ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1 ВИЗНАЧЕННЯ ФРАКЦІЙНОГО СКЛАДУ НАФТИ В АПАРАТІ АРН-2 Короткі теоретичні відомості Однією з найважливіших характеристик нафтових сумішей є фракційний склад, який визначається температурними границями википання усієї суміші та вузьких фракцій при відповідних відборах. Фракційний склад відіграє вирішальну роль при розробці технологічних схем процесу первинної перегонки нафти і поряд з вуглеводневим та елементарним складом нафти суттєво впливає на вибір схем подальших технологічних процесів нафтопереробки. На основі фракційного складу нафти визначається потенційний вміст у нафті цільових .фракцій, а на основі фракційного складу нафтових фракцій розраховуються найважливіші есплуатаційні характеристики нафтопродуктів. Фракційний склад нафтових сумішей визначають простою перегонкою з дефлегмацією або ректифікацією. Розгонку легких фракцій проводять при низьких температурах і підвищених тисках; середніх фракцій - при атмосферному тиску і важких фракцій - у вакуумі. Для розгонки використовують спеціальні апарати: Енглера, Богданова, Гадаскіна, АРН-2 та ін. Дані розгонки суміші подають у вигляді таблиці або графіка залежності "температура википання - процент відгону". Лінії на цьому графіку називаються кривими розгонки або кривими фракційного складу. При чіткому розділенні суміші одержують криві істинних температур кипіння (криві ІТК), а при нечіткому розділенні - криві умовних температур кипіння (криві стандартної або фракційної розгонки). З усіх кривих фракційного складу нафтових сумішей найважливішими є криві ІТК (в американській практиці використовують аналогічні криві істинних точок кипіння ТВР Основними параметрами кривої ІТК є температура 50 % відгону (їзо%.°С) і нахил кривої ІТК в межах 10 і 70 % відгонів 70 - 10 Криві ІТК використовують для визначення фракційного складу сирої нафти, розрахунку фізико-хімічних та експлуатаційних властивостей нафтопродуктів і параметрів технологічного режиму процесів перегонки і ректифікації нафтових сумішей. Параметри технологічного режиму визначають за кривими однократного випаровування (ОВ), яку будують на основі кривої ІТК за допомогою графіка Обрядчикова-Смідович (дод.1). Методика побудови кривих ІТК та ОВ описана в літературі [1,4]. Для перерахунку температур кипіння при підвищеному або пониженому тиску використовують переважно формулу Ашворта [1, 4] - Прилади та матеріали 1 . Зразок досліджуваної нафти ~ 0,5 кг. Колби для відбору фракцій (5 шт). Пікнометри. Піпетка з гумовою грушею. 5. Апарат для розгонки нафти та нафтопродуктів АРН-2 Опис апарата АРН-2 Апарат АРН-2 (рис. 1.1) розрахований на перегонку нафти до 450.. .500 °С. Він складається з технологічного та електричного блоків, які змонтовані в одному металевому каркасі. Основними складовими частинами є куб з електронагрівальною піччю та ректифікаційна колонка з конденсатором-холодильником і приймачами для дистилятів. Ректифікаційна колонка діаметром 50мм та висотою 1016мм має погонорозділюючу здатність, яка дорівноює 20 теоретичним тарілкам. Колонка заповнена насадкою у вигляді пружин з ніхромового дроту і обладнана електрообігрівачем. Вузол конденсації забезпечує повну конденсацію пари і повернення частини конденсату як зрошення в колонку. Стандартом регламентуються умови перегонки: швидкість перегонки, залишковий тиск, витрата зрошення та ін. Швидкість перегонки повинна відповідати відбору 3...4 мл продукту за 1 хв.
Рис. 1.1. Схема апарата АРН-2: 1 - піч; 2 - куб; 3 - буферна ємність; 4 - відбірники; 5 - конденсатор; 6-колона; 7-вловлювач; 8-дифманометр; 9-вакуумна помпа; 10-вакууметри Хід роботи Фракційний склад визначають в апараті АРН-2 за ГОСТ 11011-85. Даний стандарт встановлює метод визначення фракційного складу нафти і нафтопродуктів при атмосферному тиску та під вакуумом для побудови кривої істинних температур кипіння (ІТК) нафти та нафтопродуктів, встановлення потенційного вмісту в нафті окремих фракцій з .метою дослідження їх групового та індивідуального вуглеводневого складу. Перед початком перегонки усі крани змащують мастилом ЩАТІМ-221, слідкуючи, щоб воно не потрапило в отвори кранів. В холодильники вузла конденсації подають воду з температурою не вищою, ніж 5 °С. Нафту чи нафтопродукт в кількості 0,5-1,0 дм3 наливають в попередньо зважений куб через горловину і зважують. Куб з'єднують з колонкою. Апарат включають в електромережу, піднімають уверх електропіч, вмикають потенціометр, обігрівання печі та колонки. Обігрівання регулюють так, щоб дистиляція почалась через 0,5-1,0 годину. Фракції збирають у колби при заданих температурах відбору і зважують з похибкою не більшою, ніж 0,1г. Фіксують температуру початку кипіння першої фракції. Проби відбирають в інтервалі 50 °С. Температура кінця кипіння (к.к.) першої фракції є одночасно температурою початку кипіння (п.к.) другої (наступної) фракції. Таким чином, відбирають п'ять фракцій (проб), причому температура кінця кипіння п'ятої фракції (проби) е одночасно кінцем кипіння фракції, відібраної від нафти при атмосферному тиску При температурі 180. ..200 °С атмосферну перегонку припиняють, виключають обігрівання печі, колонки, опускають піч, вимикають потенціометр. Припиняють доступ води в холодильник. Апарат відключають від електромережі.