Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка методов оценки физико-химических свойств нефтяных углеводородных систем Гайсина Айгуль Ралифовна

Разработка методов оценки физико-химических свойств нефтяных углеводородных систем
<
Разработка методов оценки физико-химических свойств нефтяных углеводородных систем Разработка методов оценки физико-химических свойств нефтяных углеводородных систем Разработка методов оценки физико-химических свойств нефтяных углеводородных систем Разработка методов оценки физико-химических свойств нефтяных углеводородных систем Разработка методов оценки физико-химических свойств нефтяных углеводородных систем
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Гайсина Айгуль Ралифовна. Разработка методов оценки физико-химических свойств нефтяных углеводородных систем : диссертация ... кандидата технических наук : 05.17.07 / Гайсина Айгуль Ралифовна; [Место защиты: Уфим. гос. нефтяной техн. ун-т].- Уфа, 2009.- 122 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/3063

Содержание к диссертации

Введение

1. Современное состояние моделирования и инженерных расчетов физико-химических свойств нефтяных углеводородных систем 8

1.1. Краткий исторический обзор 8

1.2 Основные понятия и определения учения о моделировании и расчете ФХС 11

1.3 Основы теории подобия 16

1.4 Методы расчета физико-химически* свойств углеводородных систем..19

1.4.1. Плотность 20

1.4.2 Молярная масса 23

1.4.3 Стандартная температура кипения индивидуальных углеводородов и нефтяных фракций 25

1.4.4 Критические константы 27

1.4.5 Теплота испарения 30

1.5 Методы исследования химического состава нефтяных фракций 31

1.5.1 Определение структурного химического состава светлых нефтепродуктов 32

1.5.2 Определение группового химического состава высококинящих фракций 36

2. Методы расчета характеристических констант физико-химических свойств нефтяных углеводородных систем 40

2.1 Расчет молярной массы углеводородных систем 43

2.2 Аналоговый метод расчета характеристических констант 48

2.2.1 Конститутивный метод 54

2.2.2 Аналогово-информативный метод 58

2.3 Информативный метод 59

3. Термическая и барическая модели расчета физико-химических свойств нефтяных упгеводородных систем 62

3.1 Термическая модель энтальпии испарения 62

3.2 Информативная модель температуры кипения при различны давлениях 65

4. Метод исследования углеводородного состава компонентов 69

4.1 Структурный алкановый индекс 69

4.2 Качественная идентификация углеводородного состава нефтяных систем 70

4.3 Исследование фракционного и углеводородного составов моторных топлив 74

Выводы 94

Список использованных источников 95

Приложение 106

Введение к работе

Актуальность темы. В связи с переходом на интенсивные методы развития технологии и строительством высокопроизводительных комбинированных установок большую роль играет повышение качества расчетов процессов и аппаратов нефтепереработки и нефтехимии, оптимизация действующих и проектируемых технологических схем.

Поиск необходимых физико-химических свойств (ФХС) веществ и нефтяных фракций составляет 10-20 % от полного объема затрат на проектирование. Сегодняшние исследователи в области прикладной химии и проектировщики, использующие в своей работе вычислительную технику, все еще вынуждены пользоваться данными, представленными в многотомных справочниках в виде таблиц, номограмм или графических зависимостей. От назревающего кризиса из-за роста необработанной информации может избавить лишь разработка и внедрение в химическую технологию универсальных математических моделей, адекватно описывающих ФХС углеводородных систем.

К настоящему времени появилось большое число методов расчета ФХС, что свидетельствует, с одной стороны, о потребности заменить экспериментальное исследование расчетом, а с другой - пока нет универсального метода, позволяющего рассчитать физико-химическое свойство углеводородных систем. Ценность метода определения ФХС зависит от следующих факторов: точности, простоты и универсальности.

Цель работы. Применительно к нефтяным углеводородным системам разработать:

методы для расчета характеристических констант ФХС;

модели для расчета термических и барических зависимостей ФХС;

идентифицирующий показатель вероятного углеводородного состава;

методику исследования вероятного углеводородного состава топливных фракций.

Научная новизна

1 Предложены новые методы расчета молярной массы, стандартных и
псевдокритических констант узких нефтяных фракций, выкипающих до
350 С.

2 Для инженерных расчетов разработана новая зависимость
температуры кипения индивидуальных углеводородов и нефтяных систем от
давления.

3 Впервые предлагается показатель оценки вероятного
углеводородного состава нефтяных топливных фракций с достаточно
высокой для инженерных расчетов идентифицирующей способностью.

Практическая ценность

Предложенные методы позволяют рассчитать по температуре кипения и относительной плотности (или показателю преломления) следующие свойства узких нефтяных фракций, выкипающих до 350 С:

молярную массу;

стандартные и псевдокритические константы;

энтальпию испарения при температурах от кипения до критической;

температуру кипения при нестандартных давлениях.

Разработанные формулы применяются студентами и магистрантами на практических занятиях по дисциплинам: «Инженерные расчеты физико-химических свойств веществ», «Современные проблемы химической технологии», курсовом и дипломном проектировании для специальностей 24.04.03 «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов», 24.01.00 «Химическая технология и биотехнология».

На основе методики исследования вероятного углеводородного состава нефтяных топливных фракций разработана новая лабораторная работа: «Определение физических свойств и гипотетической брутто-формулы нефтяной фракции», которая используется студентами в учебном процессе

при проведении занятий по дисциплине «Химия природных энергоносителей» для специальности 24.04.03 «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов».

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались:

- на 59-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ, Уфа, 2008 г.;

Международной научно-практической конференции

«Нефтепереработка - 2008», Уфа, 2008 г.;

Международной научно-практической конференции

«Нефтегазопереработка - 2009», Уфа, 2009 г.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 10 научных работ, в том числе 4 статьи и б материалов докладов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и изложена на 122 страницах, включает 27 таблиц, 16 рисунков и 15 страниц приложения.

Основные понятия и определения учения о моделировании и расчете ФХС

Первая теорема подобия. В современной формулировке, учитывающей возможность существования различных видов подобия, первая теорема имеет следующий вид: явления, подобные в том tutu ином смысле (полно, приближенно, физически, математически и т. д.), имеют определенные сочетания параметров, называемые критериями подобия, численно одинаковые для подобных явлений. Первая теорема подобия называется также теоремой Ньютона или Ньютона-Бертрана. Формулируя необходимые условия существования подобия, первая теорема, однако, не указывает способы установления подобия и способы его реализации при построении моделей.

Вторая теорема подобия. В основной- формулировке эта теорема, чаще встречающаяся под названием я-теорсмы, имеет следующий вид: всякое полное уравнение физического процесса, записанное в определенной системе единш{, может быть представлено функциональной зависимостью между критериями подобия, полученными га участвующго: в процессе параметров. Вторая теорема основывается на исследованиях Букингсма, Федермана и Эргнфест-Лфанасьевой [34.

Эта теорема, также как и первая, не указывает способов выявления подобия между сопоставляемыми процессами и способов реализации подобия при построении моделей. Но устанавливает возможность представления интеграла или дифференциального уравнения физического процесса не как функции параметров процесса и системы, в которой протекают эти процессы, а как функция соответствующим образом построенных некоторых безразмерных величин - критериев подобия.

Третья теорема- подобия. В наиболее распространенной формулировке третья теорема имеет следующий вид: необходимьши и достаточными условиями для создания подобия являются пропорциональность сходственных параметров, входящих в условия однозначности, и равенство критериев подобия сопоставляемых явлений. Третья теорема подобия именуется также обратной теоремой подобия или теоремой Кирпичева-Гухмапа.

Условия, определяющие индивидуальные особенности процесса или явления и выделяющие из общего класса конкретный процесс или явление, называются условиями однозначности. К ним относятся следующие, не зависящие от механизма самого явления, факторы и условия: геометрические свойства системы, в которой протекает процесс; физические параметры среды и тел. образующих систему; начальное состояние системы (начальные условия); условия на границах системы (граничные или краевые условия); взаимодействие объекта и внешней среды. Очевидно, нельзя математически формулировать условия однозначности в общем виде. В каждом конкретном случае они могут быть различны в зависимости от рода решаемой задачи и вида уравнений.

Методы математического моделирования, основанные на теориях подобия [38, 39], позволившие добиться исключительно больших успехов в ряде нехимических отраслей наук (аэрс-, газо- и гидродинамике, тепло- и электротехнике, механике и др.), применительно к химии не оправдали оптимистических прогнозов. Дъяконов Г.К. [40] в результате своих многолетних исследований пришел к выводу об ограниченных возможностях теорий химического подобия, в частности, широко известных четырех критериев химического подобия Д.Дамкелера для моделирования химических процессов.

Весьма скромные результаты были получены также при моделировании химических систем на основе принципа («закона») физической химии о соответственных состояниях. В работах Ван-дер-Ваальса, Клаузиуса, Дитеричи было получено приведенное уравнение состояния и сформулирован закон соответственных состояний. Согласно этому закону у сходных по природе веществ приведенное давление насыщенного пара является универсальной функцией приведенной температуры. Питцер и Гутенгейм развили теорию соответственных состояний для жидкостей [20].

В 1966 г. физики Поташинский А.З. И Покровский B.JL объединили идеи Ландау [20, 48] и мысли Ван-дер-Ваальса о подобии свойств веществ и предложили теорию масштабной инвариантности или теорию скейлинга. Согласно этой теории критические показатели определяются набором размерностей независимых флуктуирующих величин при масштабном преобразовании.

Таким образом, весь многолетний опыт моделирования ФХС убеждает нас в том, что химическое вещество нельзя рассматривать как "бильярдный шар", лишенный химической индивидуальности. В отличие от механических систем в химическом мире нет абсолютно подобных по свойствам индивидов. Химическое вещество подобно только само себе. Даже изомеры ал капов, имея одинаковый химический состав, молярную массу и близкое молекулярное строение, отличаются от н.алканов физическими и химическими свойствами. ФХС веществ и нефтяных систем можно подразделить на физические и термодинамические свойства. К физическим свойствам относятся: -температуры фазовых переходов (плавления, кипения, критические); - удельный объем, плотность; - теплоты фазовых переходов (испарения, плавления), теплоты сгорания; - давление насыщенного пара, летучесть; реологические свойства: вязкость, вязкостно-температурные характеристики, индекс вязкости; -оптические свойства: показатель преломления, рефракция; - поверхностное натяжение, парахор; - теплофизические свойства: теплопроводность, теплоемкость, теплосодержание; - электромагнитные, спектральные характеристики и др. При моделировании и инженерных расчетах ФХС следует различить свойства для газового и жидкого состояния, для индивидуальных (чистых) веществ и смесей веществ, например, нефтяных фракций (фракционный состав, содержание гетеропримссей и т.д.). К термодинамическим свойствам относятся: теплоемкость, энтропия, энтальпия, свободная энергия, константы химического равновесия, химический потенциал и т.д. Рассмотрим некоторые методы расчета ФХС индивидуальных углеводородов и нефтяных фракций.

Определение структурного химического состава светлых нефтепродуктов

Основной задачей при детализированном исследовании состава светлых дистиллятов является количественное определение или качественная идентификация отдельных индивидуальных углеводородов в образце. При исследовании светлых дистиллятов следует различать: нефтепродукты, полученные прямой перегонкой или в процессах, идущих под давлением водорода; продукты крекинга, пиролизе, полимеризации.

В первом случае анализ сводится к последовательному определению ароматических (метод анилиновых точек, метод Иоффе и Баталина, криоскопический метод), нафтеновых {метод каталитической дегидрогенизации по Зелинскому) и алкановых углеводородов химическими методами. Во втором случае — прежде всего, определяется содержание непредельных углеводородов различными методами (Маргошеса, Кауфмана — Гальперна, Наметкина, Брауна и другие) [66].

При хранении химический состав нефтепродуктов изменяется. При производстве топлив контроль их качества должен быть выполнен в полном объеме в соответствии с требованиями ГОСТ. Для контроля качества нефтепродуктов И в процессе восстановления нет необходимости детально определять их химический состав. Требованиями технических условий и стандартов контролируется лишь содержание ароматических и непредельных углеводородов, сераорганических соединений.

Содержание апкенов, арсиов можно определить методами спектрального анализа. Жидкостную хроматографию с успехом можно использовать для быстрого определения сераорганических соединений и необходимых групп углеводородов [57, 71]. Среди спектроскопических методов для исследования химического состава наибольшее распространение получили: - комбинационное рассеяние света. При пропускании света определенной длины волны через вещество, молекулы которого частично поглощают электромагнитные колебания и тем самым возбуждаются, а затем испускают их, но уже с другой длиной волны. Наоборот, ранее возбуждаемые молекулы могут отдать часть своей энергии излучаемому свету. В настоящее время имеются подробные атласы спектров комбинационного рассеяния света многих индивидуальных углеводородов, что дает возможность применять этот метод для идентификации, а иногда для оценки количественного содержания углеводородов в исследуемых узких фракциях; - инфракрасные спектры поглощения. Любое соединение в той или иной степени поглотает падающие на него инфракрасные лучи в определенной области длин волн. Это проявляется в виде полос поглощения в инфракрасном спектре данного соединения. Следовательно, изучая инфракрасные спектры поглощения, можно качественно расшифровать состав углеводородной смеси, по интенсивности полос в отдельных случаях определять и количественный состав. В настоящее время для снижения временных и финансовых затрат Сафиевой Р.З. и сотрудниками [72-75] рекомендован для внедрения в практику лабораторного анализа на нефтеперерабатывающих заводах математический метод многомерного анализа данных (АМД). Исходными данными являются ИК-спектры, которые позволяют более надежно, чем химический анализ, определять функциональные группы, особенно, когда требуется совместно провести качественный и количественный анализы; - ЯМР - спектроскопия основана на поглощении веществом, помещенным в сильное однородное магнитное поле. энергии радиочастотного излучения; - масс-спектр оскопия. Масс-спектральный метод анализа основан на ионизации потоков электронов в паровой фазе под глубоким вакуумом исследуемой углеводородной смеси. Образующийся при этом поток ионов в магнитном поле делится на группы в зависимости от их масс. Каждый углеводород дает на масс-спектрограмме свои характерные полосы. В 60-е годы Хмельницкий, Зимина, Полякова детально разработали масс-спсктросконический метод группового анализа бензинов [77, 78]. Благодаря быстрому развитию регистрационной газовой, жидкостной хроматографии появилась возможность разработки новых экспрессных методов определения качества нефтепродуктов. С помощью регистрационной газовой и жидкостной хроматографии можно быстро определять фракционный состав, темяературу кристаллизации, давление насыщенных паров, содержание ароматических углеводородов, нафтеновых кислот и их солей, общей серы и сероводорода, суммы водорастворимых щелочных соединений, тетраэтилсвинца, фактических смол, йодное и люмнномегрическое число и др. Сушность хроматографического метода заключается в последовательной десорбции элюентов предварительно адсорбированного образца и регистрации состава десорбата. Состав десорбата может определяться различными способами, например по диэлектрической проницаемости, с помощью скоростной спектроскопии и др. Среди многих инструментальных методов анализа спектральный и хроматографический являются наиболее приемлемыми. Съемка спектров осуществляется в течение нескольких минут, практически сразу их можно расшифровать и получить необходимую информацию. В настоящее время ведутся исследования- для безлабораторной идентификации индивидуальных углеводородов и нефтяных фракций с использованием математических моделей. Одним из таких показателей является фактор К (фактор ЮОПи), предложенный Ватсоном в 30-е годы прошлого века [2]. Он косвенно отражает химическую природу и степень парафинистости нефтепродукта или узких нефтяных фракции. К-фактор вычисляется по формуле (1.26).

Аналоговый метод расчета характеристических констант

Видно, что для параметров каталитического риформинга Tf! Г, значні , процесс пресекает В газовой фазе. Для параметров гидроочистки дизельной фракции Т Ту то процесс идет в газо-жидкостной фазе. Краткая характеристика компонентов и товарных моторных топлив по фракционному, вероятному углеводородному и элементному составам. 1. Прямогонный гидроочшценный бензин (95-180 С, pfc =0,7498) является исходным сырьем процесса каталитического риформинга и используется в качестве компонента при производстве низкооктановых АБ. В интервале ю - уо-ь выкипания имеет следующее распределение (рисунок 4.3): р:-= 0,7248 0,7705; М, =102,8-140,1; /"„=1,32-4,56. В результате расчетов получены следующие средние значения гипотетического углеводорода (таблица 4.8): Мср = 119,6; /?с/, = 134,0 С; Гі1ср « 1,45; брутто формула (б.ф.) CYJHIS.O- Исходя из кривой распределения lam по фракциям относительно УС можно заключить, что рассматриваемый бензин состоит преимущественно из С6-С9 углеводородов с преобладанием алканов и алкилцикланов 2. Бензин ГК (73,5-157 С, pfc =0,7373) получен на установке гидрокрекинга вакуумного газойля «Уфанефтехим». В интервшіе /10%- 9о%; выкипания имеет следующее распределение (рисунок 4.4): pSm 0,6985-0,7667; М, =93,0-126,0; /"„ = 1,19 1,66. В результате расчетов получены следующие средние значения гипотетического углеводорода (таблица 4.8): Мср= 108,4; = 114,3 С; Г 1ср = 1,41; б.ф. С7.6Н,6(5. Исходя из кривой распределения Гш по фракциям относительно УС можно заключить, что рассматриваемый бензин состоит преимущественно из С$-С углеводородов с преобладанием алканов и алкилцикланов. Обычно головная фракция бензина ГК, содержащая изоалканы Су-Сб характеризуется достаточно высокой детонационной стойкостью и используется как компонент товарного бензина, а концевая фракция направляется на КР. 3, Бензин Алк (45-194 С, рЦ-0,6993) является компонентом товарных АБ. В интервале 10--/9ог; выкипания имеет следующее распределение (рисунок 4.5): / =0,6685-0,7345; М,- =84,2-140,1; Гт 1,07. В результате расчетов получены следующие средние значения гипотетического углеводорода (таблица 4.8): М,р=107,Ь; „ = 106,6 С; / = 1,03; б.ф. C7.5H17.0- Исходя из кривой распределения 1"ш по фракциям относительно УС можно заключить, что рассматриваемый беизип состоит преимущественно из Сб С8 алканов изостроения. 4. Бензин КК (43-205 С, /=0,7435) получен на установке Г-43-107 У НПЗ, является компонентом товарных АБ. В интервале /10%- у0% выкипания имеет следующее распределение (рисунок 4.6): Рм 0,6676-: 0,8562; М, =76,8-139,1; /"„ =1,18-6,17. В результате расчетов получены следующие средние значения гипотетического углеводорода (таблица 4.8): М р = 102,7; 1кср = 106,0 С; jj « 1,58; б.ф. С7,зН,5.4- Исходя из кривой распределения 1аш по фракциям относительно УС можно заключить, что в головных фракциях рассматриваемого бензина до 50% выкипания содержатся алканы, алкены, изоалканы и цикланы, а в высококипящей фракции (выше 100 С) преобладают ароматические углеводороды. 5. Бензин КР (42-200 С, р =0,7554) является высокооктановым компонентом товарных АБ с октановым числом 95-100 (по исследовательскому методу). В интервале txo% — tm% выкипания имеет следующее распределение (рисунок 4.7): рц= 0,662К0,8680; М,-=79,7-Ч 32,0; /"„ =1,10-5-8,29. В результате расчетов получены следующие средние значения гипотетического углеводорода (таблица 4.8): Мср = 104,2; Г —110,3 С; /J/f/ = 1,76; б.ф. C7.4Hij.4- Исходя из кривой распределения /,, по фракциям относительно УС можно заключить, что непрерывное возрастание значений /ад с повышением температуры выкипания бензина КР обусловливается увеличением доли моноциклических, преимущественно С? Cg, ароматических углеводородов. Это подтверждается и хроматографическим анализом (таблицы 4.10 и 4.11). 6. ЛИ-92 (39-205 С, p4 J!=0,7291) является товарным АБ, полученным в процессе компаундирования компонентов бензинов КК, КР, изомеризации, алкилирования, частично ГО прямогонной бензиновой фракции и оксигената. В интервале /,or._ w?i выкипания имеет следующее распределение (рисунок 4.8): / ;?= 0,6542-0,8473; М, =74,3 135,9; 1аш =1,06-5,30. В результате расчетов получены следующие средние значения гипотетического углеводорода (таблица 4.8): Мср = 97,9; tHcp = 95,8 С; / = 1,44; б.ф. Сб,9г1(5,о- Исходя из кривой распределения /ад по фракциям относительно УС можно заключить, что в головных фракциях рассматриваемого бензина до 50% выкипания содержатся алканы. изоалканы и циклены, а в высококипящей фракции (выше 100 С) преобладают ароматические углеводороды. 7. АИ-95 (43,5-196 С, р с -0,7536) является товарным АБ, полученным в процессе компаундирования компонентов бензинов различных технологических процессов (КР, Ллк, изомеризации, КК и т.д ). В интервале tlQ% — t9tJ% выкипания имеет следующее распределение (рисунок 4.9): pAi = 0,6867-Ю,8601; Mt =75,6-130,0; Ґш -1,27 7,14. В результате расчетов получены следующие средние значения гипотетического углеводорода (таблица 4.8): Мср = 98,5; / - 100,7 С; ГЧср - 1,83; б.ф. С7.0Н4.5- Исходя из кривой распределения /",,- по фракциям относительно УС можно заключить, что качественный углеводородный состав рассматриваемого бензина отличается от бензина ЛИ-92. До 60% выкипания состоит из изоапкановых углеводородов, а выше 60% - происходит резкое увеличение 1аш, что свидетельствует о большем содержании моноциклических, преимущественно Ст—Са, ароматических углеводородов.

Информативная модель температуры кипения при различны давлениях

Как видно, предложенный метод позволяет практически однозначно идентифицировать индивидуальные углеводороды по их температурам кипения и плотностям. Но характеризуется невысокой разрешающей способностью идентификации.

Для изучения вы со ко кипящих фракций и сырых иефтей применяют групповой хроматоірафический, структурно-групповой анализы, а также масс-спектроскопию и спектроскопию в ультрафиолетовой области.

Хроматографический аншии высококипящих фракций. Для анализа высококипяших фракций применяется жидкостная адсорбционная хроматография. В качестве сорбентов используется силикагель марки АКС, активная окись алюминия и активированный уголь. Иа силикагеле метано-нафтеновая часть хорошо отделяется от ароматических углеводородов, а последние - от смолистых веществ.

Десорбция отдельных ірупп компонентов масляных фракций проводится последовательно: I) растворителем типа легкого деароматизованного бензина для отмывки метаново-нафтеновой фракции; 2) бензолом- для десорбции ароматических углеводородов; 3) спиртобензольної"! смесью или ацетоном для десорбции смолистых веществ. Контроль за составом десорбируемых фракций ведется по показателям преломления [66]. Прямой метод структурно-группового анализа был предложен Ватерманом с сотрудниками в 1932 г. [68] и является основой для всех последующих модификаций этого метода. Сущность его заключается в том, что соотношение структурных элементов в «усредненной молекуле» исследуемой фракции устанавливается по содержанию водорода и углерода и молярной массе этой фракции до и после гидрирования ароматических колец до нафтеновых. Для проведения анализа по прямому методу необходимо: 1. осуществление исчерпывающего гидрирования ароматических колец, не сопровождающегося крекингом и другими превращениями; 2. очень точное определение элементного состава до и после гидрирования. Оба эти процесса являются весьма трудоемкими. Поэтому многие исследователи пытались упростить метод структурно-группового анализа, заменяя гидрирование и элементный анализ определением различных физических констант. В 60-70-е года значительное распространение получил метод Тадема или метод n-d-M [66, 68]. На основании структурно-группового анализа можно судить лишь об относительном содержании отдельных структурных элементов (ароматических и нафтеновых колец, парафиновых цепей), но не о количестве отдельных [рупп углеводородов в исследуемой фракции. Процентное содержание колец и парафиновых цепей выражают по количеству углеродных атомов, приходящихся на отдельные части молекулы. В основу метода n-d-M положена линейная зависимость между долей углерода в кольчатых структурах Сд, Си, Ск (в %) и показателем преломления, плотностью и величиной, обратной молярной массе, согласно уравнению где М — молярная масса, Ad, (An) - разность между плотностью (показателем преломления) масла н гипотетического «предельного» парафина, находящегося в жидком состоянии; а, Ь, с — константы, высчитываемые на основании данных, полученных при изучении масляных фракций различных исфтей. Для выполнения анализа необходимо экспериментально определить молярную массу, плотность и показатель преломления проделать все расчеты или воспользоваться номограммами. Метод n-d-M, конечно менее точен, чем «прямой метод». Не рекомендуется применять этот метод для фракций, богатых ароматическими компонентами, а также содержащих серу в количестве более 2% и кислород более 0,5%. Для ароматических фракций и экстрактов лучшие результаты показывает метод Хезельвуда [66]. Для анализа по этому методу также необходимо знание величин п, d и М, но в основу расчетов положен коэффициент, названный автором «интервент плотности», равный произведению MAdi, где Метод G-L был предложен Гилязетдиновым для расчета структурно-ірупнового состава по экспериментальным значениям и, d и М [66,80]. В этом метоле автор ввел две новые аддитивные функции для углеводородов и других органических соединений В работе выведены необходимые расчетные формулы, поправки на содержание непредельных связей в парафиновых цепях и на содержание серы, кислорода и азота. По данным автора метод более точен, чем n-d-M и имеет более широкую область применения. Из обзора отечественной и зарубежной литературы следует, что известные методы расчета ФХС углеводородных систем не удовлетворяют современным требованиям универсальности или адекватности. Поэтому нами определены следующие основные задачи исследования: - разработка новых формул для расчета молярной массы узких нефтяных фракций; разработка упрощенного метода расчета стандартных и псевдокритических констант физико-химических свойств нефтяных углеводородных систем; - применение аналогового метода для исследования углеводородного состава нефтяных топливных фракций.

Похожие диссертации на Разработка методов оценки физико-химических свойств нефтяных углеводородных систем