Файл: Суханов, В. П. Переработка нефти учебник.pdf

фракции) и ее средний молекулярный вес, можно с известным при­ ближением вычислить ее скрытую теплоту испарения:

L =

Т • 22

м

где L — скрытая теплота испарения, ккал/кг (Дж/кг); М — молеку­ лярный вес; Т — абсолютная температура кипения, К. (273 + /, °С).

Величина скрытой теплоты испарения может быть найдена как разность энтальпии (теплосодержания, см. ниже) паров и жидкости при одинаковых температурах и давлениях, т. е.

L = qtn— q * t ккал/кг-(Дж/кг),

где qf — теплосодержание паров при температуре /; q f — теплосо­

держание жидкости при температуре t.

Энтальпия (теплосодержание). Различают энтальпию (теплосо­ держание) для жидких нефтепродуктов и .для их паров.

Под удельной энтальпией (теплосодержанием) жидких нефте­ продуктов при температуре t понимают то количество тепла q f, ко­

справочниках.

Величина энтальпии нефтепродукта в паровой фазе слагается из количества тепла, расходуемого на нагрев жидкого нефтепродукта от 0° С до температуры кипения, на его испарение (скрытая теплота испарения) и на перегрев паров от температуры кипения до задан­ ной температуры /:

21

кипения, ккал/кг (Дж/кг); г/перегр— количество тепла, расходуемого на перегрев паров нефтепродукта, ккал/кг (Дж/кг).

Если не требуется перегревать пары нефтяных продуктов, то можно определить удельную энтальпию насыщенных паров, которая при данной температуре соответствует количеству тепла, требуемого для нагрева 1 кг жидкости (нефтепродукта) от 0°С до данной тем­ пературы и для испарения его при этой же температуре. Эта вели­ чина называется также полной теплотой испарения и равна тепло­ содержанию жидкости при температуре кипения плюс скрытая теп­ лота испарения. Теплосодержание насыщенных паров может быть найдено по таблицам справочников, а приближенно по рис. 8.

С повышением давления удельная энтальпия (теплосодержание) нефтяных паров уменьшается.

Удельной теплотой конденсации называется количество тепла,

выделяющегося при конденсации пара в жидкость при той же тем­ пературе. Удельная теплота конденсации численно равна удельной скрытой теплоте испарения.

Удельная скрытая теплота плавления есть количество тепла,

поглощаемое 1 кг твердого тела, когда оно при температуре плав­ ления превращается в жидкость. Скрытая теплота плавления равна, ккал/кг: льда 80, парафина 40, церезина 44, бензола 30, нафтали­ на 35 (соответственно 335, 167, 184, 126 и 146• 103 Дж/кг).

Теплота сгорания. Теплотой сгорания, или теплотворной способ­ ностью топлива называют количество тепла, выделяемое при его полном сгорании. Различают высшую и низшую теплотворную спо­ собность.

Теплота сгорания (теплотворная способность) называется выс­ шей и обозначается QB в тех случаях, когда учитывается тепло кон­ денсации воды, находящейся в топливе и образующейся при сгора­ нии (принимается, что продукты сгорания содержат воду не в паро­ образном, а в жидком состоянии).

Теплота сгорания (теплотворная способность) называется низ­ шей и обозначается Qn тогда, когда вода, находящаяся в топливе и образующаяся при сгорании, уходит с дымовыми газами в виде па­ ра (т. е. за вычетом тепла, затрачиваемого на испарение влаги топлива, а также воды, получаемой при сгорании водорода топ­ лива).

Так как скрытая теплота испарения воды равна 600 ккал/кг (2512• 103 Дж/кг), разность между высшей и низшей теплотворной способностью можно определить по формуле

QH= QB— 600 ( 9 / / + W), ккал/кг (Дж/кг),

где Я — содержание водорода в топливе, %; W — содержание воды

втопливе, %.

Впромышленности обычно пользуются низшей или, как ее назы­ вают, рабочей теплотворной способностью, которая для нефтепро­ дуктов меньше высшей на 5—10% (для каменных углей на 3%).

22

Теплотворную способность очень точно можно определить при сжигании исследуемого топлива в специальном аппарате — калори­ метре. Если известен элементный состав топлива, то теплотвор­ ную способность его можно определить по формуле Д. И. Менде­ леева:

Qi, = 81С + 246Н -|-26(S — О) — 6W, ккал/кг (Дж/кг),

где С, Н, О, S, W — содержание соответственно углерода, водоро­

Внутреннее трение (вязкость)

Под внутренним трением, или вязкостью, понимают свойство жидкости (или газов) оказывать сопротивление перемещению одной части жидкости (или газов) относительно другой.

Различают вязкость динамическую, кинематическую и условную.

Численные значения динамической вязкости для некоторых ха­ рактерных жидкостей следующие:

Величина, обратная динамической вязкости, называется теку­ честью.

В технологических расчетах, а также для оценки качества ряда продуктов пользуются кинематической вязкостью v, которая являет­ ся отношением динамической вязкости tj к относительной плотности жидкости д при той же температуре, т. е.

V

.Р

23

В качестве единицы кинематической вязкости в системе СГС применяют квадратный сантиметр на секунду (см2/с). Эта единица называется стоке (Ст); дольные единицы стокса — сантистокс (сСт), миллистокс (мСт). В системе СИ единицей кинематической вязкости принят квадратный метр на секунду (м2/с). Стокс равен

1• 10-4 м2/с.

Впрактической работе, особенно для контроля качества полу­

чаемой продукции, часто пользуются условной вязкостью, которая представляет собой отношение времени истечения 200 мл нефтепро­ дукта при температуре испытания ко времени истечения такого же объема дистиллированной воды при 20° С. Время истечения 200 мл воды при 20° С есть водное число вискозиметра — прибора для из­

лее крутой является кривая зависимости вязкости от температуры, и наоборот, чем меньше это отношение (выше индекс вязкости), тем более полога эта кривая и тем лучше качество масла.

Для характеристики получаемых масляных фракций определяют также вязкостно-весовую константу (ВВК), которая связывает по­ казатели плотности и вязкости. ВВК можно подсчитать по эмпири­ ческой формуле Пинкевича:

где q — плотность продукта; vioo — кинематическая вязкость при

100° С, сСт.

Вязкостно-весовая константа в зависимости от химического со­ става колеблется в пределах 0,75—0,90 единиц. Чем выше ВВК, тем ниже индекс вязкости, и наоборот. Связь между индексом вязкости и ВВК показана на рис. 9.

При приготовлении товарных масел п-риходится смешивать раз­ ные компоненты — фракции масел. Для определения вязкости сме­ сей на основе экспериментальных данных составлена номограмма

24