microbik.ru
1

26. Определить относительную плотность нефтепродукта по его относительной плотности =0,860

Решение.

Для решения задачи воспользуемся несколькими уравнениями и сравним результаты.

По уравнению (1.3):



По уравнению (1.4):



По уравнению (1.5):



[табл. 1.1]

(расчет)

(табл)

57.Относительная плотность нефтепродукта =0,923. Найти его плотность при 120 °С двумя способами.

Решение.

По уравнению Мановяна (1.8):



По графику :





^ 88.Определить абсолютную плотность крекинг-газа при 200 °С и 1500 мм.рт.ст., если его молекулярная масса равна 30.

Решение.

По уравнению (1.25):



119.Смесь узких нефтяных фракций содержит 3 компонента, содержания которых соответственно равны (% об.) 40,20 и 40. Плотности их 0,7512 ; 0,7573 и 0,7661. Найти относительную плотность смеси

Решение.

По уравнению (1.23):



150.Вычислить среднюю молекулярную массу нефтяных фракций, имеющих средние температуры кипения 85, 125 и 170. Вычислить среднюю молекулярную массу имеющую плотность =0,771

Решение.

Воспользуемся уравнением Воинова (2.2):



Тогда молекулярная масса каждой фракции будет равна:







Или по уравнению Бриджимана (2.10):













=0,771 переведем в по формуле (1.4)

=0,0093+0,994·

=(0,771-0,0093)/0,994=0,7663

По уравнению Бриджимана (2.9):

158. Определить молекулярную массу нефтепродукта, имеющего среднюю температуру кипения 200 °С и относительную плотность =0,83.

Решение.

По уравнению Бриджимана (2.9):



Воспользуемся уравнением Воинова (2.2):



190. Смесь состоит из 16 кг н-гексана, 12 кг н-гептана и 18 кг н-октана.Определить среднюю молекулярную массу смеси.

Решение.

Молекулярные массы компонентов равны:

н-гексан=86,18

н-гептан=100,21

кг н-октан=114,23

Массовые доли компонентов:

Общая масса =16+12+18=46

н-гексан=16/46=0,35

н-гептан=12/46=0,26

кг н-октан=18/46=0,39

Молекулярная масса смеси по формуле (2.20) равна



222.Определить поверхностное натяжение при t=20 °C нефтяной фракции 178-190 °C, имеющей относительную плотность = 0,7821.Задачу решить двумя способами

Решение.

Воспользуемся уравнением (4.5) и вычислим поверхностное натяжение при 20 °С



Для нефтяной фракции 178-190 используем логарифмическую зависимость между молекулярной массой и средней температурой кипения (2.10)

Примем среднюю температуру кипения нефтяной фракции:

tcp=(190+178)/=184







254. Нефтяная фракция имеет при 50 °С кинематическую вязкость 120,9 сСт и относительную плотность =0,9207. Определить динамическую и условную вязкость фракции.

Решение.

Переход между кинематической и динамической вязкостью производится по преобразованному уравнению (5.1)



в котором все параметры должны быть определены при одной температуре.

Значение абсолютной плотности нефтяной фракции при 50 °С (кг/м3) определим по уравнению Мановяна (1.8):



Тогда по уравнению (5.1) динамическая вязкость равна:



Т.к. кинематическая вязкость >120 мм2 /с (сСт), то для перехода к условной вязкости воспользуемся преобразованным уравнением (5.3):





286.Фракция нефти имеет вязкость при 50 °С равную 18,00 сСт, а при 100 °С - равную 4,6 сСт. Чему равна её вязкость при 87 °С?

Решение.

Воспользуемся формулой Гросса (5.7):



Для расчетов с её использованием сначала по двум имеющимся парам значений температура-вязкость вычислим значение коэффициента n:



Далее, используя одну из имеющихся пар значений температура-вязкость и заданную температуру, определим вязкость при заданной температуре:



Решим эту же задачу с помощью уравнения Вальтера (5.8):



Расчет коэффициентов а и b производится по уравнениям (5.9) и (5.10).









Коэффициент b:



Коэффициент а:



Таким образом, температурная зависимость вязкости нефтяной фракции имеет вид:



При 87 °С правая часть уравнения равна:







318. Определить вязкость узкой нефтяной фракции при давлении 2,08 атм и 20 °С, если вязкость этой фракции при атмосферном давлении и той же температуре была 46,67 сСт.

Решение.

Переведем давление 2,08 атм в МПа =0,211 МПа

Зависимость вязкости от давления описывается уравнением Манстона (5.11). Вязкость (сСт) при повышенном давлении вычислим по преобразованному уравнению Манстона:



340.Вычислить вязкость смеси, состоящей из 29% (масс) фракции с вязкостью 100 сСт и 71% (масс) фракции с вязкостью 190 сСт.

Решение. Для расчета вязкости смеси воспользуемся уравнением (5.14).











Либо по графику получается 38 сСТ

382. Определить кинематическую и динамическую вязкость паров этилена при 330 °С и атмосферном давлении и при 330 °С и давлении 3,0 атм.

Решение.

Молярная масса этилена 28 г/моль

Вязкость паров этилена при нормальных условиях определим по уравнению (5.15) и (5.16):





Для расчета вязкости газов применяется формула Фроста:



По рисунку 5.2 вязкость паров при 330 С равна 185·10-8 кгс·с /м2 =1,9·10-5 Па·с

Критические параметры для этилена найдем в литературе





Вычислим приведенные параметры:





Воспользоваться номограммой, представленной на рисунке 5.3. не можем так как шкала не позволяет выполнить вычисления при заданных параметрах

414. Определить по Энглеру фракции 28-200 °С аганской нефти дает следующие результаты

^ Объем выкипания, % об.

н.к.

10

50

90

Температура, °С

48

77

128

190

Определить СМТК ,СВТК ,СКТК и СУТК

Решение.

Среднюю объемную температуру кипения (СОТК) определим по уравнению (7.11)



Для которого необходимо иметь значения температур выкипания 10,30,50,70,90 % фракции. Для того, чтобы определить недостающие значения температур воспользуемся графическим методом. На координатную плоскость нанесем точки,приведенные в исходных данных и соединим их плавной кривой. Далее,отмечая на оси абсцисс выходы в 30 и 70% об, восстановим перпендикуляры до пересечения с кривой, а из точек пересечения – прямые параллельные оси абсцисс до пересечения с осью ординат. Последние точки пересечения и будут искомыми температурами.



Таким образом

t30=104 С

t70=160 С

Тогда средняя температура кипения:



Все остальные характеристические температуры определим по формулам (7.12)

Средний наклон кривой разгонки по Энглеру определим по уравнению (7.13)



Для работы с рисунком 7.1 необходимо на оси абсцисс отметить точку, соответствующую среднему наклону кривой разгонки по Энглеру и провести из нее вертикальную прямую пересекающую все кривые изображенные на поле графика.

Для определения средней мольной температуры кипения (СМТК) выделим на рисунке 7.1 нижнюю группу кривых и мысленно проведем кривую соответствующую СОТК, между кривыми 100 и 200. Из точки пересечения мысленно проведенной кривой и вертикальной прямой идущей из точки соответствующей ά, проведем горизонтальную линию до пересечения с осью ординат- эта точка соответствует поправке ∆Т. в нашем случае ∆Т= -14,5

Tср.мол=131,8 - 14,5= 117,3 С

Для определения СВТК необходимо провести аналогичные действия с верхней группой кривых на рисунке 7.1

∆Т= 3 С

Tср.вес=131,8 + 3= 134,8 С

Для вычисления СКТК аналогично поступим с группой кривых, находящихся под группой кривых для СВТК

∆Т= -3,5 С

Tср.вес=131,8 – 3,5= 128,3 С

Аналогично для СУТК

∆Т= -8,5 С

Tср.вес=131,8 – 8,5= 123,3 С

d:\documents and settings\станислав\рабочий стол\_067_0001.jpg

446. Определить координаты кривой ИТК по известной кривой разгонки по Энглеру фракции 28 - 180 °С рыбальской нефти ( = 0,7752)

^ Объем выкипания, % об.

н.к.

10

50

90

Температура, °С

46

104

133

162

Решение.



Составим новую таблицу, в которую внесем точки 0, 10, 30, 50, 70, 90 % (интерполяция недостающих значений 30 и 70 % по графику) выкипания и температуры им соответствующие.

Объем выкипания, % об.

н.к.

10

30

50

70

90

Температура, °С

46

104

121

133

148

162

По исходным данным определяем температуру 50 % выкипания по Энглеру



Температурную разность вычисляем по формуле (8.2)



Температура 50 % выкипания по ИТК определяется по формуле (8.1)



Вычисление величин производится следующим образом. От каждой последующей температуры отнимается предыдущая. Вычисления заносятся в таблицу, напротив ставится прочерк.

Далее для каждого значения путем решения уравнения (8.5) отыскивается значение (коэффициенты уравнения берутся из таблицы 8.1 для каждого интервала отгона). Значения заносятся в таблицу причем, соответствующие отгону до 50 % со знаком «минус», а соответствующие отгону свыше 50 % с сохранением положительного значения. Для отгона 50 % заносится ранее определенное .

Рассмотрим подробно решение уравнения (8.5) для интервала 0 - 10%. Используя коээфициенты из таблицы 8.1, получим общий вид уравнения







Для упрощения вида уравнения обозначим



Для решения полученного уравнения применим графический метод.

Составим таблицу значений функции



задаваясь значениями x в интервале [0;З] целых чисел.

x

f(x)

x

f(x)

x

F(x)

0

-9,00

10

-4,97

19

0,03

1

-8,68

11

-4,47

20

0,66

2

-8,34

11

-4,47

21

1,29

3

-7,98

12

-3,96

22

1,94

4

-7,60

13

-3,43

23

2,60

5

-7,20

14

-2,89

24

3,27

6

-6,79

15

-2,33

25

3,95

7

-6,36

16

-1,76

26

4,64

8

-5,91

17

-1,18

27

5,34

9

-5,45

18

-0,58







По данным полученной таблицы строим график



и находим абсциссу точки пересечения кривой с осью абсцисс. Эта точка и есть искомый корень уравнения. В данном случае = х = 18,9 °С.

В таблицу результатов заносим это значение со знаком «минус», как указано выше.

Для решения этих уравнений можно использовать численные методы (метод хорд, бисекций и др.).

Чтобы определить температуры кипения по ИТК необходимо воспользоваться уравнениями











Отгон х, % об.

t, °С по Энглеру

Разность , °С

Разность °С

t, °С по ИТК

0

46

9

-5,6

51,6

10

104

19

-33,5

70,5

30

121

19

-18,8

102,2

50

133

-

-2

131

70

148

27

17,7

165,7

90

162

27

36,1

198,1

478.Определить теплоемкость нефтепродукта плотностью = 0,752 при 70 °С.

Решение.

Перейдем к по уравнению (1.4):



По уравнению Крэга (9.2):



По уравнению (9.7):



По номограмме, изображенной на рисунке 9.4 при 70 °С и = 0,752 по шкале для жидкости с ≈ 2,0 кДж/(кгК).

510.Определить теплоемкость фракции t=109 °С плотностью = 0,7500 при 70 °С.

Решение.

Перейдем к плотности по уравнению (1.3):



Cредняя температура кипения фракции:



Допустим, что , тогда характеризующий фактор Ватсона по уравнению (6.2):



По уравнению Фаллона-Ватсона (9.8):



514. Плотность нефтяной фракции равна = 0,756. Найти теплоемкость паров фракции при 300 °С.

Решение.

Перейдем к плотности по уравнению (1.4):



Воспользуемся формулой Бальке и Кей (9.9):



По номограмме, изображенной на рисунке 9.4 при = 0,756 по шкале паров и 300 °С



546.Определить теплоемкость паров нефтяной фракции, имеющей =0,7375; tкp =275 °С; Ркр = 2,6 МПа, при 350 °С и 0,65 МПа.

Решение.

Перейдем к плотности по уравнению (1.4):



Теплоемкость паров при атмосферном давлении вычислим по уравнению Бальке и Кей (9.9):



Вычислим приведенные температуру и давление:





По графику, изображенному на рисунке 9.1 определим поправку к теплоемкости на давление:



Молярную массу фракции найдем по формуле Крэга (2.15):



Пересчитаем поправку с мольной размерности на массовую:



Таким образом, теплоемкость паров под давлением равна:



610. Узкая нефтяная фракция имеет tcp.мол. =175 °С и относительную плотность = 0,7905. Определить теплоту её испарения.

Решение.

По уравнению Кистяковского (10.1) теплота испарения (кДж/кмоль) равна:



Мольную массу фракции определим по формуле Воинова (2.2):



Тогда, вычисленная по уравнению Кистяковского теплота испарения (кДж/кг) равна:



Перейдем к относительной плотности по уравнению (1.3):



Характеризующий фактор вычислим по уравнению (6.1):



По графику, представленному на рисунке 10.2, теплота испарения равна:



^ 6.42 Определить теплоту испарения н-гексана при 22200 кгс/м2.

Решение.

22200 кгс/м2=217700 Па

По справочным данным определим, что нормальная температура кипения н-гексана равна 68 °С.

Вычислим значение комплекса



Используя график, изображенный на рисунке 10.1, по кривой для углеводородов определим



откуда



674.Определить энтальпию жидкой нефтяной фракции при 70 °С ( =0,7351).

Решение. Перейдем к относительной плотности по уравнению (1.3):



По уравнению Фортча и Уитмена (11.1):



По уравнению Крэга (11.2):



По уравнению Уэйра и Итона (11.3):



706.Определить энтальпию паров узкой нефтяной фракции, имеющей = 0,6430, при 100 °С и атмосферном давлении.

Решение. Переедем к плотности по уравнению (11.3):



По уравнению (11.5):



По уравнению (11.6):



771.Определить теплопроводность узкой фракции, имеющей t = 95-122 °С и = 0,7373, при 75 °С.

Решение. Перейдем к плотности по уравнению (1.3):



Принимаем среднюю температуру кипения (95+122)/2 = 108,5

По формуле Абросимова (12.3):