Соотношения между кривыми ИТК и стандартной разгонки

Стандартная разгонка - характеризующаяся сравнительной конструктивной простотой и непродолжительным временем выполне­ния, используется для определения эксплуатационных свойств нефтепродуктов и для контроля качества продуктов переработки нефти. Кроме того, данные стандартной разгонки часто являются единственным источником информации о фракционном составе нефтепродуктов. В то же время довольно трудоемкая разгонка по ИТК необходима для составления материального баланса процесса и проведения технологического расчета перегонки и ректификации. В связи с этим в научной литературе большое внимание уделяется разработке сравнительно простых и вместе с тем достаточно надежных методов пересчета кривых стандартной разгонки нефтяных фракций, полученных по стандартной методике, в кривые ИТК и наоборот. Наиболее часто для пересчета кривых стандартной разгонки в кривые ИТК используют связь между температурами выкипания 50% фракций с последующим пересчетом наклонов исходной кривой на отдельных ее участках.

Выполнено сравнение расчетных кривых ИТК по методам Нельсона, Скобло, Эдмистера — Поллок и Эдмистера. Сравнивались кривые ИТК для 125 фракций из 26 различ­ных нефтей. Проведенный анализ показал, что минимальное отклонение (в среднем 5—6°С) дают два последних метода. В связи с этим для пересчета кривых стандартной разгонки в кривые ИТК рекомендован наиболее простой метод Эдмистера, расчетные уравнения и график которого приводится ниже.

 

Вначале определяется температура 50% отгона по уравнению:

 

t ^ИТК _50% =t ^ГОСТ _50%+ t_50%

(1.2)

 

 

Рис. 2.4. График Эдмистера зависимости разности температур выкипания по кривым ИТК и стандартной разгонки (цифры около кривых — доля отгона, % об.).

 

Разность температур выкипания (или поправка) t_50%

находится при помощи графика, изображенного на рис. 8, или по следующему уравнению:

t_50% =0.00042(t ^ГОСТ _50%)² -0.1 t ^ГОСТ _50% +6.8 (1.3)

Кривую поправок предложено аппроксимировать следующими зависимостями:

при t ^ГОСТ _50% >190°С

t_50% =29.28-0.242 t ^ГОСТ _50% +0.00064(t ^ГОСТ _50%)² (1.4)

 

при t_50% =95-190°С

t_50% =0.0515t ^ГОСТ _50% -4.8 (1.5)

Затем на основе полученных значений определяют температуры 10, 30, 40 и 90% по уравнению:

t ^ИТК _{(50 + i)} = t ^ИТК _50% + t ^ИТК _x (16)

где t ^ИТК _x — разность температур по кривой ИТК в пределах отгона x=50—70, 70—90 и 90—100% для участка кривой выше t^ИТК_50% (тогда в уравнении 1.6 знак плюс) и х=50—30, 30—10 и 10—0% для участка кривой ИТК ниже t^ИТК_50% (в уравнении—знак минус), °С; t ^ИТК _{(50 + i)}— температура по кривой ИТК, соответствующая различным величинам отгона; (50+i) % — участки кривой ИТК выше t^ИТК_50% (50-i)% —то же, ниже t^ИТК_50% для характерных величин отгона i=10, 30 и 50%. Величина t ^ИТК _x определяется по графику на рис. 1-9.

Пример. Пересчитать кривую стандартной разгонки бензина атмосферной ко­лонны в кривую ИТК. Исходные данные стандартной разгонки приведены ниже р²⁰₄ =0,7324; содержание серы С_s = 0,04% (масс.):

t, °C	Отгон (% об.)	t, °С
	к. к. Выход, %

Отгон, % (об.)

н. к.

 

Расчет. Определяем разность температур выкипания 50% отгонов

t_50% = 0,00042 ^. 129² - 0.1 ^. 129+6.8=0.89°C

Следовательно, имеем

tИТК50% = 129 + 0,89 = 130 °С

 

Определяем разность температур выкипания различных отгонов для кривой стандартной разгонки t^гост и для тех же отгонов по рис. 1-9 находим соответ­ствующие разности температур по кривой ИТК— t^итк_к. Результаты таковы:

Отгон. % (об.) 0—10 10—30 30—50 50—70 70—90 90—100
t^гост, °С 35 24 17 1 4 22 21

t^итк_к °С 54 38 26 21 28 23

На основе полученных значений t^итк_x и температуры t^итк_50% определяем ко­ординаты кривой ИТК

t^итк_30% =130 -26=104°С t^итк_70% =130+21=151°С

t^итк_10% =104 -38= 66 °С t^итк_90% =151+28=179°С

t^итк_н.к = 66 - 54=12 °С t^итк_к.к =179+23=202°С

На рис. 1-10 изображены кривые ИТК (1) и стандартной разгонки (2) бен­зина атмосферной колонны по данному примеру.

Рассмотрим теперь упрощенную методику построения кривых ИТК нефти по данным о выходе продуктов перегонки, их фракционном составе по стандартной разгонке и температурным точкам деления. Такая методика позволяет оперативно оценивать возможные изменения фракционного состава нефти, поступающей на переработку. Она основана на допущении о равенстве температур 50%, отгона каждого продукта по ИТК и по стандартной разгонке. Обозначив через А, В, С и т.д. выходы дистиллятов, полученных из нефти, и температуры 50% отгонов этих фракций по стандартной разгонке через t_А, tв, tс и т.д., получим следующие координаты расчетных точек кривой ИТК: первая точка — температура t_А, выход A/2; вторая точка — температура t_В, выход А+В/2; третья точка — температура t_С, выход A+B+С/2 и т. д. Учитывая, что температура 50% отгону наиболее тяжелого дистиллята, относящегося к светлым нефтепродуктам, не превышает 280—295 °С, расчетную точку кривой ИТК, соответствующую выходу фракции до 350 °С, рекомендуется определять интерполяцией кривой ИТК по ее наклону в пределах температур t_С—tв.

Этот наклон может быть вычислен по уравнению

 

^итк =2(t_С -tв)

B+C

Далее можно определить уже и выход фракций до 350 °С (В₃₅₀) из урав­нения

В₃₅₀ = A+B+C/2+350- t_С

^итк

При небольшом числе продуктов, получаемых при перегонке нефти, число точек для построения кривой ИТК по описанной выше методике будет также небольшим.

 

 

Рис. 2.5. Кривые ИТК и стандартной разгонки бензина и нефти:

1 — кривая стандартной разгонки бензина атмосферной колонны (ОИ); 2 — кривая ИТК бензина атмосферной колонны; 3 — кривая ИТК нефти (ордината справа); 4 — кривая ИТК бензина (эксперимент); 5 — кривая стандартной разгонки (ОИ) фр.118—212 °С. 6 — кривая стандартной разгонки (ИТК) фр.118—212 °С.