ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешені «КӨмірсутекті шикізаттарды өҢдеу технологиясы і» 5В072100 – «Органикалық заттардың химиялық технологиясы» мамандығы ушін ОҚУ-Әдістемелік материалдар

1. 
   Тығыздық: ұғымы және түрлері
   
2. 
   Тығыздықтың температураға тәуелділігі
   
3. 
   Тығыздықтың химиялық және фракциялық құрамына тәуелділігі
   
4. 
   Тығыздықты не үшін білу керек
   
5. 
   Тығыздықты анықтау әдістері
   
6. 
   Тығыздықты пикнометрмен анықтау (МЕСТ 3900-85)
   
7. 
   Тығыздықты ареометрмен анықтау (МЕСТ Р51069-97)
   

Жұмыс мақсаты: Ашық күйде мұнай өнімдерінің тұтану температурасын анықтау.

Теориялық бөлім

Стандарттарда лап ету температурасын мұнай өнімдеріндегі бу қысымы жоғарырақ фракциялар санын шектеу үшін нормаландырады. Бұл көрсеткіш мұнай өнімдерінің сақталуын ұйымдастыру, қойма жабдықтары және басқада мақсаттар үшін қажетті параметр болып табылатын өртке қауптілігін бағалау үшін қолданылады

Лап ету температурасын анықтаудың 2 тәсілі бар ашық және жабық тигельде анықтау. Лап ету температурасы мұнай өнімінің қасиетіне ғана емес, температура анықталатын шарттарға да байланысты. Зерттеуді ашық тигельде жүргізу барысында лап ету температурасы жабық тигельдегі анықтамаға қарағанда біршама жоғары болады. Ашық түріне қарағанда жабық түрінде отын тұйықталған көлемде қоршаған ортамен тікелей қарым қатынассыз жүреді.

Бұл мұнай өнімін ашық тигельде түзілген бу қоршаған ортаға тез тарап кетеді және сәйкеінше лап ету пайда болуын қамтамасыз ететін концентрацияны алу үшін жабыққа қарағанда жоғарырақ температурада қыздыру қажет болатынымен түсіндіріледі. Сондықтан өнімнің t_{лап ету} жабық типті қүрылғыларда ашық типті құрылғыларға қарағанда 20-30°С -қа төмен болады. Зерттелетін мұнай өнімі неғұрлым көп фракциялы болса және оның лап ету температурасы жоғары болса, соған орай t_{лап ету} ашық және жабық құрылғыларда айрмашылық соғұрлым жоғары болады.

Стандартарға сәйкес ашық тигельді құралдар лап ету температурасы жоғары мұнай өнімдерін зерттеу үшін қолданылады. Ал жабық тигель лап ету температурасы төмендер, мысалы дизель отыны үшін қолданылады.

Кейбір мұнай өнімдерінің лап ету температурасы 1 кестеде көрсетілген.

Кейбір мұнай өнімдерінің лап ету температурасы

1-кесте

Тигелдің қақпағында орналасқан: ауыстыру механизмі бар жапқыш (заслонка)3, жаққыш лапма 5, термометрге арналған қысқы құбыр 9 және жұмсақ білекшесі бар араластырғыш. Қақпақта трапециялық формадағы 3 тесік бар. Жұмыс емес жағдайда 2-і тесің, ортаңғы және шеткі тесік жапқышпен жабылады. Жабқышты тұтқаның 8 көмегімен айналдырғанда қақпақтың шеткі тесіктері ашылады, тісше 4 лампаның төменгі бөлігіне бекітіледі. Жабқыш пен лампаны алғашқы қалпына келтіру жабқышты алмастыру тұтқасыында орналасқан пружинаның көмегімен жүзеге асады.

Мұнай өнімін және оның бетінде пайда болған бу қоспаларын араластыру үшін араластырғыш қолданылады.

Сурет-1. Мұнай өімдерінің лап ету температурасын жабық тигельде анықтау құралы.

T_{лап ету}<50 °С мұнай өнімдерін зерттеу барысында қыздырғыш ваннаны қоршаған орта температурасына дейін салқындатады.

Зерттелетін ерітіндіні тигельге белгісіне дейін жеткізіп құямыз, ерітіндінің белгіден асып кетпеуін қамтамасыз ету керек.

Тигельді қақпақпен жауып, оны қыздырғыш ваннаға қоямыз, термометр салып және жалынды оның формасы шамамен диаметрі 3-4 мм шармен бірдей болатындай етіпғ жанғыш лампа жағамыз.

Жұмысты жүргізу

1. Құрылғыны тоқ көзіне қосып, қыздыруды келесідей түрде жүргіземіз.

а) T_{лап ету}<50 °С болатын мұнай өнімдерін анализдеу үшін температураны минутына 1°С жылдамдықпен тәжірибенің басынан аяғына дейін үздіксіз көтеріп отырады;

б) лап ету температурасы 50 °С ден 150 °С-қа дейін мұнай өнімдері үшін тәжірибе басында минутына 5-8 °С жылдамдықпен, ал лап ету температурасы 150 °С жоғары мұнай өнімдері үшін периодты түрде минутына 10-12°С жылдамдықпен арттыра отырып жүргізеді.

Мұнай өнімі күтіліп отырған лап ету температурасынан 30 °С температураға төмен қызған кезде, қыздыруды температура минутына 2 °С артатындай етіп жүргізеді.

2. Мұнай өнімі лап ету температурасынан 10 °С төмен температураға дейін қызған кезде лап етуге сынақ жүргізе бастайды, лап ету температурасы 50 °С мұнай өнімдері үшін әрбір 1 °С температура сайын, 50 °С -тан жоғарғы өнімдер үшін әрбір 2 °С темпера сайын жүргізеді.

Мұнай өнімін араластырғыштың көмегімен өнемі араластырып отырады.

Тек лап етуін тексеру сәтінде ғана раластыруды тоқтатады.Қақпақтың тесігін 1 с ашады, егер лап ету болмаса, өнімді қайтадан араластырады, операцияны жоғарыда аталған ережені сақтай отырып қайталайды.

Лап ету температурасы ретінде, мұнайдың бетінде алғаш көк жалын пайда болған сәттегі, термометрдің көрсеткішін алады. Алғашқы лап етуді алғаннан соң зерттеуді қайталайды. Лап ету болмаған жағдайда тәжірибені қайтадан қайталайды. Егер лап ету температурасын қайталап анықтау барысында алғашқысында алынған нәтиже қайталанса, онда осы сәтте термометр көрсеткен температура лап ету температурасы деп есептелінеді.

4. Зерттелетін мұнай өнімінің лап ету температурасы жоғарыда көрсетілген әдістеме арқылы 3 рет анықталады және орташа арифметикалық мәні есептелінеді. 3 өлшеменің арасындағы айырмашалық 2 °С температурадан аспауы керек. Зерттеулердің барлығы мұнай өнімінің жаңа порцияларымен жасалуы керек. Тигельді, қақпақ, жабқышты араластырғышты міндетті түрде құрғақ әрі таза орамалмен сүртіп отыру керек.

6. Лап ету температурасын анықтау барысында атмосфералық қысымды қадағалап және жазып отыру керек.

Барометрлік қысым кезінде 760 мм сын. бағ. 15 мм және одан да көбірек шамаға айырмашылық көрсетеді, сондықтан термометр көрсеткен лап ету температурасына түзету t еңгізеді, оны мына формула бойынша есептейді.

t=0,0345-(760-B),

7. Табылған лап ету температурасын МЕСТ бойынша салыстырып, мұнайөнімінің қандай түрге тиесілі екенін анықтау.

Сұрақтар:

1. Лап ету, тұтану температурасы деген не ?

2. Мұнай өнімдерінің лап ету температурасын білудің мәне неде?

3. Лап ету температурасы неге МЕСТ бойынша реттеледі?

4. Мұнайдың құрамына кіретін көмірсутектерің лап ету температурасы бойынша не айтуға болады?

5. Іштен жану қозғалтқышының жұмысына лап ету температурасы қалай ісер етеді?

6.МЕСТ 6356-75 бойынша жабық тиегльде лап ету температурасын анықтау әдісі?

1. 
   Тас көмірді кокстеуді жүргізу
   
2. 
   Кокстеу процесінің материалдық баланс теңдеуін құру
   

Көмірді ауа қатысынсыз 800-900 ⁰С температурада пиролиздеу кокстеу деп аталады, нәтижесінде металлургия өнеркәсібі және әр түрлі химиялық қосылыстар(аммиак, бензол, толуол, нафталин, антрацен және т.б.) алу үшін қолданылатын кокс алынады. Шикізат ретінде кокстелетін көмір немесе әр түрлі көмір үлгілерінен тұратын шихта пайдаланылады.

Кокстеу, температураның біртіндеп артуы арқылы политермиялық режимде жұмыс атқаратын, камералық немесе шихталық пештерде жүргізіледі, сондықтан процесс көптеген біріншілік және екіншілік химиялық реакциялар қатысында жүреді. Сурет 1





Тәжірибелік бөлім

Химиялық реактивтер, ыдыстар, құрылғылар

1. 
   Таскөмір
   
2. 
   кальций хлориді
   
3. 
   0,5моль/л күкірт қышқылының ерітіндісі
   
4. 
   20% -тік күкірт қышқылының ерітіндісі
   
5. 
   30%-тік натрий гидорксидінің ерітіндісі
   
6. 
   ксилол
   
7. 
   метилоранж индикаторы
   
8. 
   сынап оксиді (II)
   
9. 
   көмірді кокстеу қондырғысы
   
10. 
    фарфор ступка
    

Көмірді кокстеуді электр пешіне 2 орналстырылған фарфор трубада 1 жүргізеді. Сурет -2

Сурет 2. Кокстеу жүргізуге арналған қондырғының сызбасы; 1- кокстеуге арналған трубка, 2- электрпеш, 3- терможұп, 4- газөтетін труба, 5- манометр, 6-тұзақ, 7- салқындатқыш қоспасы бар монша, 8- CaCl₂ түтік, 9-11 – жұтқыш шыны, 12-13 – белсендірілген көмірі бар трубка, 14- газометр, 15-18 крандар.

Процестің температурасын терможұппен есептейді. Кокстеуге арналған трубка екі жағынан да герметикалық абылуы керек және бір түбінде манометрмен жалғанған газ өтетін труба болуы керек. Газ өтетін труба кокстеу қнімдерінің ұшқыш заттарын аулайтын жүйемен жалғанады: тұзақпен, Дрексельдің жұтқыш шынысымен, белсендірілген көмірі бар трубкалармен немесе газометрмен және Дьюар ыдысына немесе мұзы бар сумен толтырылатын моншаға орналастырылады. Трубка 8 ылғалды ұстап қалу үшін қолданылады және кальций хлормен толтырылады. Шыны 9 аммиакты жұту үшін қолданылады және метилоранж индикаторы мен және күкірт қышқылының 10-12 мл ерітіндісі құйылады. Шыны 10 СО₂ және күкіртсутекті жұту үшін қолданылады және 30 мл натрий гидорксиді ерітіндісімен толтырылады. Шыны 11 қанықпаған көмірсутектер жұтылады және сынап оксидінің 30 мл ерітіндісмен толтырылады.

12,13 екі трубка шикі бензолды жұтуға арналған және оларды кептірілген белсендірілген көмірмен толтырады. Газометр 14 натрий хлоридінің қаныққан ерітіндісімен толтырылады. Барлық жұтқыш ыдыстар алдын ала ,0001 дәлдікке дейін өлшенеді. Қондырғыны жинайды және жұмысты бастамас бұрын оны герметикалық қасиетке тексереді. Ол үшін манометрді өшіреді (16,18 крандарды жабады) және 15,17 крандарды ашады. Егер қондырғы герметикалық болса 14 газометрдегі сұйықтықтың ағуы тоқтайды.

Таскөмірді фарфор ыдыста ұсақтайды, араластырады, өлшейді және кокстеуге арналып алдын ала өлшенген трубканы себеді. Сосын трубканы пешке қояды және көмірді көмірдің пеш тұрған бөлігінде біркелкі таралатындай етіп орналастырады. Кокстеу трубкасын сәл иіп орналастырады, ал газ өтетін трубканы тығынға барынша төмен орналастырады. Құрылғыны жинаған соі бір рет тексеріп, сұйықтық ағыуы үшін газометрдегі 14 кранды 17 ашады. Манометрдегі 5 қысымды 1,3^.10² Па шегінде ұстайды. Пешті 2 қосады, 1123 К температура шамасында қыздырады, және осы температурада 30 мин бойы ұстайды. Шыныларды ажыратады 15 мин бойы ұстайды және өлшейді.

1. 
   кокстің массасын суыған трубканы өлшеу және салмақтың өсімін анықтаймыз.
   
2. 
   Смолалы судың және смоланың массасын тұзақты өлшеу арқылы анықтайды.
   
3. 
   Судың массасын конденсатта ксилолмен азетропты айдау арқылы анықтайды. Ол үшін домалақ түпті 250 мл колбаға тұзақтағы конденсат құйылады. Тұзақты 15-25 мл ксилолмен шаяды, шайған сұйықтықты колбаға 1 төгеді.
   

Сурет .3. конденсатты азеотропты айдау құрылғысы: 1-колба, 2-тұзақ, 3-тоңазытқыш, 4-колба-қыздырғыш

3. 
   суреттегі құрылғыны тоңазытқышты 3 тұзақ 2 арқылы колбамен жалғай отырып құрылғыны жинайды. Қоспаны айдау. Дистиллятты сулы қабаттың көбеюі тоқтағанға дейін градуирленген тұзақта жинайды. Судың барлық массасы тұзақтағы мениск көрсеткішімен хлоркальцийлі түтіктің артық салмағы 8 бойынша анықталады.
   

2. 10,11,12,13 жұтатын ыдыстардың артық салмағы мына заттардың массасын береді: күкіртсутектің, СО₂ қанықпаған көмірсутектер мен шикі бензолдың.

3. Газометрден алынған конденсирленбеген газдың көлемін қалыпты жағдайға қайта есептейді:

мұнда, V_{0 –} қалыпты жағдайдағы газ көлемі, л; V – тәжірибе шартына сәйкес газ көлемі, л; Р – барометрлік қысым, Па; h – берілген газ температурасындағы су буларының беріктігі, Па; Т-газ температурасы, К.

V₀ көлемдегі газ массасын мына формула бойынша есептейді:

m = V₀ ^. 0,458

мұнда, m – қалыпты температурадағы газ массасы, кг; V₀ - қалыпты жағдайдағы газ көлемі, л; 0,548 –кокстеу газдарының орташа тығыздығы, кг/м³.

Бақылау сұрақтары

1. 
   Қатты отындарды қайта өңдеудің ерекшелігі қандай?
   
2. 
   Қатты отынды қайта өңдеу түрлерін айтыңыз
   
3. 
   Кокстеуді жүргізу шарттарын көрсетіңіз және осы процестің соңғы өнімдері
   
4. 
   Таскөмірді кокстеу барысында өтетін химиялық процестер мен реациялар.
   
5. 
   Кокстеу процесіне температура, тығыздық, процестің жылдамдығы қалай әсер етеді?
   
6. 
   Жартылай кокстеу процесін сипаттаңыз. Жартылай кокстеу процесінде қандай өнімдер бөлінеді?
   
7. 
   Кокстік газ дегеніміз не? Кокстік газды қайта өңдеу барысында ұандай өнімдер түзіледі?
   
8. 
   Кокстеуге дайындықтың мәні неде?
   

1.Классификация горючих ископаемых по структурно-химическим показателям и основные пути использования ископаемых углей: А. М. Гюльмалиев, Г. С. 2.Головин, С. Г. Гагарин — Санкт-Петербург, НТК "Трек", 2007 г.- 152 с.

3.Новые подходы к стандартизации методов оценки качества углей в системе технического регулирования: — Санкт-Петербург, НТК "Трек", 2007 г.- 288 с.

4.Стандартные методы испытания углей. Классификации углей: И. В. 5.Авгушевич, Т. М. Броновец, Г. С. Головин, Е. И. Сидорук, Л — Москва, НТК "Трек", 2008 г.- 368 с.

$$$ 1 A

А.Мұнай.

С.Бензин

Мұнай өнімдерінің көп мөлшерде ашық түсті мотор отыны?

А.Азот

В.Гелий

$$$ 3 B

А.1890 жылы қазан

В.1899 жылы қараша.

С.1892 жылы қараша

$$$ 4 A

1992 жылы Қазақстанда мұнай өндіру неше млн тоннаны құрады?

В. 26,9 млн тонна

С. 29,8 млн тонна

$$$ 5 C

2012 жылы 80 млн тоннаны құрды

А. 85 млн тоннаны

В. 90 млн тоннаны

С. 80 млн тоннаны.

$$$ 6 B

Экспедиция нешінші жылдары Атырау обласында жасалған?

В.1717 жылы.

С.1727 жылы

$$$ 7 A

А. П. Р ычков.

В.Ю. Лебедев

С.Т.Н. Хаскова

$$$ 8 B

И. Лепихин қандай районды зерттеді?

В.Урал-Эмбі.

С.Атырау

$$$ 9 AСоль­-Илецкінің адвокаты Юрий Лебедев Карачунгул маңайындағы мұнайдың шығымына назар аударып нешінші жылы мұнай іздеу үшін бірінші өтініш білдірді?

А.1892 жылы.

В.1992 жылы

С.1890 жылы

$$$ 10 C

А. 30мың. км²

В. 20мың. км²

С.24 мың. км².

$$$ 11 B

Қай жылдары Карачунгул жерінде Оңтүстік Эмбыда бірінші газмұнай фонтаны атты?

А.1892 ж 15-18 қазан

В. 1899 ж. 13-18 қараша.

С.1890 ж 10-18 қараша

$$$ 12 A

А.25 мың тонна.

В.22 мың тонна

С.19 мың тонна

$$$ 13 B

Урал-Эмбі районын нешінші ғасырларда Лепихин П. Р ычков, П. Паллас зерттеген?

А.15-18 ғасыр

В.18 – 19 ғасыр.

С. 18-20 ғасыр

$$$ 14 C

А.Ресейде

В.Иранда

С.Қасақстанда.

$$$ 15 A

Елде мұнай өңдеуге күші шамамен тәулігіне неше мың. тонна мұнай?

А.200 мың тонна.

В.150 мың тонна

С.100 мың тонна

$$$ 16 C

А. 75 тыс. т/т

В. 55 тыс. т/т

С. 65 тыс. т/т.

$$$ 17 A

Бандар Аббаста қанша тыс. т/т?

А.30 тыс. т/т.

В. 40тыс. т/т

С. 50тыс. т/т

$$$ 18 C

А. 44 тыс. т/т

В. 35 тыс. т/т

С.34 тыс. т/т.

$$$ 19 A

Тегеран қанша тыс. т/т

А.29 тыс. т/т.

В.39 тыс. т/т

С. 19тыс. т/т

$$$ 20 C

А.Иран

С.Мексика.

$$$ 21 A

Мексиканың мұнай өндіру қуаты неше млн. баралл тәулігіне?

А. 3,8млн. Баралл.

В. 2,5млн. баралл

С.3,5 млн. Баралл

$$$ 22 B

Елімізде өндірілген мұнайдың жартысына жуығы бірінші кезекте қай елге экспортталады?

А.Ресейге

В.АҚШ –қа.

С.Иранға

Әлемдік мұнай өндіру көлемі бойынша алтыншы орында қай ел?

А.Норвегия

В.АҚШ

$$$ 24 A

А. 3,8млн. Баралл.

В. 2,5млн. баралл

С. 3,5млн. Баралл

$$$ 25 A

Әлемдік мұнай өндіру көлемі бойынша жетінші орында қай ел?

А.Канада.

В.Сауд Арабия

С.Иран

$$$ 26 B

А.АҚШ

С.Сауд Арабия

$$$ 27 C

Норвегия мұнай өндіру қуаты неше млн. барелл тәулігіне құрайды?

А. 2,9млн. барелл

В.3,2 млн. барелл

С.3,0 млн. Барелл.

$$$ 28 A

А.Озеберг.

В. Гурьев

С. Карачунгул

$$$ 29 C

Норвегияның неше млн. б/т экспортталады?

А. 5млн. б/т

В. 2 млн. б/т

С. 3 млн. б/т.

$$$ 30 В

А.жабық

С.тұйық

Ресейде 2005 жылы еліміздің энергетикалық балансында көмір үлесі шамамен неше пайыз?

А.20 пайыз

В.25 пайыз

С.18 пайыз.

$$$ 32 А

А. 71%.

С. 51%

2005 жылы ЕЭС отын балансында газ үлесі неше %?

А.16 %

В.26%.

$$$ 34 В

А.пропан

С.изобутан

$$$ 35 С

Табиғи газдың негізгі бөлігі метан ( CH₄) болып табылады неше % -ға дейін?

А. 50 ден 85%

В.60 тан 95 %

С.70 тен 98 %.

$$$ 36 А

А.бутан.

С.изопропан

$$$ 37

Таза табиғи газ қандай?

В.хош иісті

С.қатты

$$$ 38 В

А. 1000-ге жуық метр

В. 1200-ге жуық метр.

С. 1100-ге жуық метр

$$$ 39 С

Бутанның формуласы?

А. C₂H₆

В. C₃H₈

С. C₄H_10.

$$$ 40 А

А.2.

С.4