Отчета по лабораторной работе

«ХИМИЯ ПРИРОДНЫХ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ»

Для выполнения лабораторных работ из числа студентов учебной группы обычно формируются подгруппы в количестве до 3-х человек. По каждой работе подгруппа может представлять один отчет, в оформлении и защите которого принимают участие все исполнители.

Отчеты рекомендуется оформлять на ученической тетради рукописью, снабдив ее общим титульным листом по форме:

Пишется печатным шрифтом

Уфимский государственный нефтяной технический университет   Кафедра технологии нефти и газа     Отчеты по лабораторным работам «Химия природных энергоносителей»   Студенты гр. ТП-00-01 __________________ __________________ __________________   Преподаватель Профессор Ж.Ф. Галимов   Уфа 2005

Каждый из отчетов должен иметь следующие части:

Тему работы

2. Цель работы

Задачу по работе

4. Теоретическую часть, в которой коротко излагают теорию к выполняемой задаче и используемым методам анализа.

5. Методическую часть, в которой приводится описания порядка выполнения работы.

6. Результаты работы. Эта часть должна содержать полученные данные и результаты расчетов на их основе.

7. Выводы. Это заключительная часть отчета, в которой кратко излагают основные итоги выполнения задачи и комментарии к нам, а в случае неудачных или же отрицательных результатов дают им объяснения.

Примечания:

- в отчетах не допускаются сокращения слов, если таковые не общеприняты;

- теоретическая или же методическая части (где это удобно провести) должны содержать схемы-рисунки приборов;

- текст отчета должен иметь свободное поле слева шириной не менее 30 мм.

Отчеты должны составляться чисто и аккуратно. Небрежно оформленные отчеты – это результат пренебрежительного отношения автора к своему труду.

ПРИМЕР СОСТАВЛЕНИЯ ОТЧЕТА

Лабораторная работа №5

Тема: «Ароматизация бензиновых фракций нефтей»

Цель работы: Целью работы является детальное изучение методов осуществления каталитических реакций превращения алкановых и циклоалкановых углеводородов в ареновые и способов их количественного определения в бензиновых фракциях.

Задача по работе: Провести ароматизацию фракции прямогонного бензина на платиновом катализаторе. Определить прирост ареновых углеводородов методом сульфирования и йодных чисел. Рассчитать степень ароматизации фракции. Сделать выводы.

Краткая теория

Ароматизацию бензиновых фракций нефтей на практике применяют, в частности, для повышения их октанового числа, а также для получения моноциклических аренов: бензола, толуола и ксилолов. Ароматизацию углеводородов в бензинах можно показать на примере следующих реакций риформирования молекул алканов и циклоалканов с числом атомов углерода не менее шести:

а) дегидрирование

С₆ Н₁₂ → С₆ Н₆ + 3 Н₂^↑

б) дегидроизомеризация

С₅ Н₉ – С₂ Н₅ → С₆ Н₅ – С Н₃ + 3 Н₂^↑

в) дегидроизомеризация с последующей циклизацией и дегидрированием

С Н₃ С Н₃

ì С₈ Н₁₈ → ì С₈ Н₁₆ + Н₂^↑ → С₆ Н₁₀ → С₆ Н₄ + 3 Н₂^↑

С Н₃ С Н₃

Для осуществления реакций ароматизации применяют платиновые или менее эффективные, но дешевые окисно-металлические катализаторы, например, оксид молибдена. Реакции проводят в интервале температур 480 – 550ºС. В этих условиях часть углеводородов исходного бензина подвергается крекингу с образованием олефинов, которые по реакции циклизации с последующим дегидрированием могут превращаться в арены.

Анализ бензинов на содержание аренов методом сульфирования и йодных чисел заключается в обработке одной из двух параллельных проб серной кислотой, а второй – спиртовым раствором йода. При этом объем бензина, переходящего в кислоту, принимают за величину пропорциональную суммарной доли аренов и олефинов в бензине, а массу присоединившегося йода – за величину пропорциональную доли олефинов в бензине (m_о). Разность этих величин и есть содержание аренов:

m_а = m – m_о

Методическая часть

Ароматизации подвергали узкую фракцию бензина прямой перегонки с пределами выкипания 65 – 122°С, плотностью ρ²⁰₄ = 0,709 и содержанием аренов 1,5 %. Процесс провели на платиновом катализаторе марки АП – 64 при температуре 500°С. Схема лабораторной установки для ароматизации показана на рисунке (приводятся рисунки соответствующих приборов).

В соответствии с заданием загрузили реактор: засыпали катализатор 200 см³ и два слоя насадки по 250 см³ каждого слоя. Взвесили приемные колбы и абсорбер, результаты взвешиваний занесли в соответствующую таблицу. Затем собрали лабораторную установку и включили обогрев печи. По достижении температуры в реакторе 500°С в сводную таблицу режима записали показания газового счетчика, температуру в реакторе и уровень сырья в сырьевой бюретке. Начали подавать бензин в реактор со скоростью 2,5 мл/мин и в течение 1 часа через реактор пропустили 150 мл испытуемого бензина.

Результаты работы

По завершении каталитической ароматизации взвесили приемные колбы и абсорбер. По их привесам нашли количество образовавшегося катализата. Его масса составила 88,5 г, объем 117,6 мл, а плотность 0,752 г/см³. Согласно показаниям газового счетчика выход газа составил 9,5 л.

Анализ катализата провели в соответствии с имеющимися в лаборатории методиками.

Катализат (10 мл) сульфировали 99 %- ной серной кислотой. В результате этого остаточный объем бензина составил 5,3 мл, что соответствует переходу в кислотный слой 4,7 мл аренов и олефинов. Остатку бензина после его промывки и нейтрализации определили плотность пикнометром. Она составила 0,705 г/см³.

Объемное и массовое содержание аренов и олефинов в катализате:

С_о = [ ( V₁ – V₂ ) / V₁ ] * 100 = [ ( 10 – 5,3 ) / 10 ] * 100 =47,0 %

m = С_о * ( ρ₁ / ρ₂ ) = 47,0 * ( 0,709 / 0,705 ) = 47,3 % масс.,

где V₁ и V₂ – объемы бензина до и после сульфирования, мл;

ρ₁ и ρ₂ – плотности бензина соответственно до и после сульфирования, г/см³.

При взаимодействии катализата со спиртовым раствором йода нашли его йодное число:

И.Ч. = [ ( V₃ – V₄ ) * Т * 100 ] / (V₅ * ρ ) =

[ ( 33,8 – 27,3 ) * 0,0127 * 100 ] / ( 0,2 * 0,709 ) = 58.22,

где V₃ – объем раствора, пошедшего на титрование контрольного объема спиртового раствора йода, мл;

V₄ – объем раствора, пошедшего на титрование с катализатом, мл;

V₅ и ρ – соответственно объем (мл) и плотность (г/см³) пробы катализата;

Т – титр раствора тиосульфата натрия в граммах йода.

Массовое содержание олефинов в катализате:

m_о = И.Ч. * М_ср. / 254 = 58,22 / 254 = 24,52 %

Массовое содержание аренов в катализате:

m_а = m – m_о = 47,3 – 24,52 = 22,78

Прирост аренов:

Δ m_а = 22,78 – 1,5 = 21,28 %

Степень ароматизации фракции бензина (Х):

Х = 21,28 / 1,5 = 14.2,

где 1,5 – содержание аренов в исходном бензине.

Выводы

В соответствии с задачей к лабораторной работе проведена ароматизация узкой бензиновой фракции прямогонного бензина на катализаторе марки АП – 64 при температуре 500°С. Степень ароматизации составила 14,2. Полученный результат, если его сравнить с ароматизацией фракций бензинов в промышленных условиях, является неудовлетворительной. Это можно объяснить быстрой потерей активности катализаторов из-за коксованности, поскольку процесс проводился без применения давления водорода.