Әдістемелік нұсқау «Гудронды тотықтыру-битум алу және битум анализі»

Пән: Мұнай, Газ
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 13 бет
Таңдаулыға:

Еркебаева Г. Ш., Шалхаров С. Н., Абдухаликова И. Р.,

Танашев С. Т.

«Мұнай шикізаттарының құрылымын өзгертіп өңдейтін

процестердің химиялық технологиясы» пәнінен

лабораториялық жұмысты орындауға арналған

ӘДІСТЕМЕЛІК НҰСҚАУ

«Гудронды тотықтыру-битум алу және битум анализі».

050721 - «Органикалық заттардың химиялық технологиясы»

мамандығы студенттеріне арналған

Оқу түрі: күндізгі, сырттай

Шымкент - 2008

Ф. 4. 7. -008-03

Қазақстан Республикасы білім және ғылым министрлігі

М. Әуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан мемлекеттік университеті

Мұнай, газ және полимерлер технологиясы кафедрасы

Еркебаева Г. Ш., Шалхаров С. Н.,

Абдухаликова И. Р., Танашев С. Т.

«Мұнай шикізаттарының құрылымын өзгертіп өңдейтін

процестердің химиялық технологиясы» пәнінен лабораториялық

жұмысты орындауға арналған

ӘДІСТЕМЕЛІК НҰСҚАУ

«Гудронды тотықтыру-битум алу және битум анализі».

050721 - «Органикалық заттардың химиялық технологиясы»

мамандығы студенттеріне арналған

Оқу түрі: күндізгі, сырттай

Шымкент - 2008

ЖОК 665. 6. 632. 64. 54. (075. 8)

ББК 35. 514

Құрастырғандар: Еркебаева Г. Ш., Шалхаров С. Н., Абдухаликова И. Р., Танашев С. Т. 050721 - «Органикалық заттардың химиялық технологиясы» мамандығының күндізгі және сырттай оқитын студенттеріне «Мұнай шикізаттарының құрылымын өзгертіп өңдейтін процестердің химиялық технологиясы» пәнінен «Гудронды тотықтыру-битум алу және битум анализ!.

лабораториялық жұмысты орындауға арналған әдістемелік нұсқау. Шымкент: М. Әуезов атындағы ОҚМУ, 2008 - 17 б.

Әдістемелік нұсқау оқу жоспары және «Мұнай шикізаттарының құрылымын өзгертіп өңдейтін процестердің химиялық технологиясы» пәнінің типтік оқу бағдарламасының талабына сай құрастырылған және пән бойынша студентердің «Гудронды тотықтыру-битум алу

лабораториялық жұмысты орындауға арналған барлық қажетті мәліметтерді қамтиды.

Пікір берушілер: Дауренбек Н. М., т. ғ. к., М. Әуезов атындағы ОҚМУ

«Мұнай, газ және полимерлер

технологиясы» кафедра доценті.

МГжПТ кафедрасының отырысында (03. 07. 2007 ж. № 15 хаттама) және «Мұнай және газ» институтының әдістемелік кеңесінде (05. 07. 2007 ж. № 14 хаттама) қаралып баспаға ұсынылған

Баспаға М. Әуезов атындағы ОҚМУ әдістемелік кеңесі ұсынған

(хаттама № 6 « 30 » 07 . 2007 ж. )

@ М. Әуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан мемлекеттік университеті, 2008 ж.

Шығаруға жауапты: Еркебаева Г. Ш.: Шығаруға жауапты: Еркебаева Г. Ш.

КІРІСПЕ

Лабораториялық жұмыстарды орындаудың негізгі мақсаты, студенттердің «Мұнай шикізаттарының құрылымын өзгертіп өңдейтін процестердің химиялық технологиясы» пәнінен теориялық курсы бойынша алған білімдерін нығыздап, баянды ету.

«Мұнай шикізаттарының құрылымын өзгертіп өңдейтін процестердің химиялық технологиясы» пәні бойынша лабораториялық сабақтардың міндеті, студенттердің тапсырмаға сай комплексті жұмыс істеуінде.

Лабораториялық жұмыстарда шикізат пен алынған өнімдеріннің физика-химиялық қасиеттерін, сапасын анықтап, процестің материалдық тепе-теңдігін құрастырып және жасалған жұмыстары бойынша жазбаша түрде есеп берумен аяқталады да, сынақ тапсырылады.

Жұмыс жөніндегі есеп беруді рәсімдеу және оның мазмұны

Істелінген жұмысы бойынша есеп беруді дәптерде немесе А4 парақта орындауға болады. Онда лабораториялық жұмыс бойынша берілген тапсырма, орындаушының аты жөні және топ нөмірі жазылады. Лабораториялық жұмыстың негізгі мақсаты, қысқаша теориялық мәліметтері, қажетті аппараттар мен реактивтер, орындаудың жолдарын, процесті жүргізудің негізгі шарттарын сипаттап, таңдап, қажетті компонттер мөлшерін есептеп жазып, одан кейін алынған мәліметтерді толық рәсімдеп келтіреді.

Гудронды тотықтыру-битум алу.

Битумдарға қысқаша мәлімет.

Өндіріс жағдайында мұнай битумдарын үш түрге бөліп қарастырады. Олар-ды су буы немесе инертті газдың қатысуымен, вакуумда айдау арқылы мұнай қалдықтарын концентрлеу жолымен алады Тотыққан - 180-300 ⁰ С-та ауа кеңістігінде оттегімен әртүрлі мұнай қалдықтарын тотықтыру арқылы алады; компаундирленген - әртүрлі мұнай қалдықтарын дистиляттармен және тотыққан немесе қалдық битумдармен араластыру ар-қылы алады. Қолданылуына қарай битумдар жол, құрылыс, кровельді және арнайы болып бөлінеді.

Битумды ауамен тотықтыру-өндірісте, егер берілген шикізат құрамында ас-фальтты-шайырлы заттар аз болған жағдайда, үрлеу арқылы олардың құра-мын жоғарлатуға болады. Мұндай әдістер қазіргі кезде, әртүрлі реологиялық және тасымалдау қасиеттеріне қарай жоғары сапалы жол, құрылыс және арнайы битумдар өндірістерінде кеңінен қолданылады.

Гудронды тотықтыру процесінің негізгі факторлары болып табылады: шикізаттың (мұнай) табиғаты, гудронның жұмсару температурасы, құрамында майдың, ароматты және нафтенді көмірсутектердің болуы, процесс температу-расы, ауа шығыны, тотықтыру ұзақтығы, реакция аймағындағы қысым, тотық-тыруға берілген ауа температурасы, реактордағы сұйық фаза деңгейі.

Битумды тотықтыру өндірістерінде негізінен, тігінен және көлденеңінен ор-наласқан цилиндрлік кубтарда, құбырлы аппараттар мен иірімді құбыр реак-торларында жүргізіліп жатқан жартылай үздіксіз және үздіксіз шаралар, ауа-ны беру үшін жабдықталған. Оларды, қажетсіз газдарды жою, температура мен деңгейге кеткен шығынды бақылау және реттеу үшін пайдаланады.

Сонымен қатар, тотықтырудың экзотермиялық реакциясында жылу шикі заты қарастырылған. Тотықтырудың газ тәріздес өнімдері су буын, азот, отте-гі, көміртегі тотығы мен қос тотығын және көмірсутектерді құрайды. Темпе-ратураның жоғарлануынан және тотықтыру тереңдігінен үрлеме шығымы еркін көбейеді. Еркін көмірсутектердің болуы, оттекті ауаны қолдану дәреже-сімен сипатталады. Ол, реактор қаңқасында ауаның шикізатпен және процесс температурасымен байланысқа түсуімен түсіндіріледі.

Құбырлы және иірімді құбыр түрінде кездесетін үздіксіз жұмыс істеп тұр-ған реакторларда, көбінесе газ тәріздес тотыққан өнімдердің құрамында еркін оттектің болуы 5 , кезекті тотықтырғыш кубтары үшін 16 .

Тотықтыру процесі және оны тасымалдау инструкциясының

тәжірибелік қондырғысы.

Тәжірибе мәндерін пайдалана отырып жоғары сапалы битумдарды алу мақ-сатында, ауа оттегісімен гудронды тотықтыру лабороториялық қондырғысы құрастырылған. Қондырғы келесі аппараттардан құралған: 1-сорап (насос),

2-газды өлшегіш, 3-реактор(құбыр тәріздес), 4-термопара, 5-аллонж, 6-мұздат- қыш, 7-қабылдағыш, 8-латр(трансформатор), 9- стақан.

Қондырғының негізгі аппараты көлемі 1л, барботажды режимде жұмыс іс-тейтін құбыр тәріздес реактор болып табылады. Аппарат келесі элементтерден тұрады:

Аппарат корпусы:Корпустың төменгі бөлігінде зерттеліп біткен шикізаттарды төгуге арналған (дайын өнімдерді алуға арналған) бұранда және мұздатқышты жалғау үшін түтікті ойықшасы бар.
Аппарат қақпақшасы:Қақпақша термопараға қалтамен ауаны бе- руге арналған иірімді құбырдан тұрады.

Қондырғыны тасымалдау кезінде қауіпсіздік шараларын сақтау қажет.

Мұнда процесс температурасы жоғары-250 ⁰ С. Ауалы оттекпен тотықтыру жа-рылғыш әрі қауіпті. Себебі, тотыққан газ құрамында 10%-ке дейін оттегі және аппарат қабырғаларында кокс бар. Олардың өздігінен жануы әбден мүм-кін, бұл өте қауіпті.

Гудрон жылжымалы жағдайға дейін қыздырылады да реакторға құйыла-ды. Кейіннен қақпағы жабылып, болттардың көмегімен реактор беті бекітіле-ді. Бекітіліп болғаннан соң реакторға: латр, мұздатқыш, газды өлшегіш және сорапты жалғаймыз. Реакторды латр көмегімен 220В, 50Гц-те қыздырамыз. Температурамыз 100 ⁰ С-қа жеткенде газды өлшегіш арқылы сораппен реак-торға ауаны, номиналды жылдамдықпен бере бастаймыз. Мұндағы процесс температурасы берілген шикізаттың құрамына қарай 150-290 ⁰ С аралығында ауытқып отырады. Процестің ұзақтығы 1-5 сағат. Ауа шығыны 2-4л/мин, кг аралығында. Реактордағы қысым-1 атм.

Қондырғыдағы барлық байланыстар жақсы жалғанып, ауа өткізбейтіндей болуы қажет. Жұмыс, қолғаппен (резиновые перчатки) жүргізілген дұрыс. Гудронды тотықтыру кезінде битумға температуралық коэффициенттері әртүрлі реакциялар ағып өтеді. Температураның жоғарлауы әртүрлі процестердің жү- руін бірден жылдамдатпайды, сондықтан құрамы мен қасиеттеріне қарай әр-түрлі битумдар алынады.

Алынған әнімдерді өңдеу және зерттеу жұмысын жүргізу методикасы (әдісі) .

Лаборотория жағдайында шикізатты тотықтыру (битумға айналдыру) үшін, барботажды режимде жұмыс істейтін көлемі 1 литрлік құбыр тәріздес реактор қолданылады. Бұл режим тек масса алмасуды жақсартып қана қоймай, соны-мен қатар реакция аймағындағы өрттің шығуын болдыртпайды. Шикізатты ауамен үрлеу кезінде қатты шайырлар мен асфальтендер құрамы жоғарылап, майлардың құрамы төмендейді.

Тотықтыру процесін лабороториялық қондырғыда жүргізу кезінде, процес- тің оптималды шарттарын анықтап алуы қажет:

процесті жүргізу температурасы шикізаттың сапасына байланысты бол- ғандықтан, оны белгілі бір жылдамдықта тотықтыру өте ыңғайлы. Температура жоғарылаған сайын, берілген шикізаттың тұтқырлығы төмен болуы қажет. Бұл саластырмалы түрде, шикізат құрамында асфальтен-дердің аз болуымен түсіндіріледі.
ауа шығыны берілген шикізаттың, алынған өнімнің, сонымен қатар ауа-лы оттегіні пайдалану коэффициентінің сапасы мен табиғатына байланысты.
ауалы оттегінің пайдалану коэффициенті көмегімен берілген шикізатты тотықтыру, бұл таңдалып алынған процестің қалған параметрлерін то- тықтыру кезінде, әсер ететін заттардың байланысқа түсу уақытымен анықталады.
Жылжу режимін тұрақтандыру, шикізатты қажетті температурада беру жолы және артық жылу көлемі рециркулят, битумдардың әрбір маркісі үшін колоннаның жылу балансымен анықталады. Тотықтыру процесінің негізгі әсер етуші факторлары болып табылады; шикізат-мұнай табиғаты, құрамында майдың, парафин және нафтенді қосылыстардың бо-луы.

Тотықтыру процесінің жүру жылдамдығы факторлардың бірігуімен анықталады: процесс температурасы, берілетін шикізат табиғаты, сығылған ауаны беру жылдамдығы, тотықтырғыш құбыр құрылысымен.

Алынатын битумдар сапасын анықтауда, негізгі физико-химиялық қасиет-тері болып табылады:

- битумдардың жұмсару температурасы - бұл, салыстырмалы түрдегі битумдардың қатты күйден сұйық күйге өту температурасы;

-битумдардың созылғыштығы - бұл, битумдардың үзілгенге дейінгі созылу арақашықтығымен сипатталады.

Битумдардың созылғыштығын анықтау үшін, құралдың құрылысы мен жүргізілу әдісі ГОСТ(МЕСТ) 11505-75-те көрсетілген.

Есепті талдау:Жұмысқа, тәжірибе шартына қысқаша сипаттама беріледі,

материалдық тепе-теңдік құрылады.

Жұмыс шарттары.

Тотықтыру температурасы . . . 0С.
Тотықтыру уақыты . . . мин.

3. Ауа шығыны . . . %

Материалдық тепе-теңдік.

Аталуы: Аталуы

Саны: Саны

Аталуы: грамм

Саны: % масс

Аталуы:

Түскені

1. шикізат

Саны:

100

Аталуы: Барлығы

Саны:

100

Аталуы:

Алынғаны

1. Тотыққан битум

2. Газ тәріздес өнімдер

3. Шығын

Саны:

Аталуы: Барлығы

Саны:

100

Бақылау сұрақтары.

Өндіріс жағдайында битумды алу, түсініктеме беріңіз ?
Жол битумдарының сапасы қандай болуы керек, мысал келтір ?
Пайдалану аумағына қарай битумдарды қалай ажыратады ?
Лаборотория жағдайында битуммен жұмыс жасау кезінде, қандай техника қауіпсіздіктері сақталуы тиіс ?
Битумдардың қандай маркаларын білесің ?

Битум анализі.