Контрольно-измерительные материалы по профессиональному модулю "Ведение технологического процесса"

Министерство образования и науки Пермского края

Государственное бюджетное

профессиональное образовательное учреждение

«Краевой индустриальный техникум»

КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ

ПМ 02 «Ведение технологического процесса на

 установках I и II категорий»

Специальность: 18.02.01 Переработка нефти и газа

РАССМОТРЕНО Методической комиссией преподавателей укрупненной группы «Химические технологии» Протокол 1, от «28» августа 2016 г. Председатель ЦМК __________Г.Б. Куканова

СОГЛАСОВАНО Методическим советом техникума Протокол № 1 от «31» августа 2016 г Председатель МС, руководитель УМЦ _________ А.С. Колдомова

УТВЕРЖДАЮ Зам. директора по УПР «31» августа 2016 г. _________ Шустова Е. В

Организация – разработчик: Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Краевой индустриальный техникум» (ГБПОУ КИТ)

Разработчик: Сазонова Е.А. – преподаватель, к.х.н.

1.                 ПАСПОРТ КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Контрольно-измерительные материалы предназначены для проверки результатов освоения профессионального модуля ПМ 02 «Ведение технологического процесса на установках I и II категорий» по специальности 18.02.09 Переработка нефти и газа.

Контрольно-измерительные материалы позволяют оценивать освоение умений и усвоения знаний по профессиональному модулю.

1.1 Контроль и оценка результатов освоения профессионального модуля (вида профессиональной деятельности)

Результаты (освоенные профессиональные компетенции)	Основные показатели оценки результата	Формы и методы контроля и оценки
ПК 2.1 Контролировать и регулировать технологический режим с использованием средств автоматизации и результатов анализов	-     умение регулировать технологический режима с использованием средств автоматизации и результатов анализа; -     умение обеспечивать соблюдение параметров технологического процесса и их регулирование в соответствие с регламентом производства; -     умение использовать нормативную и техническую документацию; -     знать применяемые средства автоматизации, контуры контроля и регулирования параметров технологического процесса; -     знать систему противоаварийной защиты;	практические занятия; лабораторные занятия; учебная практика; самостоятельная работа               экспертная оценка выполнения практического задания
ПК 2.2 Контролировать качество сырья, получаемых продуктов	-     знать классификацию основных процессов; -     знать основные закономерности процессов; -     знать основные показатели качества сырья и получаемых продуктов; -     знать взаимосвязь параметров технологического процесса и их влияние на качество и количество продукта; -     уметь контролировать качество сырья, полуфабрикатов и готовой продукции.	практические занятия; лабораторные занятия; учебная практика; самостоятельная работа               экспертная оценка выполнения практического задания
ПК 2.3 Контролировать расход сырья, продукции, реагентов, катализаторов, топливно-энергетических ресурсов	-     уметь осуществлять контроль за обеспечением материальными и энергетическими ресурсами; -     уметь рассчитывать материально-энергетические и технико-экономические показатели процесса; -     знать методы контроля расхода сырья, материалов, продукта, топливно-энергетических ресурсов	практические занятия; лабораторные занятия; учебная практика; самостоятельная работа               экспертная оценка выполнения практического задания

Формы и методы контроля и оценки результатов обучения должны позволять проверять у обучающихся не только сформированность профессиональных компетенций, но и развитие общих компетенций и обеспечивающих их умений.

Результаты (освоенные общие компетенции)	Основные показатели оценки результата	Формы и методы контроля и оценки
ОК 1 Понимать сущность и значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес	- демонстрация интереса к будущей профессии в процессе освоения образовательной программы, участия в НОУ, олимпиадах профессионального мастерства, фестивалях, конференциях	- наблюдение  и оценивание результатов деятельности  на практических и лабораторных занятиях, на учебной и производственной практике, в неучебной деятельности
ОК 2 Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество	-обоснование выбора и применения методов и способов решения профессиональных задач в области разработки технологических процессов и проектирования изделий; -демонстрация эффективности и качества выполнения профессиональных задач	- наблюдение  и оценивание результатов деятельности  на практических и лабораторных занятиях, на учебной и производственной практике
ОК 3 Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность	-демонстрация способности принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность	- наблюдение  и оценивание результатов деятельности  на практических и лабораторных занятиях, на учебной и производственной практике
ОК 4 Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития	-нахождение и использование информации для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития	- наблюдение  и оценивание результатов деятельности  на практических и лабораторных занятиях, на учебной и производственной практике, при выполнении внеаудиторной самостоятельной работы
ОК 5 Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности	-демонстрация навыков использования информационно-коммуникационных технологий в профессиональной деятельности	- наблюдение  и оценивание результатов деятельности  на практических и лабораторных занятиях, на учебной и производственной практике, при выполнении внеаудиторной самостоятельной работы
ОК 6  Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями	-взаимодействие с обучающимися, преподавателями и мастерами в ходе обучения	- наблюдение  и оценивание результатов деятельности  на практических и лабораторных занятиях, на учебной и производственной практике
ОК 7 Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий	-проявление ответственности за работу подчиненных, результат выполнения заданий	- наблюдение  и оценивание результатов деятельности  на практических и лабораторных занятиях, на учебной и производственной практике
ОК 8 Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.	-планирование обучающимися повышения личностного и квалификационного уровня	- наблюдение  и оценивание результатов деятельности на уроках производственного обучения
ОК 9 Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности	-проявление интереса к инновациям в области профессиональной деятельности	- наблюдение  и оценивание результатов деятельности на уроках производственного обучения
ОК 10 Исполнять воинскую обязанность, в том числе с применением полученных профессиональных знаний (для юношей).	-демонстрация готовности к исполнению воинской обязанности	- наблюдение  и оценивание результатов деятельности на уроках теоретического и производственного обучения, на военных сборах

2.                 КОМПЛЕКТ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ТЕКУЩЕЙ И ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ПРОФЕССИОНАЛЬНОМУ МОДУЛЮ

1.     Практические занятия по разделу «Химия и технология переработки нефти и газа»

Практическое занятие № 1

Топлива для карбюраторных двигателей, построение кривой разгонки бензина

Цель занятия: ознакомление с основными характеристиками топлив для карбюраторных двигателей, построение кривой разгонки бензина.

Пояснения

К этим топливам относятся авиационные и автомобильные бен­зины, а также тракторные керосины. Их важной характеристикой является давление насыщенных паров, кПа (мм рт. ст.): 29,3—47,9 (220—360) для авиационных бензинов, 66,5—93,1 (500—700) для автомобильных [летний сорт — не более 66,5 (500)].

Фракционный состав также имеет большое значение. Так, температура    выкипания 10% бензина   характеризует   его пусковые свойства, надежность запуска двигателя в различных условиях, в частности при низкой температуре окружающего воздуха. Темпе­ратура выкипания 50% бензина характеризует скорость прогрева двигателя при запуске, плавность перехода с одного режима на другой, а также устойчивость его работы. Температуры выкипания 90 и 97,5% авиационного бензина, так же как температура конца кипения автомобильного бензина, определяют однородность рабо­чей смеси (полноту сгорания топлива в двигателе); это очень важ­но, так как при неполном сгорании топлива в картер попадают жидкие вещества, смазочное масло разжижается, и двигатель из­нашивается быстрее. Кроме того, при неполном сгорании топлива дополнительно загрязняется окружающая среда.

Очень важным показателем топлив, определяющим их нормаль­ное сгорание в карбюраторных двигателях, является детонацион­ная стойкость. При детонационном сгорании скорость распростра­нения фронта пламени нарастает очень быстро и происходит взрыв — детонация, сопровождаемая стуком и встряской двигате­ля. В результате двигатель быстро выходит из строя. Детонация (франц. detoner - взрываться, от латин. detono - гремлю) - процесс самопроизвольного воспламенения топливовоздушной смеси не от искры свечи, а от теплоты сжимаемой поршнем части рабочей смеси, горение которой приобретает взрывной характер, сопровождается характерным металлическим стуком, повышением токсичности отработавших газов и температуры в цилиндрах двигателя. При этом скорость распространения пламени в камере сгорания увеличивается с 15-20 м/с до 1500-2500 м/с. Мгновенное повышение температуры и возникновение ударных волн о стенки цилиндров может привести к перегреву и оплавлению днища поршней, прогару прокладки головки блока цилиндров, разрушение поршневых колец, ускоренному износу вкладышей коленвала.

Стойкость топлива к детонации оценивают октановым числом (ОЧ).

Авиационные бензины (ГОСТ 1012—72). Они являются топли­вом самолетов и вертолетов, оборудованных карбюраторными (поршневыми) двигателями. Их выпускают следующих марок: Б-70, Б-100/130, Б-95/130 и Б-91/115. Маркировка состоит из бук­вы Б (бензин) и цифры, указывающей октановое число бензина, ли­бо дроби, в числителе которой октановое число, а в знаменателе — сортность. Авиационные бензины готовят смешением (компаунди­рованием) базового бензина (бензинов каталитического крекинга или каталитического риформинга), высокооктановых компонентов (изооктана, алкилбензина, изопентана, ароматических углеводоро­дов и др.), тетраэтилсвинца (ТЭС) или других добавок, повышаю­щих октановое число, а также ингибиторов — веществ, предупреж­дающих окисление топлива (для авиационных бензинов применяют оксидифениламин). Соотношение этих компонентов зависит от их качества и марки приготовляемого бензина.

Температура выкипания 90% бензинов должна быть не выше 145°С, 50% — 105°С и 10% —от 75 до 88°С для бензинов разных марок.

Автомобильные бензины. Эти бензины служат для автомобиль­ных карбюраторных двигателей. Одним из важнейших показате­лей качества автомобильных бензинов является детонационная стойкость, выражаемая октановым числом.

Октановое число есть показатель детонационной стойкости топ­лива, численно равный содержанию изооктана (в % об.) в такой его смеси с н-гептаном, которая по интенсивности детонации в од­ноцилиндровом двигателе в стандартных условиях испытания эк­вивалентна испытуемому топливу. Октановое число изооктана ус­ловно принято равным 100, а н-гептана — нулю. Для определения октанового числа пользуются смесями указанных углеводородов, а для текущего контроля — искусственно приготовленными смеся­ми, так называемыми вторичными эталонными топливами с разны­ми значениями октанового числа.

Октановое число определяется подбором смеси эталонных углеводородов – изооктана, у которого октановое число равно 100 и н-гептана (нормальный гептан), у которого октановое число равно 0. При одинаковых условиях испытания детонационная стойкость равна детонационной стойкости испытываемого бензина. Процентное содержание изооктана в полученной смеси как раз и является октановым числом бензина. Определяют октановое число двумя методами - моторным и исследовательским на специальной моторной установке. При моторном методе имитируются более жесткие условия работы двигателя, при которых топливная смесь после карбюрации нагревается до 150°С, а частота вращения выдерживается постоянной - 900 об/мин. При исследовательскому методе частота вращения снижается до 600 об/мин, а смесь не подогревается.

 Технология определения октанового числа такова. Испытательный стенд - это одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания с карбюратором. Запускают его на исследуемом бензине, а уровень детонации фиксируют спецдатчики. После подбирается смесь эталонного топлива - изооктана и н-гептана, на котором двигатель работает так, как и на исследуемом топливе. Полученное процентное содержание изооктана в подобранной эталонной смеси и является характеристикой детонационной стойкости бензина. То есть если в смеси 95% изооктана, то и октановое число будет 95.

 При моторном методе испытания режимы и параметры моторной установки позволяют выявить взрывчатые свойства бензина при эксплуатации автомобиля в городских условиях (движение с переменною скоростью). Исследовательский метод имеет менее жесткий режим испытания, что позволяет исследовать процесс сгорания бензина при эксплуатации авто при постоянных режимах работы мотора. Таким образом, октановое число по исследовательскому методу на 5-10 единиц выше, чем по моторному.

 Октановое число определяют не одним методом, потому что двигатели бывают разными, и условия их работы тоже разные. Одно – сгорания топлива в двигателе тяжелого грузовика, другое – детонация в двигателе форсированного легкового автомобиля, у которого стрелка тахометра не выходит из красной зоны.

 В советские времена, октановое число автомобильных бензинов А-72 и А-76 измерялось по моторному методу, а бензины АИ-93, АИ-95, АИ-98 испытывались по исследовательскому, потому добавлена буква «И» в обозначении марки бензина. Сейчас выпускаются пять типов бензина – А-76, А-80, А-92, А-95, А-98. За исключением А-76, все определяются по исследовательскому методу.

 Так как двигатели стали технологично совершеннее и имеют высокую степень сжатия, то нужен высокооктановый бензин. Чтобы получить такое топливо переработкой нефти, затраты будут больше и в продаже оно будет значительно дороже, поэтому используются различные присадки, повышающие октановое число.

 Самым эффективным был тетраэтилсвинец. Он не только ядовит сам по себе, но и быстро выводит из строя каталитические нейтрализаторы. Также применялись присадки на основе марганца, но сейчас они запрещены. Еще для повышения октанового числа иногда используют присадку - ферроцен. Плохо что она имеет в своем составе железо и создает трудноудалимый токопроводящий налет на свечах (красного оттенка цвет), который уменьшает срок их службы.

 Безвредной для двигателя антидетонационной присадкой является метилтретбутиловый эфир. В наше время он наиболее широко применяется в Украине, России и Европе.

 Октановое число бензина повышается при добавлении в него ароматических углеводородов и парафиновых углеводородов изостроения, а также при умень­шении температуры конца кипения. Для повышения октанового числа топлив используются высокооктановые компоненты и антидетонационные присадки. Многие из них (например, МТБЭ) испаряются легче, чем бензин, что приводит к интересному эффекту у машин с негерметичным бензобаком — по мере расходования топлива и испарения присадки октановое число бензина, оставшегося в баке, уменьшается на несколько единиц. Это приводит к лёгкому звону при полной мощности мотора (необорудованного датчиком детонации). Подавляющее большинство современных инжекторных двигателей имеют датчики детонации, позволяющие использовать любой бензин с октановым числом 91—98, в двигатели с высокой степенью сжатия можно заливать бензин с октановым числом не ниже 95 или даже 98.

Для об­легчения эксплуатации автомобильные бензины делят на летние и зимние сорта. Бензины зимних сортов, как указывалось выше, име­ют более высокое давление насыщенных паров. Кроме того, они (за исключением бензина АИ-98) имеют различные температуры выкипания промежуточных фракций и конца кипения. Ниже при­веден фракционный состав автомобильных бензинов (в числите­ле— для летнего сорта, в знаменателе — для зимнего), ^СС:

Новые, более экономичные модели двигателей имеют высокую степень сжатия, поэтому их можно эксплуатировать только на бензинах с повышенным октановым числом. Автомобильные бензины готовят смешением (компаундированием) различных компонентов: высокооктановых бензинов каталитического крекинга, каталитиче­ского риформинга, алкилатов и изомеризатов легких фракций пер­вичной перегонки нефти. Для приготовления бензинов с более низ­ким октановым числом применяют также бензи­ны термического крекинга и коксования, бензины прямой перегон­ки нефти с большей температурой конца кипения и деароматизированные продукты (рафинаты), получаемые в производстве арома­тических углеводородов при каталитическом риформинге бензино­вых фракций.

Задание

1.                  Построить кривую разгонки бензина, отложив по горизонтали % отгона бензина, а по вертикали – температуру перегонки. Для построения кривой разгонки бензина использовать данные табл. 1.

Таблица 1. Исходные данные

№№ п/п	Отгон, %	Температура перегонки, 0 С
1.	начало кипения	35
2.	10	70
3.	50	115
4.	90	145
5.	97,5	180
6.	конец кипения	195

2.                  Кривая разгонки бензина расположена выше кривой разгонки по ГОСТ. Что это означает: в состав бензина входят более лёгкие или более тяжёлые углеводороды? Ответить на данный вопрос, используя построенную кривую разгонки бензина.

Работа в аудитории

1.                  Основные характеристики топлив для карбюраторных двигателей.

2.                  Октановое число и способы повышения октанового числа бензинов.

3.                  Для чего строят кривую разгонки бензина?

4.                  Построить кривую разгонки бензина, используя данные табл.1.

5.                  Какие свойства топлив характеризует температура 10%, 50% и 90% отгона?

Содержание отчёта

1.                  Номер и название работы;

2.                  Цель работы;

3.                  Задание с исходными данными;

4.                  Выполненные задания;

5.                  Заключение, ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1.                  Для каких двигателей используются в качестве топлива бензиновые фракции?

2.                  Какие показатели качества топлив для карбюраторных двигателей?

3.                  Что такое октановое число?

4.                  Как повысить октановое число?

5.                  Характеристики свойств топлив при 10%, 50% и 90% доле отгона.

6.                  На каких технологических установках можно получить компоненты автомобильного бензина?

Темы практических занятий:

1. Установка ЭЛОУ-АВТ, измерение и регулировка параметров процесса.

2. Термические процессы нефтепереработки.

3. Каталитический крекинг, измерение и регулировка параметров процесса.

4. Каталитический риформинг, измерение и регулировка параметров процесса.

5. Каталитическая изомеризация легчайших бензиновых фракций, измерение и регулировка параметров процесса.

6. Установка гидрокрекинга вакуумного газойля, измерение и регулировка параметров процесса.

7. Гидроочистка дизельного топлива, измерение и регулировка параметров процесса.

8. Установка получения водорода, измерение и регулировка параметров процесса.

9. Получение серы, измерение и регулировка параметров процесса.

10. Термокаталитические процессы переработки сырья.

11. Установка сернокислотного алкилирования, измерение и регулировка параметров процесса.

12. Составление поточной схемы переработки мазута на масла.

Методические рекомендации по проведению практических работ

Приступая к выполнению практической работы, студенты должны внимательно ознакомиться с порядком выполнения работы и получить от преподавателя необходимые разъяснения.   Предварительная подготовка к практическим работам состоит в повторении теоретических вопросов, ожидаемых результатов, порядка выполнения работы, содержания отчёта. Каждая работа оформляется в виде отчёта и сдаётся преподавателю.

Рисунки и таблицы должны быть выполнены с требуемой точностью и качеством.

В результате выполнения практических работ студенты должны приобрести необходимые знания по технологическому оборудованию, применяемому в нефтеперерабатывающей промышленности.

2.     Практические занятия по разделу «Ведение технологического процесса на установках I и II категории»

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

Изучение деформационных манометров

 Цель работы: изучение принципа действия и устройства технических деформационных манометров.

  1. Задание на работу.

Изучить принцип действия и конструкцию технических манометров с трубчатыми пружинами.

Составить отчет по практической работе.

  2. Назначение и принцип действия

Для измерения давления в различных отраслях промышленности в настоящее время широко применяются деформационные манометры. В этих приборах в качестве чувствительных элементов используются трубчатые пружины, сильфоны, мембраны.

Принцип действия деформационных (или пружинных) манометров основан на использовании упругой деформации пружинного элемента, возникающей под действием давления.

Исключительно важную роль в технических измерениях имеют манометры с трубчатыми пружинами. Они используются при измерении давлений в диапазонах от 0 ¸ 0,5 кгс/см² до 0 ¸ 16 000 кгс/см². Широкое применение этих приборов обусловлено простатой их конструкции, наглядностью показаний, высокой точностью, надежностью и небольшими размерами.

В химической, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности применяются манометры с одновитковой и многовитковой трубчатыми пружинами.

2.1 Манометр с одновитковой трубчатой пружиной.

Манометр с одновитковой трубчатой пружиной (рис. 1а) содержит трубчатую пружину 1 (чувствительный элемент), один конец которой укреплен в держателе 2, а второй конец закрытый пробкой 3, соединен с поводом 4 передаточного механизма.

Одновитковая трубчатая пружина представляет собой металлическую трубку эллиптического (рис. 1б) или овального (рис. 1в) сечения, изогнутую по дуге. Малая ось “в” (рис. 1б) сечения расположена в плоскости чертежа (рис. 1). При изменении давления, подаваемого через держатель 2 во внутреннюю полость трубки, возникает деформация сечения трубки. При увеличении давления сечение трубки стремится принять круглую форму (рис. 1г). При этом деформация сечения отрезка трубки А приводит к перемещению отрезка трубки Б (рис. 1а), а деформация сечения отрезка Б - к перемещению отрезка В и т.д таким образом деформация сечения трубки вызывает перемещение ее незакрепленного конца. При увеличении давления первоначальный угол закручивания трубки g уменьшается и становится равным g¢ (рис. 1а). Обратная картина имеет место при уменьшении давления. Изменение Dg угла закручивания трубки служит мерой давления. Обычно величина Dg связана с измеряемым давлением линейно:

,                                                                           (1)

где k -  коэффициент передачи или преобразования трубки. Коэффициент k является функцией ряда величин

,                                                                  (2)

где E - модуль упругости материала трубки;

m - коэффициент Пуассона;

R - радиус кривизны трубки;

а, в - большая и малая ось сечения;

б - толщина стенки трубки.

            При прочих равных условиях коэффициент k пропорционален начальному углу закручивания g трубки.

            Для измерения давлений до 50 кгс/см² (4,9×10³ кПа) трубки изготавливаются из латуни или бронзы, а для более высоких давлений из стали.

Максимальное изменение угла закручивания трубчатой пружины при давлении, соответствующему верхнему пределу измерения, составляет 6 ¸ 8°. Увеличение угла поворота достигается с помощью передаточного механизма, представляющего собой усилитель угловых перемещений. Обычно применяются зубчато-селекторные механизмы (рис. 1а). Механизм состоит из трубчатого сектора 5, зубчатого колеса 6 и спиральной пружины 3. На оси 8 зубчатого колеса закреплена указывающая стрелка 9. Пружина 7 одним концом прикреплена к оси 8 зубчатого колеса, а другим - к неподвижной точке платы механизма.. пружина несколько закручена, в результате этого устраняются зазоры в зубчатом зацеплении и шарнирных соединениях механизма. К сектору винтом 11 укреплена пластина 10 с продельным пазом, позволяющим перемещать ее в продольном направлении для измерения плеча и изменения коэффициента передачи (усиления) передаточного механизма. На пластинке 10 укреплен шарнир 12 поводка 4.

При перемещении под действием измеряемого давления незакрепленного конца одновитковой трубчатой пружины 1 поводок 4 перемещает пластину 10. При этом зубчатый сектор 5 поворачивается вокруг точки 0 и заставляет поворачиваться шестерню 6 вместе с осью 8 и стрелкой 9 на определенный угол, который в несколько десятков раз больше, чем угол поворота зубчатого сектора 5.

Величина угла поворота стрелки 9, изменяющейся обычно в диапазонах 0 ¸ 270° или 0 ¸ 300°, определяется по шкале 13.

Манометры с одновитковой трубчатой пружиной выпускаются, в основном, показывающими и подразделяются на технические, или рабочие, контрольные и образцовые.

2.2 Технические манометры

Технические манометры (классы точности 1 ¸ 4) служат для осуществления измерений на технологических процессах, контрольные (классы точности 0,5 и 1) - для определения работоспособности технических манометров непосредственно на технологических процессах, и образцовые - для поверки и градуировки технических манометров в лабораторных условиях (классы точности 0,16 - 0,4).

2.3 Манометр с многовитковой трубчатой пружиной (рис 2)

В качестве чувствительного элемента в этом приборе служит трубчатая пружина, содержащая 6 ¸ 9 витков. Тело, имеющее форму трубчатой многовитковой пружины, в стереометрии называют геликоидом.

Перемещение незакрепленного конца многовитковых пружин и возникающее на нем усилие значительно больше, чем у одновитковых пружин. Поэтому приборы с многовитковыми пружинами изготавливаются как токазывающими, так и самопишущими.

Принцип действия этих приборов аналогичен принципу действия манометров с одновитковой трубчатой пружиной. При изменении давления происходит скручивание или раскручивание пружины, что вызывает поворот оси 2. Через рычаг 3, тягу 4 и рычаг 5 поворот оси 2 передается стрелке 6, на конце которой закреплено перо с чернильницей 7, осуществляющее непрерывную запись показаний манометра на диаграмме 8. Последняя приводится во вращение с помощью синхронного электрического двигателя или часового механизма 9. Один полный оборот диаграмма совершает за 24 часа.

Манометры с многовитковой трубчатой пружиной выпускаются на различные диапазоны измерения (до 160 кгс/см²) с классами точности 1 и 1,5.

Класс точности L технических манометров обычно нормируется приведенной погрешностью g (без указания знака %). При этом используется формула

,                                                                (3)

где D - абсолютная погрешность;

P_в - верхний предел измерений технического манометра (нижний предел измерений Y технических манометров равен 0);

,                                                                        (4)

где P_п - показания поверяемого технического манометра;

P_¶ - действительное значение давления (определяется значением меры или показаниями образцового манометра).

3. Содержание отчета

Отчет по практической работе должен включать:

1.                  Название и цель работы.

2.                  Схемы и краткое описание принципов действия технических манометров с трубчатыми пружинами (рис. 1 и 2).

 Рис 1. Схема манометра с одновитковой трубчатой пружиной.

 Рис 2. Схема манометра с многовитковой трубчатой пружиной.

Темы практических занятий:

1.      Изучение преобразователя давления.

2.      Изучение термоэлектрического преобразователя.

3.      Изучение скоростного счетчика жидких сред.

4.      Изучение уровнемеров.

5.      Изучение методов и приборов газового анализа.

6.      Изучение устройства и принципа работы рефрактометра.

7.      Изучение устройства и принципа работы фотоколориметра.

8.      Определение фракционного состава автоматическим анализатором.

9.      Изучение регулирующей аппаратуры гидравлических систем.

10.  Построение структурных и функциональных схем технологических процессов.

11.  Изучение основных принципов построения функциональных схем автоматизации.

Методические рекомендации по проведению практических работ

Приступая к выполнению практической работы, студенты должны внимательно ознакомиться с порядком выполнения работы и получить от преподавателя необходимые разъяснения.   Предварительная подготовка к практическим работам состоит в повторении теоретических вопросов, ожидаемых результатов, порядка выполнения работы, содержания отчёта. Каждая работа оформляется в виде отчёта и сдаётся преподавателю.

Рисунки и таблицы должны быть выполнены с требуемой точностью и качеством.

В результате выполнения практических работ студенты должны приобрести необходимые знания по технологическому оборудованию, применяемому в нефтеперерабатывающей промышленности.

3.     Лабораторные работы

Лабораторная работа № 1

Определение фракционного состава нефти и нефтепродуктов

Теоретические основы

Наиболее важными источниками углеводородов являются нефть и горючие (природные и попутные) газы.

Природными называются газы, образующие самостоятельное месторождение. Главным компонентом их является метан (96-98%).

Попутными называются газы, сопровождающие нефть при её добыче. Наряду с метаном (содержание до70 %) в них содержатся также этан, пропан, бутан и пары низкомолекулярных жидких углеводородов.

Следует отметить, что в состав и природных, и попутных газов входят, наряду с углеводородами, некоторые неорганические газы – например, азот, сероводород, гелий, углекислый газ и др.

Все нефти содержат алканы, циклоалканы и арены. Количественное содержание этих углеводородов в различной нефти неодинаково и также зависит от месторождения. Кроме того, в нефти имеются гетероатомные соединения, содержащие кислород, серу, азот. В нефти также содержатся минеральные вещества в виде различных солей.

Перегонка нефти – процесс разделения ее на фракции по температурам кипения (отсюда термин «фракционирование») – лежит в основе переработки нефти и получения при этом моторного топлива, смазочных масел и различных других ценных химических продуктов. Первичная перегонка нефти является первой стадией изучения ее химического состава.

Основные фракции, выделяемые при первичной перегонке нефти:

1. Бензиновая фракция– нефтяной погон с температурой кипения от н.к. (начала кипения, индивидуального для каждой нефти) до 150 - 205 ⁰С (в зависимости от технологической цели получения авто, авиа-, или другого специального бензина).

Эта фракция представляет собой смесь алканов, нафтенов и ароматических углеводородов.  Во всех этих углеводородах содержится от 5 до10 атомов С.

2. Керосиновая фракция – нефтяной погон с температурой н.к. от 150 -180 ⁰С до 270-280 ⁰С. В этой фракции содержатся углеводороды С₁₀-С₁₅. Используются в качестве моторного топлива (тракторный керосин, компонент дизельного топлива), для бытовых нужд (осветительный керосин) и др.

3. Газойлевая фракция – температура кипения от 270-280 ⁰С до 320-350 ⁰С. В этой фракции содержатся углеводороды С₁₄-С₂₀. Используется в качестве дизельного топлива.

4. Мазут – остаток после отгона вышеперечисленных фракций с температурой кипения более 320-350 ⁰С. Мазут может использоваться как котельное топливо, или подвергаться дальнейшей переработке либо крекингу, либо перегонке при пониженном давлении (в вакууме) с отбором масляных фракций или широкой фракции вакуумного газойля (в свою очередь, служащего сырьем для каталитического крекинга с целью получения высокооктанового компонента бензина).

5. Гудрон - почти твердый остаток после отгона от мазута масляных фракций. Из него получают так называемые остаточные масла и битум, из которого путем окисления получают асфальт, используемый при строительстве дорог и т.п. Из гудрона и других остатков вторичного происхождения может быть получен путем коксования кокс, применяемый в металлургической промышленности.

Порядок выполнения работы

В колбу Вюрца объемом 100 мл наливают 50 мл сырой нефти и кидают в нее кипелку. Колбу закрывают пробкой с термометром и соединяют через прямой холодильник и алонж с приемником (рис. 1).

Рис. 1. Установка для перегонки

Массу взятой нефти вычисляют по формуле m = V⋅ ρ, где V- объем нефти, а ρ - ее плотность. Приемниками (сменными) служат 3 небольшие колбочки, предварительно взвешенные.

Колбу Вюрца с нефтью осторожно нагревают на песчаной бане, или на асбестовой сетке, или на воронке Бобо.

Начало кипения (н.к.) первой фракции фиксируют по температуре поступления первой капли бензина в приемник, после чего отбирают фракцию, выкипающую до 180 ⁰С. При отборе этой фракции по достижении температуры ∼135 ⁰С прекращают подачу воды в холодильник. При достижении температуры 180 ⁰С меняют колбу - приемник и отбирают керосиновую фракцию с температурой кипения 180 - 270 ⁰С, а затем, вновь сменив приемник, отбирают газойлевую фракцию (270-320 ⁰С, или 270-350 ⁰С).

Приемники с отобранными фракциями взвешивают и по разности масс колбы с продуктом и пустой колбы вычисляют массу каждой фракции. С помощью цилиндров определяют объем каждой фракции и вычисляют их плотность. Убеждаются, что плотность фракции растет с увеличением температуры их кипения.

Затем бензиновые фракции со всех установок сливают в один мерный цилиндр, керосиновые - в другой, газойлевые – в третий, и определяют экспериментально плотность каждой фракции с помощью ареометров. Эти данные сравнивают с вычисленными. Рассчитывают объемный и весовой выход каждой  фракции,  в  соответствии  с  количеством  исходной  нефти,  равной 100%. Все полученные результаты вносят в табл.

Таблица

Материальный баланс фракционной перегонки нефти

Название продукта	Пределы кипения фракции	Объем, см3	Масса, г	Выход фракции		плотность
				вес	объем	экс.	выч.
Всего взято: Нефть		50		100	100
Получено:
1. Бензин	н.к. - 180 0С
2. Керосин	180 - 270 0С
3. Газойль	270 - 320 0С
4. Мазут+ потери (по разности)	>320 0С
Всего получено:		50		100	100

Контрольные вопросы

1. В каких пределах может изменяться плотность нефти?

2. Как изменяется плотность фракции в зависимости от температуры кипения?

3. Какими двумя методами можно определить плотность нефтепродукта?

4. Какие соединения входят в состав бензиновой фракции, керосиновой фракции, газойлевой фракции и мазута?

5.  Как вычисляют объемный (или массовый) выход любой фракции при перегонке?

6.  Почему мазут перегоняют при пониженном давлении?

Темы лабораторных работ:

1.      Определение элементного состава нефти.

2.      Определение плотности нефтепродуктов.

3.      Определение вязкости нефтепродукта.

4.      Определение температуры вспышки, воспламенения и самовоспламенения.

5.      Определение содержания воды в нефти методом Дина-Старка.

6.      Определение содержания хлористых солей в нефти.

7.      Определение примесей в нефти.

8.      Определение фракционного состава бензина.

9.      Определение кислотности бензина.

10.  Определение температуры начала кристаллизации реактивных топлив.

11.  Определение содержания общей серы в реактивных топливах.

12.  Определение температуры застывания.

13.  Определение показателя преломления масел.

14.  Определение глубины проникновения иглы в битум.

15.  Определение температуры размягчения битума.

16.  Определение растяжимости битума.

17.  Определение температуры плавления парафина.

18.  Определение жесткости воды.

19.  Определение окисляемости воды.

20.  Определение взвешенных частиц в воде.

21.  Определение сухого остатка.

22.  Определение цвета, запаха воды.

23.  Определение углеводородов С₂ – С₅ в сухом газе на хроматографе.

Техника безопасности при проведении лабораторных работ

1.                  При работе в лаборатории необходимо соблюдать максимальную осторожность. Неаккуратность, небрежность, невнимательность, недостаточное знакомство с приборами и свойствами веществ, с которыми ведется работа, могут привести к несчастному случаю.

2.                  В помещениях необходимо поддерживать чистоту, на рабочих столах и возле работающих не должно быть ничего лишнего.

3.                  Химические реакции необходимо выполнять только с такими количествами и концентрациями веществ, в такой посуде, приборах и при таких условиях, которые указаны в соответствующих руководствах.

4.                  Беря вещество, следует внимательно читать этикетку и при малейшем сомнении выявить у лаборанта или преподавателя квалификацию вещества или осуществлять проверку его. Запрещается оставлять вещество в посуде без этикеток и подписей.

5.                  Совершенно недопустимо пробовать химические реактивы на вкус.

6.                  Уходя из лаборатории, нельзя оставлять включенными нагревательные приборы, горящие горелки, открытые газовые краны.

7.                  Нельзя работать при плохой или неисправной вентиляции в лаборатории или в вытяжном шкафу. При перерыве в действии вентиляции все работы в вытяжных шкафах, связанные с выделением вредных веществ, газов и паров, следует немедленно прекращать.

8.                  Необходимо следить за чистотой рук и мыть их каждый раз, когда на них попадает какое-либо вещество. Нельзя вытирать руки и посуду одним и тем же полотенцем, особенно при работе с вредными веществами.

Методические рекомендации по проведению лабораторных и практических работ

Лабораторные и практические работы по своему  содержанию  имеют определенную структуру, предлагаем рассмотреть ее: ход работы приведен в начале  каждой  практической  и  лабораторной  работы;  при  выполнении практических  работ  студентами  выполняется  задание,  которое  указано  в конце  работы  (пункт  «Задание  для  студентов»);  при  выполнении лабораторных работ  составляется отчет по ее выполнению, содержание отчета указано в конце лабораторной работы (пункт «Содержание отчета»).

При  выполнении  лабораторных  и  практических  работ  студентами выполняются  определенные  правила, рассмотрите их ниже: лабораторные и практические  работы  выполняются  во  время  учебных  занятий;  допускается окончательное оформление лабораторных и практических работ в домашних условиях;  разрешается  использование  дополнительной  литературы  при выполнении  лабораторных  и  практических  работ;  перед  выполнением лабораторной  и  практической  работы  необходимо  изучить  основные теоретические положения по рассматриваемому вопросу

4.     Задания для контрольного среза

Вариант 1

1.Структура и тенденции развития сырьевой базы нефтепереработки.

2. В результате прямой перегонки нефти получено в час 33800 кг бензиновой фракции (93-123 ^оС), массовые доли компонентов равны: парафины –  27,4 %, непредельные –  0,5 %, ароматические –  0,7 %, нафтены –  71,4 %. Определить компонентный состав фракции и массовый расход нефти, если выход фракции составляет 48 % от общего расхода нефти, поступающей на установку.

Вариант 2

1. Состав и физико-химические свойства нефти.

2. В результате прямой перегонки нефти получено в час 37000 кг бензиновой фракции (58-93 ^оС), массовые доли компонентов равны: парафины –  37,4 %, непредельные –  0,5 %, ароматические –  0,7 %, нафтены –  62,1 %. Определить компонентный состав фракции и массовый расход нефти, если выход фракции составляет 7 %  от  общего  расхода  нефти, поступающей на установку прямой перегонки.

Вариант 3

1. Характеристика процессов, лежащих в основе разделения нефти.

2. В результате пиролиза нефти получено в час 71420 кг бензиновой фракции (93-123 ^оС), массовые доли компонентов: парафины –  7,1 %, непредельные –  43,0 %, ароматические – 48,2 %, нафтены –  1,7 %. Определить компонентный состав фракции и массовый расход нефти, если выход фракции составляет 68 % от общего расхода нефти, поступающей на установку пиролиза.

Вариант 4

1. Технология получения газов из нефтяного сырья

2. В результате пиролиза нефти получено в час 68750 кг бензиновой фракции (123-153 ^оС), массовые доли компонентов: парафины – 10,2 %, непредельные – 47,3 %, ароматические – 40,3 %, нафтены –  2,2 %. Определить компонентный состав фракции и массовый расход нефти, если выход фракции составляет 70 % от общего расхода нефти, поступающей на установку пиролиза.

5.     Темы рефератов

1. Классификация видов перегонки

2.Дайте определение понятию «глубина переработки нефти».

3. Варианты традиционных технологических схем перегонки.

4. Из каких углеводородов состоит петролейная фракция? Для чего

она используется?

5.  Охарактеризуйте   основные   направления   переработки   нефти  (топливный,

масляный и нефтехимический).

6. Как вы представляете себе работу ректификационной колонны?

7. Для чего нужен блок стабилизации бензина?

8. Какие фракции нефти Вы знаете? Назовите их.

9. Классификация колонн ректификационных

10. В какой из фракций содержатся углеводороды С₈Н₁₈? С₆Н₆? С₆Н₅ -С₂Н₅?

11. Варианты первичной переработки нефти по топливному варианту

12. Какие соединения входят в состав мазута?

13. Необходимость углубления процессов переработки нефти.  Указать причины,

характеризующую малую глубину переработки нефти в России.

14. В каких пределах может изменяться плотность нефти?

15. Вакуумная разгонка мазутов. Боковые погоны вакуумной колонны.

16. По каким основным физико-химическим свойствам фракции

нефти отличаются друг от друга?

17. Подготовка нефти к переработке. Установка подготовки нефти (УПН).

18. Как перегоняют мазут? Какие получают продукты?

19. Схема трубчатой установки, работающей при атмосферном давлении (АТ).

20. Какие фракции называются легкими? При каких температурах

они выкипают?

6.     Решение задач

Задача 1 

Определить   долю   отгона   нефти, подаваемой   в   колонну при температуре 330 °С и давлении 170 кПа. Состав нефти и средние температуры кипения фракций даны в расчетной таблице, приведенной ниже

Решение.  Давление насыщенных паров каждой фракции определим по формуле Ашворта. Для дальнейшего расчета зададимся молярной долей отгона 0,75, близкой к сумме молярных долей первых двух фракций, выкипающих до 350°С. Все расчеты сведем в таблицу. Таким образом, молярная доля отгона нефти при  заданных  условиях  составляет 0,75.

Примеры задач

Задача 2. Определить массовую долю отгона от нефти при 300 °С и давлении  в месте  ввода  сырья  в  колонну  120  кПа.  Состав нефти, молекулярная масса и средние температуры кипения приведены в таблице. Мольную долю отгона принять е=0,35.

Задача 3. Определить температуру вводы сырья в колонну, если давление в секции питания 668,7 кПа,  мольные  доли  компонентов  в  сырье  даны  в  таблице.  Средняя температура кипения алкилатов: легкого 107, тяжелого 205°С.

7.     Вопросы к зачету по разделу «Химия и технология нефти и газа»

1.                  Теория происхождения нефти.

2.                  Химический и углеводородный состав нефти.

3.                  Парафиновые углеводороды (алканы).

4.                  Нафтеновые углеводороды (цикоалканы).

5.                  Ароматические углеводороды.

6.                  Гетероатомные соединения нефти

7.                  Фракционный состав нефти.

8.                  Классификация нефти.

9.                  Природный газ.

10.              Плотность нефти и нефтепродуктов.

11.              Молекулярная масса нефти и нефтепродуктов.

12.              Вязкость нефти и нефтепродуктов.

13.              Оптические свойства нефти.

14.              Критические свойства нефти и приведенные параметры

15.              Электрические и тепловые свойства нефти

16.              Температурные характеристики нефти и нефтепродуктов.

17.              Осушка газа жидкими поглотителями

18.              Классификация углеводородных газов и процессы их переработки.

19.              Характеристика первичных углеводородных газов и конечных продуктов их переработки

20.              Сепарационные процессы обработки газа.

21.              Осушка газа жидкими поглотителями.

22.              Установки газофракционирования газов.

23.              Хемосорбционная очистка газа.

24.              Классификация товарных нефтепродуктов.

25.              Бензины.

26.              Дизельные топлива.

27.              Нефтяные масла.

28.              Твердые нефтепродукты.

29.              Подготовка нефти на промыслах и ее транспортировка.

30.              Обезвоживание и обессоливание нефти.  Общая характеристика оборудования электрообессоливающих установок.

31.              Основные схемы атмосферной и вакуумной перегонки нефти.

32.              Методы разделения нефти и нефтепродуктов.

33.              Ректификационные колонны и их контактные устройства

34.              Характеристика нефтяных газов. Очистка и осушка газов. Разделение газов.

35.              Общая характеристика аппаратов первичной переработки нефти.

36.              Термодинамика термических превращений соединений нефти.  Кинетика и механизм.

37.              Термические превращения алканов, олефинов, нафтенов, ароматических соединений.

38.              Сырье для получения масел.  Деасфальтизация масел.  Депарафинизация масел. Адсорбционная очистка.

39.              Приготовление товарных моторных масел.

40.              Термический крекинг, технологическая схема.

41.              Пиролиз, технологическая схема.

42.              Замедленное и термоконтактное коксование, технологическая схема.

43.              Висбрекинг нефтяных остатков, технологическая схема.

44.              Общая характеристика термокаталитических процессов, назначение,  сырье  и продукция.

45.              Алкилирование. Полимеризация алкенов.

46.              Механизм действия катализаторов окислительно-восстановительного типа.

47.              Кислотный катализ. Химизм процесса.

48.              Химические основы процесса каталитического крекинга.

49.              Термокаталитические превращения алканов, нафтенов  и  ароматических углеводородов.

50.              Химические основы процесса гидрокрекинга. Превращение алканов, циклоалканов, алкенов, аренов.

51.              Гидрокрекинг в промышленности, технологическая схема.

52.              Каталитический крекинг в промышленности.

53.              Изомеризация. Получение высокооктановых компонентов бензина.

54.              Химические основы процесса каталитического реформинга.

55.              Превращение алканов, циклоалканов при каталитическом риформинге.

56.              Каталитический риформинг в промышленности, технологическая схема.

57.              Гидроочистка, химические основы процесса.

58.              Превращение углеводородов, катализаторы процесса гидроочистки.

59.              Гидроочистка в промышленности, технологическая схема.

60.              Приготовление моторных топлив. Технические требования к моторным топливам.

8.     Примеры практических задач для зачета по разделу «Химия и технология нефти и газа»

Практическое задание 1

В результате пиролиза нефти получено в час 71420 кг бензиновой фракции (93-123 ^оС), массовые доли компонентов: парафины – 7,1 %, непредельные – 43,0 %, ароматические – 48,2 %, нафтены – 1,7 %.

Определить компонентный состав фракции и массовый расход нефти, если выход фракции составляет 68 % от общего расхода нефти, поступающей на установку пиролиза.

Практическое задание 2

В результате пиролиза нефти получено в час 68750 кг бензиновой фракции (123-153 ^оС), массовые доли компонентов: парафины – 10,2 %, непредельные – 47,3 %, ароматические – 40,3 %, нафтены –  2,2 %.

Определить компонентный состав фракции и массовый расход нефти, если выход фракции составляет 70 % от общего расхода нефти, поступающей на установку пиролиза.

Практическое задание 3

При коксовании нефтяных остатков образуются нефтепродукты следующего состава (в массовых долях): 28 % нефтяного кокса, 60 %  жидких  дистиллятов, 12 %  крекинг-газа.

Рассчитать компонентный состав указанных продуктов, если на установку подают 38800 кг нефтяного остатка в час, а степень его конверсии составляет 90 %.

9.     Вопросы к зачету по разделу «Ведение технологического процесса на установках I и II категорий»

1.      Реакторы и особенности их расчета.

2.      Материальный и тепловой баланс реакторов.

3.      Ректификационные колонны и особенности их расчёта.

4.      Абсорберы и особенности их расчета.

5.      Теплообменные аппараты и особенности их расчета.

6.      Печи и особенности их расчета.

7.      Транспортирование и хранение нефти и газов.

8.      Классификация нефтеперерабатывающих заводов.

9.      Общезаводское хозяйство нефтеперерабатывающего завода.

10.  Товарная продукция и реагенты нефтеперерабатывающего завода.

11.  Принципиальные схемы переработки.

12.  Энерго- и водоснабжение нефтеперерабатывающего завода.

13.  Основные понятия управления технологическими процессами.

14.  Технологические объекты управления.

15.  Классификация технологических объектов управления.

16.  Системы управления технологическими объектами.

17.  Автоматизированные системы управления технологическими процессами.

18.  Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации.

19.  Основы метрологии.

20.  Измерение давления. Классификация, принцип действия, виды.

21.  Измерение расхода и количества вещества. Методы измерения расхода.

22.  Вискозиметры.

23.  Плотномеры.

24.  Измерение уровня. Классификация. Контроль уровня раздела двух фаз.

25.  Измерение температуры. Единицы измерения. Классификация приборов. Принцип действия и конструкция.

26.  Измерение состава и свойств веществ.

27.  Анализаторы кислорода.

28.  Специальные анализаторы нефтепродуктов.

29.  Измерение физико-химических показателей веществ.  Анализаторы влажности

30.  Измерение угловых и линейных перемещении.

31.  Оптические методы.

32.  Основные законы регулирования.

33.  Автоматические регуляторы.

34.  Исполнительные устройства.

35.  Регулирующие органы.

36.  Исполнительные механизмы.

37.  Выбор управляющих систем.

38.  Выбор параметров управления.

39.  Выбор параметров сигнализации, блокировки и защиты.

40.  Основы проектирования автоматического управления.

41.  Принципы построения схем автоматизации.

42.  Функциональные схемы автоматизации.

43.  Типовые схемы автоматизации контроля.

44.  Автоматизация процесса перегонки нефти на установках АТ и АВТ.

45.  Автоматизация процессов изомеризации.

46.  Автоматизация процессов каталитического риформинга.

47.  Автоматизация процессов каталитического крекинга.

48.  Принцип действия и устройство деформационных манометров.

49.  Принцип действия и конструкция преобразователя давления.

50.  Принцип действия и конструкция термоэлектрического преобразователя.

51.  Принцип действия и конструкция скоростного счетчика жидких сред.

52.  Устройство и принцип работы рефрактометра.

53.  Устройство и принцип работы фотоколориметра.

54.  Хроматография.

55.  Типовые схемы автоматизации регулирования.

10.  Примеры практических задач для зачета по разделу «Ведение технологического процесса на установках I и II категорий»

Практическое задание 1

Найти высоту колонны. В верхней концентрационной части колонны установлено 27 ректификационных тарелок и 3 отбойных, нижней (отпарной) – 5 тарелок. Расстояние между тарелками 0,6 м. В нижнюю часть колонны поступает 18,2 кг/с мазута плотностью 932 кг/м³. Диаметр колонны 4 м.

Практическое задание 2

Рассчитать материальный баланс установки карбамидной депарафинизации дизельного топлива мощностью - 200000 тонн в год по продукту и годовой расход карбамида. Продукт - зимнее дизельное топливо (ЗДТ). Выход продукта, % масс,: ЗДТ - 85,0; промежуточная фракция - 9,1; жидкий парафин- 5,0; потери сырья - 0,9. Норма расхода карбамида 5 кг на тонну сырья

Практическое занятие 3

Определить температуру выхода из колонны 6538 кг/ч (1,816 кг/с) жидкой нефтяной фракции молекулярной массы 114,4. Линия ИТК фракции приведена на рис. 18. Давление вверху колонны составляет 0,15 кПа.  Фракция отбирается с 19-ой тарелки сверху, через которую проходит 1000 кг/ч (0,2777 кг/с)  водяных  паров,  1500  кг/ч  паров бензина (М-100). Перепад давления на каждой тарелке принят равным 0,399 кПа.

11.  Вопросы к экзамену

1.                  Качество продукции и его показатели.

2.                  Виды контроля качества продукции на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ).

3.                  Методы контроля качества продукции на НПЗ.

4.                  Особенности контроля качества продукции на НПЗ.

5.                  Показатели качества нефти при транспортировке.

6.                  Показатели качества нефти при переработке на НПЗ.

7.                  Отбор проб нефти.

8.                  Методики определения показателей качества нефти по ГОСТ.

9.                  Лабораторные методики определения основных показателей нефти.

10.              Техника безопасности в лаборатории.

11.              Нефтяные топлива. Классификация. Применение.

12.              Основные эксплуатационные свойства топлив.

13.              Нормируемые показатели качества топлив.

14.              Физико-химические показатели автомобильных бензинов.

15.              Требования, предъявляемые к автомобильным бензинам.

16.              Физико-химические показатели авиационных бензинов.

17.              Требования, предъявляемые к авиационным бензинам.

18.              Методики определения показателей качества нефтяных топлив (бензины) по ГОСТ.

19.              Методики определения показателей качества нефтяных топлив (дизельное топливо) по ГОСТ.

20.              Лабораторные методики определения основных показателей нефтяных топлив (бензины).

21.              Лабораторные методики определения основных показателей нефтяных топлив (дизельное топливо).

22.              Нефтяные масла. Классификация. Назначение. Применение.

23.              Эксплуатационные свойства нефтяных масел.

24.              Нормируемые показатели качества нефтяных масел.

25.               Методики определения показателей качества нефтяных масел по ГОСТ.

26.              Лабораторные методики определения основных показателей нефтяных масел.

27.              Твердые нефтепродукты.

28.              Эксплуатационные свойства и нормируемые показатели качества парафинов и церезина.

29.              Эксплуатационные свойства и нормируемые показатели качества нефтяных битумов.

30.              Эксплуатационные свойства и нормируемые показатели качества нефтяных коксов и технического углерода.

31.              Лабораторные методики определения основных показателей нефтяных битумов.

32.              Лабораторные методики определения основных показателей парафинов.

33.              Катализаторы.

34.              Техническая вода.

35.              Требования, предъявляемые к технической воде для НПЗ.

36.              Сточные воды на НПЗ.

37.              Основные загрязняющие примеси атмосферного воздуха. ПДК.

38.              Основные загрязняющие примеси сточной воды. ПДК.

39.              Лабораторные методики определения основных показателей технической воды.

40.              Лабораторные методики определения основных показателей сточной воды.

41.              Отбор проб воды.

42.              Применение азота на НПЗ.

43.              Загрязнение атмосферного воздуха.

44.              Отбор проб газа.

45.              Хроматографический анализ газа. Классификация.

46.              Хроматографический анализ газа. Методика проведения анализа.

12.  Примеры практических задач для экзамена

Практическое задание 1

Масляная фракция имеет при 60 ºC условную вязкость 3,81º.

Определите кинематическую и динамическую вязкость фракции при этой температуре.

Практическое задание 2

Смешали 500 кг нефтяной фракции с температурой кипения 85 ºC и 700 кг фракции с температурой кипения 115 ºC.

Определите средний молекулярный вес смеси и её температуру кипения.

Практическое задание 3

Узкая бензиновая фракция при атмосферном давлении имеет среднюю температуру кипения 170 ºC.

Определить давление насыщенных паров этой фракции при 260 ºC.

13.  Примерные темы курсовых работ

1.                  Описание технологического процесса первичной переработки нефти на примере атмосферного блока установки АВТ – 1 ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез».

2.                  Описание технологического процесса удаления из нефтяных фракций масляных дистиллятов и остаточных рафинатов твердых углеводородов на примере установки   39 - 40 ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез».

3.                  Описание технологического процесса выделения из рафинатов вязких, средневязких и маловязких высокозастывающих кристаллических компонентов на примере установки   39 – 30 ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез».

4.                  Описание технологического процесса первичной переработки нефти на примере вакуумного блока установки АВТ – 2 ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез».

5.                  Описание технологического процесса сероочистки, абсорбции и компримированния жирного газа на примере установки    ГФУ             ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез».

6.                  Описание технологического процесса избирательной растворимости углеводородов масляных дистиллятов и деасфальтизатов в полярном растворителе на примере установки   37 – 10 ООО «ЛУКОЙЛ- Пермнефтеоргсинтез».

7.                  Описание технологического процесса получения компонента бензинов низкооктановых, лёгкого гайзоля, тяжелого гайзоля и жирного газа на примере установки   21 – 10/3м ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез».

8.                  Описание технологического процесса глубокой деструктивной переработки нефтяного сырья для получения высокооктанового бензина на примере установки КК-1    ООО «ЛУКОЙЛ- Пермнефтеоргсинтез».

3.                 КРИТЕРИЙ ОЦЕНИВАНИЯ

3.1 Критерии оценки практических и лабораторных работ

Лабораторные и практические работы оцениваются по критериям, представленным ниже:

Оценка «5» выставляется студенту, если:

˗ тематика работы соответствует заданной, студент показывает системные и полные знания и умения по данному вопросу;

˗ работа оформлена в соответствии с рекомендациями преподавателя;

˗ объем работы соответствует заданному;

˗ работа выполнена точно в сроки, указанные преподавателем.

Оценка «4» выставляется студенту, если:

˗ тематика работы соответствует заданной, студент допускает небольшие неточности или некоторые ошибки в данном вопросе;

˗ работа оформлена с неточностями в оформлении;

˗ объем работы соответствует заданному или чуть меньше;

˗ работа сдана в сроки, указанные преподавателем, или позже, но не более, чем на 1-2 дня.

Оценка «3» выставляется студенту, если:

˗ тематика работы соответствует заданной, но в работе отсутствуют значительные элементы по содержанию работы или тематика изложена нелогично, не четко представлено основное содержание вопроса;

˗ работа оформлена с ошибками в оформлении;

˗ объем работы значительно меньше заданного;

˗ работа сдана с опозданием в сроках на 5-6 дней.

Оценка «2» выставляется студенту, если:

˗ не раскрыта основная тема работы;

˗ работа оформлена не в соответствии с требованиями преподавателя;

˗ объем работы не соответствует заданному;

˗ работа сдана с опозданием в сроках больше 7 дней.

3.2             Критерии оценки зачета по разделу 1 и разделу 2

Таблица 1. Показатели оценки выполнения экзаменационного задания

Показатели			Баллы
Теоретическое задание
1	Знание и понимание программного материала	Показано глубокое и полное знание всего объема программного материала; полное понимание сущности рассматриваемых понятий, закономерностей, теорий, взаимосвязей. Самостоятельно выделены главные положения в изученном материале; сделаны обоснованные выводы.	3
		Показано знание всего изученного программного материала, но допущены незначительные ошибки и недочеты: даны неполные определения понятий, неточности при использовании специальных терминов или в выводах и обобщениях.	2
		Усвоено основное содержание учебного материала, но имеются пробелы. Не используются выводы и обобщения или допущены ошибки при их изложении. Затруднения в ответах на дополнительные вопросы	1
		Не усвоено и не раскрыто основное содержание материала.	0
2	Логика изложения	Учебный материал изложен логично, четко, обоснованно с использованием принятой терминологии; показано умение делать собственные выводы.	3
		Материал изложен в логической последовательности, но допущены недочеты, которые исправлены самостоятельно.	2
		Допущены ошибки и неточности в использовании научной терминологии, недостаточно четкие определения понятий.	1
		Несистематизированное, фрагментарное изложение материала.	0

Практическое задание
1	Манипуляции с единицами измерения физических величин	Все единицы измерения правильно и самостоятельно выражены в СИ.	2
		Допущены ошибки при выражении единиц измерения в СИ.	1
		Единицы измерения не выражены в СИ.	0
2	Манипуляции с формулами	Правильно выбраны расчетные формулы.  Из формул математически правильно выражены  искомые величины.	2
		Допущены ошибки при выборе и преобразовании формул.	1
		Формулы выбраны по указанию преподавателя.	0
3	Использование нормативно- справочной документации	Самостоятельное использование справочной литературы.	2
		Требуется помощь преподавателя при использовании справочной  литературы.	1
		Отсутствие навыков использования справочной  литературы.	0
4	Правильность расчетов	Все расчеты выполнены верно, логично применены округления полученных значений.	2
		Допущены небольшие ошибки в расчетах, в случае необходимости не применены округления полученных значений.	1
		Допущены грубые ошибки в расчетах.	0

Критерии оценки выполнения задания

Баллы	Оценка
13-14	5 (отлично)
11-12	4 (хорошо)
9-10	3 (удовлетворительно)
Менее 9	2 (неудовлетворительно)

3.3  Критерии оценки экзамена

Таблица 2. Показатели оценки выполнения экзаменационного задания

Показатели			Баллы
Теоретическое задание
1	Знание и понимание программного материала	Показано глубокое и полное знание всего объема программного материала; полное понимание сущности рассматриваемых понятий, закономерностей, теорий, взаимосвязей. Самостоятельно выделены главные положения в изученном материале; сделаны обоснованные выводы.	3
		Показано знание всего изученного программного материала, но допущены незначительные ошибки и недочеты: даны неполные определения понятий, неточности при использовании специальных терминов или в выводах и обобщениях.	2
		Усвоено основное содержание учебного материала, но имеются пробелы. Не используются выводы и обобщения или допущены ошибки при их изложении. Затруднения в ответах на дополнительные вопросы	1
		Не усвоено и не раскрыто основное содержание материала.	0
2	Логика изложения	Учебный материал изложен логично, четко, обоснованно с использованием принятой терминологии; показано умение делать собственные выводы.	3
		Материал изложен в логической последовательности, но допущены недочеты, которые исправлены самостоятельно.	2
		Допущены ошибки и неточности в использовании научной терминологии, недостаточно четкие определения понятий.	1
		Несистематизированное, фрагментарное изложение материала.	0

Практическое задание
1	Манипуляции с единицами измерения физических величин	Все единицы измерения правильно и самостоятельно выражены в СИ.	2
		Допущены ошибки при выражении единиц измерения в СИ.	1
		Единицы измерения не выражены в СИ.	0
2	Манипуляции с формулами	Правильно выбраны расчетные формулы.  Из формул математически правильно выражены  искомые величины.	2
		Допущены ошибки при выборе и преобразовании формул.	1
		Формулы выбраны по указанию преподавателя.	0
3	Использование нормативно- справочной документации	Самостоятельное использование справочной литературы.	2
		Требуется помощь преподавателя при использовании справочной  литературы.	1
		Отсутствие навыков использования справочной  литературы.	0
4	Правильность расчетов	Все расчеты выполнены верно, логично применены округления полученных значений.	2
		Допущены небольшие ошибки в расчетах, в случае необходимости не применены округления полученных значений.	1
		Допущены грубые ошибки в расчетах.	0

Критерии оценки выполнения задания

Баллы	Оценка
13-14	5 (отлично)
11-12	4 (хорошо)
9-10	3 (удовлетворительно)
Менее 9	2 (неудовлетворительно)

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.                               Вержичинская С.В., Дигуров Н.Г., Синицин С.А. Химия и технология нефти и газа: учебное пособие.-М.: ФОРУМ: инфра-м, 2015. – 416с.: ил.

2.                               Сотскова Е.Л., Головлёва С.М. Основы автоматизации технологических процессов переработки нефти и газа. – М.: Издательский центр «Академия», 2014.  – 304 с.

3.                 Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа. Уфа: «ГИЛЕМ», 2002. – 671с.;

4.                 Ахметов С. А. и др. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа: Учебное пособие / С. А. Ахметов, Т. П. Сериков, И. Р. Кузеев, М. И. Баязитов; Под ред С. А. Ахметова. – СПб.: Недра,2006. – 868 с.

5.                               Ермоленко А.Д., Кашин О.Н. и др. Автоматизация процессов нефтепереработки М.: 2012г. – 304с.

6.                 Капустин В. М. Основные каталитические процессы переработки нефти /В.М. Капустин, Е.А. Чернышева. – М.: Калвис, 2006. – 116 с.

7.                 Мановян А. К. Технология переработки природных энергоносителей. – М.: Химия, КолосС, 2004. – 456 с.

8.                 Магарил Р.З. Теоретические основы химических процессов переработки нефти: учебное пособие. – М.: КДУ, 2008. – 280 с.

9.                 Смидович Е.В. Технология переработки нефти и газа. Ч.2-я. -М.: Химия, 1980. – 376с.

10.            Агабеков В.Е. Нефть и газ: технологии и продукты переработки / В.Е. Агабеков, В.К. Косяков – Ростов/Д: Феникс, 2014. – 458 с.

11.            Рудин М.Г., Сомов В.Е., Фомин А.С.  Краткий справочник нефтепереработчика.- М.: ЦНИИТЭнефтехим, 2005.

12.            Сугак А.В., Леонтьев В.К., Туркин В.В.  Процессы и аппараты химической технологии. - М.: Издательский центр «Академия», 2015. –  350 с.

13.            Поникаров И.И., Поникаров С.И., Рачковский С.В. Расчет машин и аппаратов химических производств нефтегазопереработки: учебное пособие. – 3-е изд., стер. – СПб.: Лань, 2018. – 716 с.

14.            Сарданашвили А.Г., Львова А.И. Примеры и задача по технологии переработки нефти и газа: учебное пособие – 4-е изд., стер. – СПб.: Лань, 2018. – 256 с.

15.            Ахметов С.А. и др.  Технология, экономика и автоматизация процессов переработки нефти и газа: учебное пособие - М.: Химия, 2005.

16.            Огородников С.К. Справочник нефтехимика - Л.: Химия, 1978.

17.            Эрих В.Н. и др.  Химия и технология нефти и газа: учеб. для техникумов - Л.: Химия, 1985.