ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік материалдары



жүктеу 1.03 Mb.
бет1/6
Дата24.04.2016
өлшемі1.03 Mb.
  1   2   3   4   5   6

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

СемЕЙ қаласының ШӘКӘРІМ атындағы МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ

3 деңгейлі СМК құжаты

ПОӘК

ПОӘК 042-18-10.1.66/03- 2014

ПОӘК

«Органикалық заттардың химиясы және физикасы» пәннің оқу-әдістемелік материалдары



11.09 2014 ж.

№ 2 басылым







ПӘННІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК МАТЕРИАЛДАРЫ

«ОРГАНИКАЛЫҚ ЗАТТАРДЫҢ ХИМИЯСЫ ЖӘНЕ ФИЗИКАСЫ»
5B072100 – «Органикалық заттардың химиялық технологиясы»

мамандығы үшін



Семей

2014


Мазмұны

1

Глоссарий

2

Дәріс оқулар

3

Зертханалық сабақтар

4

Студенттің өзіндік жұмысы


Глоссарий


  1. Айдау – қарапайым қайнату арқылы мұнайды құраушы қоспаларға бөлу

  2. Адиабаттық реакторлар – қоршаған ортамен жылуалмастыру болмайтын, себебі, жақсы сақтағышпен жабдықталған реакторлар

  3. Алкандарды крекингілеу – көміртек қанқасының ірі молекулаларын қыздырғанда және катализатор қатысында ыдырау реакциялары.

  4. Асфальтендер – қысқа алифатты бүйірлік тізбектері бар полициклді ароматты күшті конденсирленген жүйелер.

  5. Газосепараторлар – газдарды сұйықтықтардан және механикалық қоспалардан тазарту аппараттары

  6. Газофракционирлеу – процесс разделения смеси углеводородных газов на составляющие компоненты путем ректификации

  7. Детонация – бензиннің қопарылыс түрінде жануы

  8. Дистилляттар – белгілі бір температура аралығында қайнайтын және мұнайды айдағанда алынатын сұйық көмірсутектер қоспасы.

  9. Еріткіштермен парафинсіздендіру – парафиндерді жою әдісі, олар майдың қату температурасын ұлғайтады

  10. Катализ – катализаторлар деп аталатын заттардың көмегімен химиялық реакциялар механизмі мен жылдамдығы өзгеруінің физика химиялық процесі

  11. Каталитикалық крекинг – мұнай өнімдерінен сапалы бензиннің шығымын арттыру мақсатымен катализатор қолдануымен жүретін процесс

  12. Мұнай – көп компонентті көміртек атомдарының саңы 100-ге дейін және одан да көп гетероорганикалық қосылыстар мен кейбір металдардың қоспасынан тұратын көмірсутектердің күрделі қоспасы

  13. Пиролиз – жоғары бағалы олефинді көмірсутектерді алуға негізделген жоғары температуралық процесс

  14. Реакторлар – химиялық реакциялар жүретін аппаратттар

  15. Ректификациялық колонна – ректификациялық табақшалармен немесе насадкамен қамтамасыз етілген вертикаль цилиндр тәріздес мұнайды айдап өңдеуге арналған аппарат

  16. Ректификация – қайнау температуралары өте жақын өнімдерді бөліп жоғары дәрежедегі таза өнімдерді түзіп алу

  17. Шайырлар – ұзын алифатты бүйірлік тізбектері бар конденсирленген циклді қосылыстар.

  18. Фракциялау – бұл компонеттердің күрделі қоспасын қарапайым қоспаларға немесе жеке құраушыларға бөлу

  19. Эмульсия - өзара ерімейтін сұйықтықтар немесе ерітінділерді араластырғанда түзілетін системалар

  20. Эмульгаторлар – эмульсия түзілуіне жағдай жасайтын және эмульсияны тұрақтандыратын заттар

  21. Жоғары молекулалық қосылыстар (ЖМҚ) – молекулалық массасы 5000 артық және өзіне тән бірқатар қасиеттері бар қосылыстар

  22. Молекула ішілік процестер – нәтижесінде құрамы, кейде макромолекула химиялық құрамы да өзгеретін, бірақ әдетте реагенттерді қосып алусыз жүретін процестер

  23. Иілгіштік – макромолекулалардың жылулық қозғалыстың, не сыртқы күштің әсерінен пішінін өзгерту қабілеті

  24. Гомополимер – бірдей мономерден құралған полимер

  25. Изоиондық нүкте (ИИН) – тек өзінің ионогенді топтарының диссоциациясымен анықталатын полиамфолиттің сулы ерітіндісінің рН шамасы (бөгде иондар болмаған жағдайда).

  26. Изоэлектрлік нүкте (ИНТ) – тізбектің орташа қосынды заряды нольге тең болған кездегі полиамфолит ерітіндісінің рН шамасы.

  27. Конфигурация – полимер тізбегінің синтездеу кезінде қалыптасқан химиялық құрылымы, оның изомерлік пішіні

  28. Конформация – молекуланың ішкі айналуының салдарынан өзгере алатын, атомдар мен топтардың кеңістікте салыстырмалы орналасуы

  29. Ісіну — бұл полимер көлемінің артуымен және оның макромолекуласының конформациясының өзгеруімен жүретін, полимердің төмен молекулярлы ерітіндіні сіңіру процесі.

  30. Молекуладан ірі құрылымы – макромолекулалардың мөлшері мен көлемі буындардың мөлшері мен көлемінен бірнеше есе артық, кеңістікте бөліп алуға болатындай элементтерге бірігу қасиеті

  31. Полимерлер – бұл химиялық байланыстар арқылы ұзын тізбектерге біріккен, бірдей немесе әртүрлі буындардан тұратын жоғары молекулалы қосылыстар.

  32. Полимергомологтар – бұл полимеризация дәрежесі әртүрлі бір полимердің макромолекулалары.

  33. Полимераналогтар – бұл полимеризация дәрежесі бірдей химиялық құрылымы әртүрлі полимерлердің макромолекулалары.

  34. Полидисперстілік – молекулалық массасы әртүрлі макромолекула фракциясының қатынасы.

  35. Полимераналогты түрленулер – макромолекула функционалдық топтарының құрылымының өзгерісіне әкелетін, бірақ полимеризациялану дәрежесі және негізгі тізбек құрылымы өзгермейтін реакциялар.

  36. Полиэлектролиттер – макромолекуласында иондарға диссоциаланатын ионогенді тобы бар жоғары молекулалық қосылыстар

  37. Полиамфолиттер – құрамында негіздік және қышқылдық топтары бар макромолекулалар, ортаның рН байланысты қышқылдық немесе негіздік қасиеттерді көрсетеді

  38. Полимерлену – мономерлердің активтік орталыққа тізбектеліп қосылуының нәтижесінде макромолекулалардың түзілу процесі

  39. Поликонденсация – көп функционалды қосылыстардың функционалды топтарының әрекеттесуінен жоғары молекулалық қосылыстар түзілу реакциялары

  40. Тігілген сополимерлер – бұл негізгі тізбек бір мономер буындарынан, ал бір жақ жанындағы тізбек басқа мономерлерден тұратын полимерлер.

  41. Полимерлену дәрежесі – макромолекуланың құрамына кіретін буындар саны

  42. Сополимер – тізбегінде бірнеше типті мономерлік буындар бар полимер

  43. Статистикалық сополимерлер – бұл буындарына тұрақсыз орналасу тән полимерлер.

  44. Полимерлердің химиялық айналулары – бұл макромолекула құрамының, құрылымының немесе полимеризациялану дәрежесінің өзгеруіне әкелетін реакциялар.

  45. Кезектесетін сополимерлер–бұл буындары ұдайы орналасқан полимерлер.


Микромодуль 1 – Мұнай, газ, қатты жанғыш қазбалардың көмірсутектері

Дәріс 1,2 - Кіріспе

Дәріс жоспары:



  1. Органикалық химия – химиялық технологиянын теориялық базасы

  2. Мұнайдың органикалық – жыныстық – миграциялық түзілу теориясы

  3. Бейорганикалық теория

  4. Полимерлер және олардың табиғаты мен практикада қолданылуы.

Қазіргі кезде 6-7 млн. органикалық заттар белгілі. Органикалық қосылыстар үнемі синтезделуде, сондықтан бұл сан үздіксіз артуда. Химиялық технологиянын теориялық базасының негізі органикалық химия және оның заңдылықтары жатады.

Мұнай кеніштерінің пайда болуы мен орналасуы жаратылыстану ғылымының күрделі мәселелерінің бірі болып есептеледі. Геологтар мен химиктер арасында мұнайдың шығу тегіне әр түрлі көзқарас қалыптасқан, оларды шартты түрде екіге бөлуге болады:

- Мұнайдың бейорганикалық (абиогенді) шығу тегі;

- Мұнайдың органикалық (биогенді) шығу тегі.

Мұнайдың бейорганикалық шығу тегінің гипотезалары.

Мұнайдың бейорганикалық (минералдық) шығу тегінің гипотезасынының бір нұсқасы В.Соколовтың (1892) ұсынған ғарыштық гипотезасы. Аталмыш гипотеза бойынша көміртегі мен сутегінен мұнай көмірсутегісінің түзілуі, жердің жылы Күн системасының басқа планеталарының құрылу дәуірінде пайда болғаны. Алғашқы түзілген көмірсутектер Жердің қызу процесінде магмалармен жұтылып, ал кейінірек ол суығанда жарық-тар мен сынықтар арқылы жер қыртысына өтіп кеткен. Осы ги-потезаға сәйкес «жер» мұнайы – жерге ғарыштан басқа да мате-риалдармен бірге келген ғарыштың алғашқы көмірсутек айналымдарының өнімі.

Ғарыштық гипотеза тек метанның басқа планеталарда кез-десуінен өзге, ешқандай нақты фактілерге сүйенбейді. Бірақ, жалғыз метанды мұнай деп қарастыруға болмайды. Қарастырылып отырған гипотезаның болжам ғана екендігін оңай аңғаруға болады, себебі оны нақты бір зерттеулер арқылы дәлелдеуге болмайды.

Бұл гипотезамен салыстырғанда өз уақытында Д.И.Менделеевтің (1877ж.) карбидтік гипотезасы өміршең болып есептеледі. Себебі, кейбір металдардың карбидтеріне сумен әсер еткенде көмірсутектердің түзілетіні белгілі. Мысалы, кальций карбидіне су қосқанда, ацетилен пайда болады. Міне, осы реакция Менделеев гипотезасына негіз болды. Оның жорамалдары бойынша мұнай келесідей процестер нәтижесінде түзіледі: су жерге оның жарықтары арқылы бірнеше километрге дейін жетеді. Жер қойнауындағы металдардың карбидтері сумен әрекеттесіп, көмірсутектерін түзеді. Шындығында металл карбидтері сумен немесе қышқылдармен әрекеттескенде тәжірибе нәтижесінде түсі мұнайға ұқсас түрлі сұйық көмірсутектер түзіледі.

Менделеев болжамы бойынша жер қойнауындағы көмірсутектер жоғары

температураның әсерінен буланып көтеріліп, жердің аз қысымдағы аймағына өтеді.

Осының нәтижесінде мұнай мен газ кеніштері пайда болады. Сонымен қатар, Менделеев гипотезасының көмескі жерлері де жоқ емес. Жаңа заманғы көзқарас бойынша, мұнай өздеріне тән қасиеттері бар күрделі қоспа. Оларды тек металл карбидтерінің сумен әрекеттесуі арқылы алуға болмайды. Мұндай жағдайды көмір қышқылы мен сутегі арасындағы Фишер – Тропша реакциясымен де түсіндіру қиын, себебі бұндай реакция жүру үшін құрамдастар қатаң, бірдей көлемде болып, таза катализаторлар қолданылуы тиіс. Әрине, ондай катализаторлар жер мантиясында жоқ.

Оның судың қысым аймағынан қалай көтерілетіні де түсініксіз. Дегенмен, өз кезінде Менделеев гипотезасының мәні өте жоғары болды, мұндағы ең құнды көзқарас – мұнайдың шығу тегіне органикалық заттардың себеп болуы. Мұнайдың пайда болуының органикалық шөгінді - миграциялық теориясы

Мұнайдың органикалық заттардан шыққандығын алғаш рет 1763 жылы М.В.Ломоносов айтқан. Әдебиеттерде мұнайдың органикалық заттардан туындағанын дәлелдейтін бірнеше, кей жағдайларда бір-біріне қарама-қайшы гипотезалар жарияланған. Олардың бәріне бірдей ортақ зат, мұнайдың органикалық заттардан тарауы, олардың пайда болуы, жер қыртысында жинақталуы, генетикалық байланысы, жердің тұнба қабыршағында заттардың мұнайға айналуы. Мұнайдың шығу тегінің органикалық теориясына геологиялық және геохимиялық әдістер дәлел бола алады.

Геологиялық дәлелдемелер:

Жер шарындағы көптеген мұнайдың өндірістік кеніштері шөгінді тау жыныстарында кездеседі. Тек кейбір кен көздері ғана жыныстың кристалдық ақтарылған

жыныстарынан алынады. Бірақ бұлардың өзі де, шөгінді жыныстармен ара қатынаста болады. Шөгінді тау жыныстары мұнайдың тек қоймалары ғана емес, мұнай түзілетін орта болып та есептеледі.

Мұнай түзілу, көмір түзілу, битум және жинақталу процестері мен дисперстік органикалық заттар арасында тікелей байланыс бар.

Полимерлерге деген орасан қызығушылық, ғылыми ізденістер, синтетикалық полимерлерді өндірудің ауқымы жоғары молекулалық қосылыстардың таңғажайып физика химиялық қасиеттеріне негізделген. Полимерлерді медицина, өнеркәсіп пен транспорттың, қорғаныс пен ғарыш техникаларының қандай саласында болса да кездестіреміз.

Дәріс материалдарын игергеннен кейін білуге қажетті негізгі түсініктер: органикалық – жыныстық – миграциялық түзілу теориясы, бейорганикалық теория

Өзін өзі бақылауға арналған сұрақтар:



  1. Мұнай дегеніміз не?

  2. Биогенді (органикалық) теория мәнін түсіндіріңіз, негізін жасаған кім?

  3. Абиогенді (бейорганикалық) теория мәнін түсіндіріңіз, негізін жасаған кім?

Ұсынылған әдебиеттер:

  1. Г.К. Бишімбаева, А.Е. Букетова. Мұнай және газ химиясы мен технологиясы. – Алматы.: Бастау, 2007. 9-14 б.

  2. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа. Уфа: Гилем, 2002. С. 60-68.


Дәріс 3,4 - Мұнай компоненттерін бөлу және зерттеу әдістері

Мазмұны:


  1. Мұнай компонеттерін бөлу әдістері

  2. Айдау. Ректификация

  3. Экстракция, адсорбция

  4. Кристалдау. Диффузиялық әдістер

  5. Мұнай көмірсутектерінің физико-химиялық константалары

Мұнай компоненттерін бөлудің физикалық және химиялық әдістері болады. Химиялық әдістер бөлінетін компоненттердің әртүрлі реакциялық қабілетіне негізделген. Ал физикалық әдістер екі фазадағы концентрация айырмасына негізделген.

Физикалық әдістердің 3 түрі болады:

Қарапайым әдістер – жүйеге энергия беру арқылы, фазалардағы концентрация айырмасын тудырады.

Күрделі әдістер - фазадағы конц. айырмасын арттыру үшін қосымша заттра пайдаланады.

Физикалық әдістерге хромотография варианттары да жатады.

Айдау және ректификация бұл молекулалық массасына және қайнау температурасына байланысты бөлу әдістері. Айдау арқылы мұнайды жеке-жеке фракцияларға бөледі. 2 түрлі айдау болады:

қарапайым айдау – сұйықты қыздырады, сонда сұйық буланады, оның буы тоңазытқыш арқылы өтіп, қысым атмосфералық болады.

молекулалық айдау – терең вакуумда жүргізіледі.

Ректификация – үздіксіз фракциялық айдау. Ретификация ретификациялық колонналарда жүргізіледі. Бұның да 3 түрі болады.

Айқын ретификация. Қайнау температурасы жуық заттарды бөлу үшін пайдаланады. Колоннада теориялық табақшалар саны көп болады.

Азеотропты ретификация – Егер сұйықтың және онымен тепе-теңдік буының құрамы бірдей болса, оларды бөлу қиын, мұндай қоспаларды бөлінбей қайнайтын қоспалар немесе азеотроптар деп аталады.

Кемшіліктері:

Еріткіштерді таңдау қиын

Еріткіштердің талғамдығы сондай жоғары емес

Еріткішті буландыруға қосымша энергия қажет

Технологиялық процестің құрылғысы күрделі



Экстрактивті ректификация. Компонентпен азеотроп түзбейді және коллонаның жоғарғы жағына еріткіштің конц. 70-80% көп болып жіберіледі. Сонда бөлу эффективтілігі артады.

Экстракция. Мұнай майларынан полициклды арендерді және гетероциклды қосылыстарды фенолмен және фурфуролмен экстракциялау. Сұйық пропан мен майларды асфальтендерден экстракц. бөліп алады.

Кемшілігі:

Жанасудың теориялық сатылардың санын көбейту қиын. Себебі экстракция колонналар экстракторда 10 ғана саты болады.

Адсорбция.

Мұнай фракциясын қосылыстар топтарына бөлу үшін 2 түрлі сорбент пайдаланады.

Полюстті сорбенттер – силикогель, активтельген Al2O3

Полюссіз сорбенттер – активтелген көмір

Силикогельге гетератомды комп. және арендер талғамды сорбцияланады. Қосылыстардың полюстену қабілеті артқан сайын, полюссіз сорбенттерге сорбциялануы артады.

Кристалдану. Балқу температурасы жоғары компоненттрі бөліп алу үшін пайдаланады. Бұл әдіс өнеркәсіпте депарафиндеу үшін пайдаланады.

Экстрактивті кристалдану. Еріткіштер қолданып жүргізіледі. Еріткіш келесі қызмет атқарады:

төмен балқитын компоненттерді экстракциялайды

Төмен температурда сұйық фазада болуын қамтамасыз етеді

Фильтраттың тұтқырлығын төмендетеді

Еріткіш ретінде кетондар мен арендер қоспасы, пропилен мен ацетон қоспасы пайдаланады.

Аддуктивті кристалдану. Қоспаға арнайы зат қосады. Ол қоспа компоненттермен қатты компоненттер түзеді.

Диффузиялық әдістер:

А) термодиффузия. Бөлуді теромдиффузиялық колоннада жүргізеді. Кемшіліктер:

1. Өте ұзақ жүргізіледі (100 сағат)

2. Бөліну толық болмайды.

3. Экономикалық тиімділігі төмен.

Сондықтан бұл әдіс басқа бөлу әдісі болмағанда ғана пайдаланады.

Б) мембрана арқылы диффузия. Мұның өзінде 2 әдіс бар.

1. Кері осмос – еріткіштің ерітіндіден еріткішке мембрана арқылы өтуі

2. Ультрафильтрлеу – бұл әдісте жоғары молекулалық қосылыс төмен мол. қос. бөлуге болады.

Мұнайдың және мұнай өнімдерінің тауар ретіндегі сапасы әртүрлі технологиялық параметрлермен сипатталады және бұл көрсеткіштер өте алуан. Фракциялық және химиялық құрамынан басқа негізгі көрсеткіштері:



  1. Тығыздығы;

  2. Молекулалық массасы

  3. Тұтқырлығы

  4. Температуралық сипаттамалары (тұтану, лаулау, өздігінен лаулау, қату температурасы және басқалары)

Көптеген сипаттамалары зертханалық бақылау және технологиялық процестерді реттеу үшін қолданылады, сонымен бірге мұнай көрсеткіштерінің мәндері мұнай зауыттарындағы аппараттарды есептеу үшін қажет.

Тығыздығы. Мұнай өнімдерін тиеу, тасымалдау, сақтау және тұтыну процестеріне әсер ететін негізгі сипаттамаларының бірі. Тығыздық мәні бойынша оның сапасын және бағасын айтуға болады. Әдетте мұнайдың экологиялық жасы үлкен болса, оның орналасу терендігі үлкен, тығыздығы аз болады. Құрамында арендер көп болатын мұнай фракциясына қарағанда парафинді мұнайдан алынған фракцияның тығыздығы аз болады. Мұнайдың қайнау температурасы жоғарлаған сайын және онда ароматты көмірсутектер қатарының болуымен тығыздығы жоғарлайды. Мұнайдың тығыздығы оның химиялық құрамына тәуелді. Берілген температурада тығыздықты анықтау – мұнай құрамын анықтау процесіндегі кең таралған әдістердің бірі. Көптеген мұнай үшін тығыздық 0,80-нен 0,90-ға дейін болады. Тұтқырлығы жоғары шайырлы мұнайдың тығыздығы бірге жуық. Мұнай өңдеуге мұнай өнімдерінің физика химиялық қасиеттерін анықтауда салыстырмалы немесе меншікті тығыздық қолданылады. Меншікті тығыздық  t1 температурада дене массасының t2 температурада судың сол көлемінің массасына қатынасы тең. Салыстырмалы тығыздық 200С-да алынған мұнай өнімдерінің тығыздығының 40С-тағы судың тығыздығына қатынасымен анықталады. Себебі 1 см3 су 40С-та 1,0г тең, сонда .

Алайда тығыздықты керек температурада өлшеуге болады. Онда салыстырмалы тығыздықты мына формуламен есептейді:  (1), мұндағы  - 200С-тағы мұнай өнімінің салыстырмалы тығыздығы,  - берілген t температурадағы мұнай өнімінің салыстырмалы тығыздығы; -температура 1С0-қа өзгергендегі тығыздықтың өзгеруін түзету шамасы.

Кейбір есептеулерде тығыздықтың  мәнін қолданады.  ны -ке қайта есептеу үшін мына формуланы қолдануға болады: .

Мұнай өнімдерінің тығыздығын анықтаудың бірнеше әдістері бар. Тығыздықты ареометрмен, Мор Вестораль гидростатикалық таразысымен немесе дәлірек пикнометрлік әдіспен анықтайды.



Сипаттаушы фактор. Бұл шартты параметр мұнай өнімінің табиғатын бейнелейтін орташа молярлық қайнау температурасы (Торт.мол) мен тығыздығының функциясын білдіреді:

Мұндағы К – сипаттаушы фактор; Торт.мол – мұнай өнімінің орташа молярлық қайнау температурасы, К; - 15С температурадағы мұнай өнімі мен судың салыстырмалы тығыздығы.

Мұнай өнімінің орташа молярлық қайнау температурасы (Торт.мол, К) деп фракцияның қайнауы басталған және аяқталу арасындағы орташа температураны айтады.

Кейбір мұнай өнімдерінің сипаттаушы факторларының орташа мәні:

Парафинді мұнай өнімдері . . . . . . . . . . . . . . . . 12,5-13,0

Нафтенароматты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10,0-11,0

Ароматталған . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10,0

Крекинг өнімдері . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10,0-11,0

Сипаттаушы фактор мәні (кейде Ватсонның парафинділік факторы деп аталады) әдетте тар мұнай фракцияларының молекулалық массасын одан әрі есептеу үшін қолданылады.

Мұнай және мұнай өнімдері жеке көмірсутектер мен басқа да қосылыстардың қоспасын білдіреді, сондықтан да олар орташа молекулалық массамен сипатталады. Көптеген мұнайлардың орташа молекулалық массасы 250-300 кг/кмоль-ге тең. Молекулалық массасы жоғарылау мұнайдың гетероатомды қосылыстарының және оның жоғары тұтқырлы фракцияларының молекулалық массасы 1200-2000 кг/кмоль-ді құрайды. Неғұрлым фракциялардың орташа қайнау температурасы жоғары болған сайын, соғұрлым молекулалық массасы үлкен.

Қайнау аралықтары бірдей, бірақ әртүрлі мұнайлардан алынған фракциялардың молекулалық массалары өзара жақын. Сондықтан да көптеген жағдайларда 1 кестеде келтірілген эксперименттік мәндерді қолдануға немесе молекулалық массаны Б.П. Воинов формуласымен есептеп табуға болады:

Морт = 60 + 0,3Торт.мол+0,001Т2орт.мол

мұндағы Морт фракциялардың молекулалық массасы; Торт.мол – эксперимент жүзінде және арнайы графикпен анықталатын ашық түсті мұнай дистилляттарының орташа молярлық қайнау температурасы, К.

Дәлірек нәтижелерді сипаттаушы фактор К ескеріп шығарылған Воинов-Эйгенсон формуласы береді:

Морт =7К– 21,5+(0,76-0,04К)Торт.мол+(0,0003К-0,00245)Т2орт.мол

мұндағы Морт фракциялардың молекулалық массасы; Торт.мол –мұнай дистилляттарының орташа молярлық қайнау температурасы, К; К – сипаттаушы фактор.


1 кесте - Мұнай фракцияларының молекулалық массалары (фракциялау адымы 50С)

Фракция

Морт

Фракция

Морт

Фракция

Морт

Фракция

Морт

50-100

90

200-250

155

350-400

260

500-550

412

100-150

110

250-300

187

400-450

305

550-600

480

150-200

130

300-350

220

450-500

350






Тағы Крэг формуласымен өрнектелетін салыстырмалы тығыздыққа молекулалық массаның тәуелділігі шығарылды:



мұндағы - 15С температурадағы мұнай өнімі мен судың салыстырмалы тығыздығы.

Молекулалық массаны эксперимент жүзінде анықтағанда криоскопиялық және эбулиоскопиялық әдістерді пайдаланамыз. Еріген заттың молекулалық массаны анықтаудың крископиялық әдісі ерітіндінің қату температурасының төмендеуін таза еріткіштің қату температурасымен салыстыруға негізделген. Таза еріткіш ретінде бензолды қолданамыз. Еріген заттың молекулалық массаны анықтаудың эбулиоскопиялық әдісі таза еріткіштің қайнау нүктесі температурасымен салыстырғанда ерітіндінің қайнау нүктесі температурасының артуына негізделген.

Тұтқырлық қозғалтқыштар, машиналар мен механизмдерді пайдаланған жағдайда мұнай өнімдерінің қозғалғыштығын анықтайды, тасымалдағанда, сүзгілегенде, араластырғанда энергия шығынына елеулі әсер етеді. Динамикалық (), кинематикалық () және шартты (ВУ) тұтқырлыққа бөлінеді.



Шартты тұтқырлық дегеніміз вискозиметрден сынақ температурасында 200 мл сыналатын мұнай өнімінің ағып өту уақытының 20С-да 200 мл дистилденген судың ағып шығу уақытына қатынасын айтады. Шартты тұтқырлық – бұл салыстырмалы, өлшемсіз шама және шартты градуспен өрнектеледі.

Динамикалық тұтқырлық сұйықтықтың физикалық қасиеттеріне тәуелді. Мұнай өңдеуде сан түрінде мұнай өнімінің динамикалық тұтқырлығының оның тығыздығына қатынасына тең =/ кинематикалық тұтқырлық кеңінен қолданылады. Динамикалық тұтқырлықтың өлшем бірлігі – Пуаз (П) немесе СИ - Пас, мұндағы с – секунд түріндегі уақыт, Па – Паскаль (Па = н/м2, мұндағы н – Ньютон, м2 – прибор капиллярының қимасы). Олардың арасындағы қатынас: 1 П = 10-1 Пас. Кинематикалық тұтқырлықтың өлшем бірлігі – стокс (Ст) немесе СИ жүйесінде – м2/с. Олардың арасындағы қатынас: 1 Ст = 10-4 м2/с.

Шартты (ВУ) және кинематикалық тұтқырлық () шамалары арасында келесі эмпирикалық тәуелділік бар:

Кинематикалық тұтқырлық 1 ден 120 сСт болатындар үшін:

17,24ВУ1 -

ал кинематикалық тұтқырлық 120 сСт дан жоғары болатындар үшін:

17,24ВУ немесе ВУ10,1351

мұндағы t – мұнай өнімдерін сынау температурасы, 0С; 1 – мұнай өнімдерін сынау температурасындағы кинематикалық тұтқырлық, сСт (1 сСт  10-2 Ст).

Күрделі қоспалар болып келетін мұнай және мұнай өнімдері үшін тұтқырлық олардың химиялық құрамының, молекулалық массасының функциясы болып табылады, және молекулааралық әрекеттесу күшімен анықталады. Мұнай фракцияларының қайнау температуралары неғұрлым жоғары болатын болса, соғұрлым тұтқырлығы жоғары болады. Бензиндер үшін кинематикалық тұтқырлық 200С температурада 0,6 сСт құрайды, ауыр майлар үшін 300-400 сСт арасында болады. Әртүрлі кен орындарынан алынған мұнайлар кинематикалық тұтқырлықтары 2 ден 300 сСт дейінгі аралықта болады, және көпшілік мұнайлар үшін 40-60 сСт аспайды.

Мұнай майларының тұтқырлықты-температуралық қасиеттерін бағалау үшін тұтқырлық индексі ұсынылған: 500 және 1000С температуралардағы тұтқырлық қатынасы () және т.б. Тұтқырлық индексі (ТИ) – шартты көрсеткіш, ол сыналушы май және эталондық май салыстырмалы сипаттамасы болып табылады. Тұтқырлық индексі мәні майлар 50 және 100 мәндері негізінде құрастырылған арнайы кесте бойынша есептеледі. Температура өзгерген сайын тұтқырлық мәні аз өзгеретін болса, солғұрлым оның ТИ жоғары болады. Тұтқырлық индексі майдың химиялық құрамына және көмірсутектердің құрылымына байланысты екендігі анықталған.

Тұтқырлық аддитивті емес қасиет және мұнай дистиляттары қоспасы немесе майлар үшін экспериментальды немесе арнайы номограммалар бойынша анықталады.

Мұнайдың физика-механикалық қасиеттерін анықтау үшін арналған талдаулардың химиялық әдістеріне қосымша түсі, сыну көрсеткіші, оптикалық активтілігі сияқты оптикалық қасиеттерді пайдаланады. Бұл көрсеткіштер кейбір мұнай өнімдері үшін жасалған ГОСТ-ға енгізілген. Одан басқа, оптикалық көрсеткіштері бойынша мұнай өнімдерінің тазалану тереңдігі, мұнайдың жасы және табиғаты туралы білуге болады.

Оптикалық активтілік. Мұнай және оның фракциялары оптикалық активті заттар болып табылады. Оптикалық активтілік дегеніміз заттардың олар арқылы жазықполяризацияланған жарықты өткізген кезде поляризация жазықтығының бұрылуын тудыруы болып табылады.

Сыну көрсеткіші ортаның оптикалық тығыздығын сипаттайды және мұнай және мұнай өнімдерінің топтық көмірсутектік құрамы туралы білуге, сонымен қатар тығыздық және молекулалық массамен бірге алғанда – мұнай фракцияларының құрылымдық-топтық құрамын есептеуге мүмкіндік береді. Сыну көрсеткіші немесе рефракция коэффициенті, және тығыздық дербес заттардың маңызды физикалық константасы болып табылады. Олардың көмегімен мұнайдан синтезделген немесе бөлінген заттар тазалығы анықталады.

Сыну көрсеткішінің шамасы жарық екі ортасының шекарасына берілетін толқын ұзындығына және ортаның температурасына байланысты болады. Сондықтан сыну көрсеткішінің символында аталған екі көрсеткіш те көрсетілуі тиіс. Көпшілік жағдайда n20D: бұл 200С температурада натрийдің сары сызығы үшін арналған сыну көрсеткіші (толқын ұзындығы λ0589 ммк). Анықтау күн жарығында немесе шаммен жарығымен натрий буын арнайы приборларда қыздыру арқылы жүргізіледі, приборлар ретінде дәлдігі 0,0001 рефрактометрлер қолданылады.

Мұнай өнімдерінің маңызды электрлік қасиеттері болып электр-өткізгіштігі және диэлектрлік өткізгіштігі есептеледі.

Таза (сусыз) мұнай және мұнай өнімдері диэлектрліктер (яғни, оқшаулағыштар) – электр тогын өткізбейтін заттар болып табылады. Оларды кабельдер үшін электр-оқшаулағыш материалдар, трансформаторлар үшін қорғағыш құймалар және т.б. ретінде қолданады. Сұйық диэлектриктердің өткізгіштігі ылғал мөлшері және температураға байланысты болады. Мұнай өнімдерінің диэлектрлік өткізгіштігінің салыстырмалы мәні (ε) 2 шамасында, яғни шыны (ε7), фарфор (ε5-7), мрамор (ε8-9) оқшаулағыштардан 3-4 есе аз болып келеді. Сусыз, таза мұнай өнімдерінде электрөткізгіштік елеусіз: 2х10-10 нан 0,3х10-18 1/(Ом*см) (парафин). Электрөткізгіштігі төмен болуы салдарынан парафин радиотехникада таптырмайтын оқшаулағыш болып табылады.

Мұнай өнімдері құбырлар қабырғаларына үйкелген кезде туындайтын электрлік зарядттарды аккумуляциялауға (жинақтау) қабілетіне ие. Кейбір шарттарда электрлік зарядтар ұшқындар тудырып және мұнай өнімдерінің балқуына алып келуі мүмкін, және ол өз кезегінде өрттерге және жарылыстарға алып келеді. Статикалық электр зарядының жинақталуымен күресудің сенімді тәсілі болып аппаратуралардың, сораптардың, құбырлар-дың және т.б. барлық жерлерін жермен байланыстыру есептеледі.

Өзін өзі бақылауға арналған сұрақтар:

Тығыздық, сипаттаушы фактор, молекулалық масса, температуралық қасиеттері, тұтқырлық және тұтқыр-температуралық қасиеттері, оптикалық қасиеттері, электрлік қасиеттері, кризистік қасиеттері және жуықталған параметрлері

Өзін өзі бақылауға арналған сұрақтар:



  1. Мұнайдың тұтқырлық және тұтқыр-температуралық қасиеттерін сипаттаңыз

  2. Шартты және динамикалық тұтқырлық деген не

  3. Мұнайдың оптикалық қасиеттерін сипаттаңыз

  4. Мұнайдың электрлік қасиеттерін атаңыз

  5. Тығыздық, салыстырмалы тығыздық дегеніміз не

Ұсынылған әдебиеттер:

  1. Г.К. Бишімбаева, А.Е. Букетова. Мұнай және газ химиясы мен технологиясы. – Алматы.: Бастау, 2007. 21-34 б.

  2. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа. Уфа: Гилем, 2002. С. 91-103.


: ebook -> umkd
umkd -> Семей мемлекеттік педагогикалық институты
umkd -> 5 в 020500 «Бастауыш оқытудың педагогикасы мен әдістемесі»
umkd -> «Баспа қызметіндегі компьютерлік технологиялар»
umkd -> Гуманитарлық-заң, аграрлық факультетінің мамандықтарына арналған
umkd -> 5B050400 «Журналистика» мамандығына арналған
umkd -> Әдебиет (араб тілінде «адаб» үлгілі сөз) тыңдарман, оқырманның ақылына, сезіміне, көңіліне бірдей әсер беретін дарынды сөз зергерлерінің жан қоштауынан туған көрнек өнері
umkd -> 5В020500 «Филология: қазақ тілі» мамандығына арналған ХІХ ғасырдағы қазақ әдебиеті пәнінің
umkd -> «Өлкетану тарихы және мәдениеті»
umkd -> Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі шәКӘрім атындағы семей мемлекеттік
umkd -> 5 в 011700 : -«Қазақ тілі мен әдебиеті» мамандығына арналған


  1   2   3   4   5   6


©netref.ru 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет