от термопары 9.
Верхний зазор между печью и реактором закрыт асбестовой накладкой 4, что позволяет предотвратить попадание сырья на разогретые стенки печи и реактора в случае незначительной утечки сырья из бюретки 1.
Сырье в реактор подается самотеком из бюретки 1 или сырьевым насосом (1а) из емкости (1в) через аллонж 3. Газообразные и жидкие продукты реакций превращений из реактора отводятся через водяной холодильник 12, где они конденсируются и охлаждаются. Жидкие продукты собираются в приемной 13 и промежуточной 14 колбах, а газообразные продукты поступают в абсорбер 15, где абсорбируются жирные компоненты углеводородного газа и унесенные газом легкие бензиновые фракции. Газ после абсорбера проходит через газовый счетчик 18, который показывает объем газа, полученного в результате деструктивной переработки углеводородного сырья, и отводится из лаборатории.
Во время проведения режима отбирается проба деструктивного газа в газовый пикнометр 21 для определения плотности газа.
Полученный деструктивный газ анализируем на газовом хроматографе "Хромос ГХ-1000" , который представлен на рисунке 2.
Рисунок 2 ˗ Газовый хроматограф "Хромос ГХ-1000"
Комплекс хроматографический газовый «Хромос ГХ-1000» (далее хроматограф) предназначен для качественного и количественного анализа органических и неорганических газообразных, жидких и некоторых твёрдых проб, с температурами кипения до 400 0С, различных объектов природного и промышленного происхождения.
Хроматограф выполнен в виде моноблока и содержит следующие основные составные части:
1) термостат колонок;
2) устройства ввода пробы (испарители, краны-дозаторы), обеспечивающие дозирование пробы в хроматографическую колонку. Хроматограф может содержать несколько испарителей или других дозирующих устройств;
3) дополнительные устройства: термодесорбер, печь активации, метанатор, дозатор равновесного пара, дозатор сжиженного газа, переключающие краны, пневматические клапаны и другие устройства;
4) детекторы для регистрации определяемых компонентов, выходящих из колонки: пламенно-ионизационный, термоионный, детекторы по теплопроводности, электроннозахватный, фото-ионизационный и другие.
Хроматограф может содержать до четырех детекторов в разной комбинации;
1) источник питания (трансформатор), обеспечивающий необходимыми питающими напряжениями составные части хроматографа;
2) центральная плата управления (далее ЦПУ), обеспечивающая: связь хроматографа через программное обеспечение с персональным компьютером (ПК); управление системами автоматического регулирования температуры в термостатируемых зонах: термостатах колонок, детекторов, испарителей, кранов и других устройств; управление регуляторами расхода и давления газов, усилителями и другими дополнительными устройствами; контроль исправности устройств хроматографа;
3) усилитель, обеспечивающий усиление и преобразование в цифровую форму сигналов детекторов;
4) усилитель, обеспечивающий задание рабочего тока, усиление сигнала детектора и преобразование в цифровую форму;
5) усилитель, обеспечивающий задание рабочего тока, защиту чувствительных элементов, усиление и преобразование в цифровую форму сигналов детекторов;
6) электронные регуляторы потоков газа-носителя, водорода и воздуха, обеспечивающие измерения, формирование расходов и давлений газов в шести различных режимах;
7) газовые фильтры для очистки газов, питающих хроматограф;
8) панель управления, обеспечивающая вывод информации о параметрах работы хроматографа, запуск и остановку анализа.
В хроматографе осуществляется дозирование, разделение и детектирование анализируемых компонентов. Дозирование жидкостей осуществляется микрошприцем, а газовых проб – краном-дозатором, разделение – либо на насадочных стальных или стеклянных, либо на кварцевых капиллярных колонках.
Дата добавления: 2018-09-23; просмотров: 214; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!