Контактная доочистка масляных фракций

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт заочно-вечернего обучения

Кафедра химических технологий им. Н.И. Ярополова

Лабораторная работа № 4

Контактная доочистка масляных фракций

по дисциплине «Технология производства нефтяных масел»

Выполнили

студенты группы Д.Н. Квич

И.В. Мунтяну

Иркутск - 2024

Контактная доочистка масляных фракций

Цель работы: Очистка масляной фракции (адсорбированием).

Задача: Удаление из нефтяной фракции смолистых веществ.

Теоретическое введение

Способность активированных углей, естественных глин, синтетических алюмосиликатов, алюмогеля, цеолитов адсорбировать на своей поверхности различные вещества широко используется при разделении смолистых смесей, в том числе и нефтяных фракций, на составляющие их компоненты.

Из компонентов нефтяных фракций и остатков наибольшей адсорбируемостью на алюмосиликатах обладают смолисто-асфальтеновые вещества и затем в порядке убывания полициклические ароматические, бициклические ароматические, нафтеновые и парафиновые углеводороды.

Адсорбируемость на этих адсорбентах, непредельных углеводородов, входящих в состав продуктов неорганических и каталитических процессов, выше, чем всех других углеводородов и смол, причем адсорбция сопровождается полимеризацией.

Основными показателями качества адсорбентов являются их адсорбционная способность (активность), пористость и размеры пор. Различают статическую и динамическую адсорбционную активность.

Равновесная статическая адсорбционная активность максимальное количество вещества, поглощенное единицей массы адсорбента при данной температуре, давлении и концентрации адсорбируемого вещества.

Динамическая активность определяется скоростью адсорбции

Статическая адсорбционная способность определяется по объему толуо ла (в мл.), поглощенного 1 г адсорбента. Поскольку количество поглощенного толуола мало (сотые и десятые доли мл), для упрощения пользуются величиной в 10000 раз большей (700-1200). Для свежего адсорбента адсорбционная способность (по толуолу) 1000-1800, для регенерированного - 900-950.

Контактная доочистка. Этот метод предназначен для доочистки масел после их предварительной глубокой очитки серной кислотой или избирательными растворителями (селективной очистки).

При контактной доочистке применяют тонкодисперсный адсорбент с частицами размером около 0,1 мм. Применение адсорбента с частицами меньшего размера затрудняет отделение очищенного продукта от адсорбента.

Температура процесса зависит от активности адсорбента и вязкости очищаемых масел (100-200 °С). Расход адсорбента зависит от качества очищаемого масла, его вязкости, смолистости и т. д. а также от требуемой глубины очистки и составляет от 3 до 20% (масс.) на очищаемое сырье.

Ход работы

Анализ сырья:

- кинематическая вязкость при 50 °С и 100 °С (пункт 3.1.2);

- плотность (пункт 3.1.4);

- коэффициент преломления (пункт 3.1.3);

- температура застывания (пункт 3.1.8);

- цвет исходного нефтепродукта.

Контактная доочистка масла

Трехгорловая круглодонная колба 200мл, обратный холодильник, термометр и барботирующая трубка.

Навеску масла 10-20 г и адсорбента (10% на сырье это 1-2 г) загружают в колбу. Устанавливают холодильник, термометр и барботирующую трубку. Смесь нагревают до 100-115 °С при постоянном барботировании инертного газа. Строго следят за температурой, нагревание ведут 20-30 минут. Смесь фильтруют на воронке Бюхнера (воронку предварительно нагреть в сушильном шкафу). Профильтрованное очищенное масло взвешивают (см. лаб. раб. 1).

Анализ очищенного масла

- кинематическая вязкость при 50 °С и 100 °С (пункт 3.1.2);

- плотность (пункт 3.1.4);

- коэффициент преломления (пункт 3.1.3);

- температура застывания (пункт 3.1.8);

- цвет исходного нефтепродукта.

Оформление отчета (см. лаб. работу 1).

Полученные результаты свести в табл. 14, 15.

Контактная доочистка масла

Применяем в качества сырья для определения качества - автомобильное масло.

Трехгорловая круглодонная колба 200 мл, обратный холодильник, термометр и барботирующая трубка.

Навеску масла 50 г и адсорбента 10 % на сырье - это 5 г) загружают в колбу. Устанавливают холодильник, термометр и барботирующую трубку.

Смесь нагревают до 100-115 ? при постоянном барботировании инертного газа. Строго следят за температурой, нагревание ведут 20-30 минут. Смесь фильтруют на воронке Бюхнера (воронку предварительно нагреть в сушильном шкафу). Профильтрованное очищенного масло взвешивают.

Экспериментальная часть

Материальный баланс

Таблица 14

1. Определение кинематической вязкости в капиллярных вискозиметрах

Приборы для определения вязкости называются вискозиметрами. Чаще всего используют стеклянные вискозиметры, в которых испытуемая жидкость протекает через капиллярные трубки определенного диаметра. Отмечая время протекания жидкости через капилляр, можно вычислить ее вязкость.

Находим определение кинематической вязкости по ГОСТ 33 - 2016

Расчёт:

Определяется вязкость по формуле:

Кинематическую вязкость определяем при температуре 20 ? до очистки масла

мм²/с;

Кинематическую вязкость определяем при температуре 50 ? до очистки масла

мм²/с;

Кинематическую вязкость определяем при температуре 20 ? после очистки масла рефрактометр нефтяной фракция смолистый

мм²/с;

Кинематическую вязкость определяем при температуре 50 ? после очистки масла

мм²/с.

2. Относительная плотность

1. Колба без дис. воды 8,12 г

2. Колба с дис. водой t₂₀ 13.16 г

3. Колба с маслом t₂₀ 12,55 г

4. Колба с очищенным маслом t₂₀ 12,45 г

Р₄²⁰ = 0,99703 р + 0,0012

^{р =} m=m_e -m₁

m₃ - масса пикнометра исследуюемым нефтепродуктом, гр:

m₁ - масса пустого пикнометра гр:

m - вводное число пикнометра, гр:

m₂ - масса пикнометра с водой, гр:

Плотность масла перед очисткой

m= m₂ - m₁

m = 13,16 - 8,12 = 5,04

р = = 0,875

Плотность масел после очистки

р = = 0,859

= 0,99703*0,875+0,0012=0,874 - плотность перед очисткой

= 0,99703*0,859+0,0012= 0,857 - плотность после очистки

3. Определение анилиновой точки

Анилиновая точка - это температура, при которой топливо и анилин C6H5-NH2 смешиваются между собой в любых соотношениях. Определение анилиновой точки основана на неодинаковой растворимости различных углеводородов в полярных растворителях. Чем легче углеводород растворяется в анилине, тем ниже его анилиновая точка.

Измеряют объем фракций и находят содержание их в масс. %. Определяют фракционный состав методом анилиновых точек. Депрессия анилиновой точки () определяется для каждой фракции до, и после обработки серной кислотой.

Определяем по ГОСТ 12329 - 2021

Расчет содержания ароматических углеводородов

Содержание углеводородов ароматического ряда и непредельных углеводородов определяют по формуле:

где - депрессия анилиновой точки, зависящая от содержания ароматических и непредельных углеводородов;

К - анилиновый коэффициент, соответствующий 1 єС депрессии

До очистки и после очистки масла значение температуры получились

4. Определение показателя преломления с помощью рефрактометра

Показатель преломления (коэффициент рефракции) определяют для нефтепродуктов. Он характеризует способность нефтепродукта преломлять падающий на него световой луч. При этом отношение синуса угла падения луча к синусу угла преломления луча для каждого нефтепродукта постоянно и называется показателем преломления.

Зависимость показателя преломления от температуры выражается следующей формулой:

,

где - показатель преломления при температуре анализа;

б - поправочный коэффициент, равный 0,0004 на 1°С;

t - температура анализа, °С.

Расчет:

Температура окружающей среды t = 22 ?.

До очистки автомобильного масла

;

После очистки автомобильного масла

.

Характеристики масляной фракции

Таблица 15

Вывод: в ходе выполнения лабораторной работы выполнили очистку масленой фракции (адсорбированием методом), удалили из него фракцию смолистых веществ. Для определения качества масла, мы до контактной очистки проверили показатели вязкости (согласно ГОСТ 33 - 2016) при температуре 20 ? и 50 ? вискозиметром, определили плотность ( согласно ГОСТ 3900 - 2022) при температуре окружающей среды 22 ? с помощью пикнометра, далее определили анилиновую точку ( согласно ГОСТ 12329 - 2021) для определения содержания ароматических углеводородов, показатель преломления на рефрактометре и цвет масла. После контактной доочистки провели повторное определение показателей качества масла. Мы можем сказать, что после очистки, показатели качество масло улучшились.

Размещено на Allbest.ru