Перегонка нефти под атмосферным давлением
Цель работы: выделение из нефти светлых нефтепродуктов: бензина, керосина и дизельного топлива.
Нефть является смесью большого чиста углеводородов различного состава, структуры и величины молекул. Она используется в основном как топливо и в меньшей мере как сырье для химической переработки в пластмассы, волокна, каучуки и многие другие продукты. При любом варианте переработки нефти вначале она разделяется на части или фракции, отличающиеся температурными пределами выкипания. Такое разделение называется прямой перегонкой. При этом получаются фракции, выкипающие до 360 °С, которые называются светлыми нефтепродуктами.
Рис. 21. Схема лабораторной установки
1. колба; 2. термометр; 3. холодильник; 4. аллонж;
5. приемник; 6. колбонагреватель.
Перегонка нефти производится на установке, собираемой по приведенной схеме (рис. 21). При сборке установки необходимо помнить, что стекло требует осторожного обращения, так как оно не выдерживает чрезмерных усилий и ударов. После сборки установки нужно убедиться, что сырьевая колба не касается металла нагревателя, а стоит на полосках асбестового листа.
Нефть из канистры заливается в загрузочную емкость (объем указывается преподавателем), взвешивается, затем через воронку сливается в сырьевую колбу. Пустая емкость снова взвешивается. По разности весов определяется количество взятой для разгонки нефти.
После загрузки установки нефтью в конденсатор-холодильник подается вода, а колбонагреватель через ЛАТР, установленный в нулевом положении, включается в сеть. Для приема продуктов взвешиваются три пронумерованные конические колбы. Одна из них ставится под аллонж.
После этого на нагреватель подается напряжение порядка 180 - 200 В. Через некоторое время, когда колба начнет нагреваться, напряжение увеличивается еще на 15 - 20 В. Ведется постоянное наблюдение за приемником и термометром.
Температура, при которой упадет в приемник первая капля, считается началом кипения фракции. Напряжением на ЛАТРе регулируется скорость перегонки порядка 1 капли за 3 - 4 секунды.
При достижении температуры 180 °С нужно сменить приемник. В первый приемник, таким образом, отбирается фракция н.к. – 180 °С, которая называется бензиновой. Приемник с отработанной фракцией взвешивается и определяется ее вес.
Следующая фракция – керосиновая, отбирается в пределах 180 - 240 °С, третья – фракция дизельного топлива 240 - 360 °С. Определяются веса и этих двух фракций.
При завершении разгонки (конец кипения третьей фракции может быть ниже 360 °С) выключается ток и через 10 - 15 минут – охлаждающая вода.
Составляется материальный баланс разгонки нефти по схеме (табл. 8):
Таблица 8
| I. ВЗЯТО Название нефти | грамм | % |
| II. ПОЛУЧЕНО 1. Бензин н.к. … - 180 °С 2. Керосин 180 - 240 °С 3. Дизельное топливо 240 - (…) °С 4. Мазут н.к. … - (…) °С | ||
| Итого | ||
| Потери |
После охлаждения сырьевой колбы до 60 °С мазут сливается в специальную посуду, а сырьевая колба отмывается от остатков мазута керосином.
Слив мазута и мытье колбы следует производить под тягой!
Полученные светлые продукты также сливаются в специальную посуду.
Контрольные вопросы
1. Чем отличаются между собой светлые нефтепродукты, выделенные от одной и той же нефти?
2. Каково назначение бензина, керосина, дизельного топлива и мазута?
3. Что характеризует материальный баланс перегонки нефти?
4. Чем ограничена предельная температура нагрева нефти при атмосферной перегонке и как можно ее увеличить?
Приложение
Периодический закон химических
| Периоды | Ряды | группы | |||
| I | II | III | IV | ||
| I | Н1 1,008 Водород | ||||
| II | Li2 6,94 Литий | Ве 3 9,01 Бериллий | B 5 10.81 Бор | C 6 12.01 Углерод | |
| III | Na 11 22,99 Натрий | Mg12 24,31 Магний | Al 13 26,98 Алюминий | Si 14 28,086 Кремний | |
| IV | K19 39,10 Калий | Ca20 40,08 Кальций | Sc 21 44,96 Скандий | Ti22 47,88 Титан | |
| V | Cu 29 63,55 Медь | Zn 30 65,39 Цинк | Ga 31 69,72 Галлий | Ge 32 72,59 Германий | |
| VI | Rb 37 85,47 Рубидий | Sr 38 87,62 Стронций | Y 39 88,91 Иттрий | Zr40 91,22 Цирконий | |
| VII | Ag 47 107,87 Серебро | Cd 48 112,41 Кадмий | In 49 114,82 Индий | Sn 50 118,71 Олово | |
| VIII | Cs 55 132,91 Цезий | Ba 56 137,33 Барий | La 57 138,91 Лантан | Hf 72 178,49 Гафний | |
| IX | Au 79 196,97 Золото | Hg 80 200,59 Ртуть | Tl 81 204,38 Таллий | Pb 82 207,2 Свинец | |
| X | Fr 87 223,02 Франций | Ra 88 226,03 Радий | Ac89 227,03 Актиний | Rf 104 261,11 Резерфордий |
Формулы оксидов R2O RO R2O3 RO2
Формулы водородных RH4
соединений
Ланта
| Ce 58 140,12 Церий | Pr 59 140,91 Празеодим | Nd 60 144,24 Неодим | Pm 61 144,91 Прометий | Sm 62 150,36 Самарий | Eu 63 151,96 Европий | Gd 64 157,25 Гадолиний |
| Акти | ||||||
| Th 90 232,04 Торий | Pa 91 231,04 Протактиний | U 92 238,03 Уран | Np 93 237,05 Нептуний | Pu 94 244,06 Плутоний | Am 95 243,06 Америций | Cm 96 247,07 Кюрий |
Приложение 1
Элементов Д.И. Менделеева
| элементов | |||||
| V | VI | VII | VIII | ||
| He 2 4.003 Гелий | |||||
| N 7 14.007 Азот | O 8 15.999 Кислород | F 9 18.998 Фтор | Ne 10 20.18 Неон | ||
| P 15 30,97 Фосфор | S 16 32,07 Сера | Cl17 35,45 Хлор | Ar 18 39,95 Аргон | ||
| V 23 50,94 Ванадий | Cr 24 51,996 Хром | Mn 25 54,94 Марганец | Fe 26 55,85 Железо | Co 27 58,93 Кобальт | Ni 28 58,69 Никель |
| As 33 74,92 Мышьяк | Se 34 78,96 Селен | Br 35 79,90 Бром | Kr 36 83,80 Криптон | ||
| Nb 41 92,91 Ниобий | Mo 42 95,94 Молибден | Tc 43 97,91 Технеций | Ru 44 101,07 Рутений | Rh 45 102,91 Родий | Pd 46 106,42 Палладий |
| Sb 51 121,75 Сурьма | Te 52 127,60 Теллур | I 53 126,90 Иод | Xe 54 131,29 Ксенон | ||
| Ta 73 180,95 Тантал | W 74 183,85 Вольфрам | Re 75 186,21 Рений | Os 76 190,2 Осмий | Ir 77 192,22 Иридий | Pt 78 195,08 Платина |
| Bi 83 208,98 Висмут | Po 84 208,98 Полоний | At 85 209,99 Астат | Rn 86 222,02 Радон | ||
| Db 105 262,11 Дубний | Sg 106 263,12 Сиборгий | Bh 107 264,12 Борий | Hs 108 267,13 Хассий | Mt109 268,14 Мейтнерий | Uun110 [271] |
R2O5 RO3 R2O7 RO4
RH3 RH2 RH
Ноиды
| Tb 65 158,93 Тербий | Dy 66 162,50 Диспрозий | Ho 67 164,93 Гольмий | Er 68 167,26 Эрбий | Tm 69 168,93 Тулий | Yb 70 173,04 Иттербий | Lu 71 174,97 Лютеций |
| ноиды | ||||||
| Bk97 247,07 Берклий | Cf 98 251,0796 Калифорний | Es 99 252,08 Эйнштейний | Fm 100 257,095 Фермий | Md101 258,086 Менделевий | No 102 259,10 Нобелий | Lr103 260,1054 Лоуренсий |
Приложение 2
Таблица растворимости некоторых неорганических соединений
| Ионы | OH- | CH3COO- | Cl- | Br- | I- | NO3- | CO32- | S2- | SO42- | PO43- |
| Ag+ | - | м | н | н | н | р | н | н | м | н |
| Al3+ | н | + | р | р | р | р | - | + | р | н |
| Ba2+ | р | р | р | р | р | р | н | р | н | н |
| Be2+ | н | + | р | р | р | р | + | + | р | н |
| Ca2+ | м | р | р | р | р | р | н | м | м | н |
| Cd2+ | н | р | р | р | р | р | + | н | р | н |
| Co2+ | н | р | р | р | р | р | + | н | р | н |
| Cr3+ | н | + | р | р | н | р | - | + | р | н |
| Cs+ | р | р | р | р | р | р | р | р | р | р |
| Cu2+ | н | р | р | р | - | р | + | н | р | н |
| Fe2+ | н | р | р | р | р | р | + | н | р | н |
| Fe3+ | н | - | р | р | - | р | - | - | р | н |
| Hg2+ | - | р | р | м | н | + | - | н | + | н |
| Hg22+ | - | м | н | н | н | + | н | - | н | н |
| K+ | р | р | р | р | р | р | р | р | р | р |
| Li+ | р | р | р | р | р | р | р | р | р | м |
| Mg2+ | н | р | р | р | р | р | м | н | р | н |
| Mn2+ | н | р | р | р | р | р | + | н | р | н |
| NH4+ | р | р | р | р | р | р | р | + | р | - |
| Na+ | р | р | р | р | р | р | р | р | р | р |
| Ni2+ | н | р | р | р | р | р | + | н | р | н |
| Pb2+ | н | р | м | м | м | р | + | н | н | н |
| Rb+ | р | р | р | р | р | р | р | р | р | р |
| Sn2+ | н | + | + | + | м | + | - | н | р | н |
| Sr2+ | м | р | р | р | р | р | н | р | н | н |
| Zn2+ | н | р | р | р | р | р | + | н | р | н |
Обозначения: р - хорошо растворимый, м - малорастворимый, н - практически нерастворимый, + - полностью реагирует с водой или не осаждается из водного раствора, – - не существует, ? - данные о растворимости отсутствуют.
Приложение 3