Введение к работе
Актуальность проблемы. Развитие нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности в современных условиях требует качественного изменения структуры производства, радикального улучшения использования природных ресурсов, топлива и энергии. Решение этой задачи невозможно без надежной информации о теплофизических свойствах нефтяного сырья и продуктов его переработки. Одним из важнейших свойств является вязкость. Знание ее необходимо для научно обоснованного проектирования эффективных процессов и аппаратов нефтепереработки, нефтехимии и транспорта нефтепродуктов.
В настоящее время теория кидкого состояния не может достаточно точно предсказывать вязкость нефтепродуктов - многокомпонентных смесей, состав которых обычно идентифицируется только качественно. Сложный тешюфизический эксперимент также не решает проблему определения свойств широкого круга разнообразных по характеристикам веществ, номенклатура которых постоянно расширяется. Поэтому актуальным становится создание надежных методов расчета вязкости.
Большинство существующих методик основано на материале, полученном для индивидуальных углеводородов и их смесей. Они требуют большого объема исходных данных и неприменимы к нефтепродуктам, сведения о которых, как правило, ограничиваются физико-химическими свойствами. Специализированные методики ориентированы на низко-кипящие и прямогонные продукты конкретного углеводородного состава. Необходима разработка методов расчета вязкости продуктов глубокой переработки нефти, роль которых в технологических процессах возрастает.
Решение такой задачи сдерживается недостаточным исследованием этих продуктов. Во многих случаях отсутствует комплексный подход к изучению вязкости, рассматриваемой в отрыве от физико-химических характеристик, что исключает возможность обнаружить общие закономерности поведения исследуемого свойства. Актуальным является получение достоверного экспериментального материала о вязкости продуктов вторичной переработки нефти в широких диапазонах температуры и давления.
В диссертационной работе получена методика расчета вязкости жидких нефтепродуктов при различных параметрах состояния по данным физико-химического анализа. Основой стали результаты эксперимен-
тального исследования продуктов переработки Западно-Сибирской нефти: вакуумного дистиллята и его фракций (НК-ЗБО, 350-360, двадцатиградусных фракций, выкипающих в интервале температур 360-520С, и остатка 520-КК), девяти фракций катализата вакуумного дистиллята (тридцатиградусных фракций, выкипающих в интервале температур 200--440С. и остатка 440-КК) и широкой фракции HK-I80. Работа выполнена в соответствии с координационными планами Научных Советов Академии Наук по комплексным проблемам "Теплофизика и теплоэнергетика" (шифр I.9.1) и "Нефтехимия" (шифр 2.9.5). Цель работы:
-
Получение достоверных экспериментальных данных о вязкости жидких продуктов вторичной переработки Западно-СиОирской нефти, различающихся по физико-химическим свойствам и углеводородному составу, в широких диапазонах температуры и давления.
-
Установление закономерностей изменения вязкости исследуемых нефтепродуктов в области хидаого состояния от температуры, давления, комплекса физико-химических свойств и углеводородного состава и получение аналитического описания этих зависимостей.
-
Формирование методики расчета динамической вязкости кидких нефтепродуктов при различных параметрах состояния и разработка рекомендаций по ее применению.
Научная новизна:
-
Получены новые экспериментальные данные о динамической вязкости жидких продуктов вторичной переработки Западно-Сибирской нефти в диапазонах температуры 20-300С и давления 0.1-10.0 Ша.
-
Предложено новое эмпирическое уравнение температурной зависимости вязкости, обеспечивающее для исследуемых продуктов среднюю погрешность аппроксимации 1.2*.
-
Предложено новое обобщенное уравнение температурной зависимости вязкости, позволяющее рассчитывать коэффициент динамической вязкости исследуемых продуктов со средней погрешностью 4.8.
-
Предложено новое обобщенное уравнение барической зависимости вязкости, позволяющее рассчитывать коэффициент динамической вязкости исследуемых продуктов со средней погрешностью 1.3*.
-
Предложена методика расчета динамической вязкости жидких нефтепродуктов и даны рекомендации по ее применению при разных уровнях исходной информации о^свойствах продукта.
Практическая ценность работы. Разработанная методика расчета
вязкости мокет быть использована при проектировании процессов и аппаратов транспорта и переработки нефтепродуктов, в том числе в системах автоматизации проектно-консгрукгорских работ. Методика аттестована ВНОД СМВ в качестве рекомендуемой методики ГСССД.
Результаты экспериментального исследования вязкости жидких нефтепродуктов в широких диапазонах параметров состояния могут использоваться в теплофизических расчетах и при проектировании процессов нефтепереработки и нефтехимии. Полученные данные представляют научную ценность для совершенствования теории жидкости в направлении ее применения к различным смесям, в том числе многокомпонентным.
fWQQVWlR работы. Основные положения и отдельные результаты работы докладывались на III Всесоюзной студенческой научной конференции (1967 г., г. Казань), на Краевой научно-технической конференции молодых ученых и специалистов (1987 г., г. Ставрополь), на Республиканской научно-технической конференции молодых ученых и специалистов (1987 г., г. Грозный), на XXV/I научной конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов СтГТУ (1996 г., г. Ставрополь).
ЦщЬдщщШВа. По результатам выполненных исследований опубликовано 8 статей и тезисов докладов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, и списка литературы из 160 наименований. Объем диссертации составляет 207 страниц, из них 126 страниц машинописного текста, 16 рисунков и 37 таблиц.