Испытание и контроль качества пропан-бутана

Министерство  образования и науки Республики Казахстан

Евразийский национальный университет имени Л.Н.Гумилева

Инженерно-строительный факультет

Кафедра «Стандартизация  и сертификация»

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

по дисциплине "Испытание, контроль и безопасность продукции"

на тему: «Испытание и контроль качества пропан-бутана»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент  группы СиС-32

Молдашева Г. У.

                                                                      Принял: к.д.н., доцент Ахмедьянов А. У.

 

 

 

 

 

Астана 2011г.

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 Введение….……………………………………………………..…….……5

1. Назначение, область применения и классификация пропан-бутана….....25

2. Технология получения пропан-бутана…………………………………....26

3. Выбор и обоснование номенклатуры показателей качества пропан-бутана …………………………………………………………………………………..

4. Определение и обоснование метода проведения испытания ……..

5. Подбор испытательного оборудования………………………………

6. Устройство и принцип работы испытательного оборудования……

7. Методика проведения испытаний…………………………….……

8. Обработка и анализ результатов испытаеий……………………..

9. Анализ причин ухудшающих качество пропан-бутана………..…….

10. Мероприятия по повышению качества пропан-бутана…………..

Заключение…………………………

Список использованных источников……………………………………35

Приложение………………………………………………………………....36

 

1. НАЗНАЧЕНИЕ, ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОПАН-БУТАНА.

Сжиженный углеводородный газ (СУГ) или пропан-бутан, сжиженный  нефтяной газ, универсальный синтетический  газ, получаемый из попутного нефтяного  газа или при переработке нефти, т.е. фактически это побочный продукт.

Бутан                                                                                         пропан

 

В настоящее время сжиженные  углеводородные газы заняли прочное  место в обеспечении отдельных  потребителей и целых регионов топливом и сырьем. Предназначенные изначально исключительно для бытовых целей, сжиженные газы в настоящее время  являются топливом с очень широким  диапазоном применения: отопление бытовых  и коммунальных помещений, сушка, резка  и сварка металлов, топливо для  двигателей внутреннего сгорания, тракторов, автомобилей, и даже самолетов. Широкое  применение сжиженные газы получили в сельском хозяйстве.

Область применения сжиженного углеводородного газа широка. СУГ используется в качестве источника тепла, топлива для а/м, сырья для производства аэрозолей, в качестве топлива для автопрогрузчиков и т.д.

Пропан-бутан используется в промышленности, автотранспорте, коммунальном секторе.

Промышленность.

В промышленности сжиженные углеводородные газы (пропан-бутан, изобутан) используется в качестве сырья и топлива. В строительной отрасли СПБТ (смесь пропана и бутана) применяется при переработке металлов, при газосварочных работах. Широк спектр применения СУГ на крупных складских предприятиях. Так, например, СПБТ используется для отопления больших складских и торговых площадей (в инфракрасных обогревателях, излучателях). Благодаря своей экологичности, отсутствию запаха  газ используется в качестве топлива на автопогрузчиках, на продуктовых складах и в пищевой промышленности.

Широко СУГ применяется в нефтехимической промышленности.

В косметической промышленности используется изобутан при производстве спреев, автохимии.

Также изобутан применяется при производстве вспененных изоляционных материалов.

 

 

Автотранспорт.

Пропан-бутан – сжиженный углеводородный газ – применяется в качестве моторного топлива как альтернатива традиционному виду топлива – бензину.

Сегодня с появлением новых совершенных систем 4 поколения ГБО перевод а/м на газ становится все более популярным. В настоящее время принимается ряд региональных программ перевода автомобилей на газ. Специалисты отмечают неоспоримые преимущества использования сжиженного углеводородного газа вместо бензина. Так, например, увеличивается ресурс двигателя в 10 – 15%, снижается расход моторного масла на 10%. При работе на газу не возникает детонации при любом режиме работы двигателя. Автомобиль, работающий на газу, имеет дополнительную защиту от воровства и слива топлива.

 
Коммунальный сектор.

Традиционный вариант использования  СУГ – это использование в быту: для отопления пропаном дома и приготовления пищи. Объемы потребления газа варьируются в зависимости потребителя: от небольших приусадебных хозяйств до коттеджных поселков и крупных строительных объектов.  
         В частных домах, на предприятиях, где нет возможности подвести природный газ, целесообразно использовать сжиженный углеводородный газ в качестве топлива в котельных.

         В мировом  потреблении СУГ находится на стабильно высоком уровне.

 

 

Рис.1. Мировое потребление  СУГ.

 

Общее потребление СУГ  в странах ЕС — около 31 млн. тонн, что составляет 1,9% от общеевропейской  потребности в энергии.

 

 

Рис.2. Общее потребление  СУГ в странах ЕС.

 

Классификация сжиженного углеводородного газа.

 

Сжиженный углеводородный газ

 

 

 

пт (пропан технический)

бт (бутан технический)

спбт (смесь пропанобутановая техническая)

 

 

 

 

Смесь пропанобутановая техническая - сугспбт - один из наиболее широко распространенных видов современного топлива. Сжиженный газ спбт используется в качестве топлива для автомобилей. Сугспбт является смесью пропана, пропилена, этана, этилена, нормального бутана, изобутана и других компонентов. Сжиженный газ может храниться температур от минус 40°С до плюс 45°С.

Компонентный состав сжиженного газа спбт регламентируется ГОСТ 27578-87 «Газы углеводородные сжиженные для автомобильного транспорта. Технические условия». Данный ГОСТ определяет две марки газа сжиженного газа (суг): зимнюю - ПА (пропан автомобильный), содержащий 85±10% пропана, и летнюю - ПБА (пропан-бутан автомобильный), содержащий 50±10% пропана, бутан и не более 6% непредельных углеводородов.  
Сжиженный газ может со временем стать хорошей альтернативой бензиновому топливу. Использование суг качественно улучшит экологические характеристики двигателей. Использование сжиженного газа позволит сделать большой шаг на пути решения проблемы загрязнения окружающей среды. На рынке моторного топлива спбт может успешно конкурировать по цене с бензиновым топливом.

На газонаполнительные автомобильные  станции поступает суг по ГОСТ 20448-90 «Газы углеводородные сжиженные топливные для коммунально-бытового потребления. Технические условия». Сжиженный газ поступает двух марок: смесь пропан-бутановая летняя (СПБТЛ) и смесь пропан-бутановая зимняя (СПБТЗ).

Примеси масла, попадающего  в газ из компрессоров и насосов, тяжелых остатков, воды, соединений серы адсорбируются на резино-технических соединениях газобаллонной аппаратуры и со временем выводят ее из строя. Именно поэтому все производители газобаллонного оборудования категорически настаивают на использовании в качестве моторного топлива газа по ГОСТ 25578-87, жидкий остаток в которых не допускается.

Марка газа ПБА допускается  к применению во всех климатических  районах при температуре окружающего  воздуха не ниже -20°С. Марка ПА используется в зимний период в тех климатических  районах, где температура воздуха  опускается ниже -20°С (рекомендуемый  интервал — -25...-20°С). В весенний период времени для полной выработки  запасов сжиженного газа марки ПА допускается его применение при  температуре до 10°С.

В промышленности суг используется как топливо для организации отопления промышленных предприятий. Спбт также применяют как источник тепла для ряда технологических процессов.  Необходимо отметить, что использование спбт в промышленности в качестве топлива экологически безопасно, а также экономически эффективно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОПАН-БУТАНА.

Смеси углеводородов (пропана, пропилена, бутана, бутилена и небольших количеств этана  и этилена), находящихся при относительно небольших давлениях или при  пониженных температурах в жидком состоянии, а при нормальных условиях — газообразном, составляют группу сжиженных углеводородных газов. Их хранят и транспортируют в  жидком, а используют в газообразном виде. Сырьем для производства сжиженных  газов являются попутные нефтяные газы, жирные газы газоконденсатных месторождений  и газы переработки нефти. Сжиженные  газы могут иметь и искусственное происхождение.

Поскольку попутный нефтяной газ представляет собой  многокомпонентную смесь из легких и тяжелых углеводородов, то задачей  газобензинового производства является разделение этой смеси на следующие отдельные фракции:

Попутный нефтяной газ

 

 

Пентан-Газовый бензин

 

Этан-Отбензиненный газ

Бутан-Сжиженный  газ

 

 

 

 

 
          Технология такого разделения основана на различной упругости насыщенных паров и на различии в давлениях конденсации отдельных компонентов смеси. При изменениях температуры или объема такой двухфазной системы (пар — жидкость) равновесие ее нарушается и тут же восстанавливается. Например, при постоянстве температуры сжатие паровой фазы приводит к конденсации части паров, а при увеличении объема испаряется часть жидкости. В обоих случаях давление паровой фазы, соответствующее данной температуре, остается неизменным.

Аналогично при  сохранении постоянства объема паровой  фазы повышение температуры сопровождается испарением части жидкости с соответствующим  повышением давления, т. е. упругости  насыщенных паров углеводорода. Охлаждение двухфазной системы при неизменности объема влечет понижение упругости  насыщенных паров.

 

 

 

Методы получения  сжиженного углеводородного газа

 

Абсорбционный (маслопоглотителъный) метод

Адсорбционный (углепоглотителъный) метод

Компрессионный  метод

 

 

 

 

 

          Компрессионный метод основан на различии давлений и температур конденсации отдельных компонентов смеси углеводородных газов, составляющих попутный нефтяной газ. В этом случае исходный попутный газ (рис. 1.3) после очистки в сепараторе 1 от взвешенных частиц нефти, влаги и пыли сжимается в компрессоре 2 до давления 17—20 кгс/см2 и затем последовательно охлаждается в конденсаторах 3 и 5. В процессе первой стадии охлаждения из смеси конденсируются и собираются в сепараторе сырого бензина 4 наименее упругие пары пентана, в конденсаторе 5 конденсируются пары пропана и бутана. После разделения в сепараторе 6 сконденсированные пропан и бутан поступают в емкости сжиженного газа, а сохранившие газообразное состояние метан и этан по газопроводу отбензиненного газа направляются к потребителю.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1. Схема  разделения углеводорода методом компрессии.

   

 Адсорбционный     (углепоглотителъный) метод основан на способности некоторых твердых пористых тел (активированного угля, силикагеля и др.) избирательно удерживать (адсорбировать) на поверхности пор и микропор тяжелые углеводороды и выделять их при последующем нагреве и увлажнении. Основным аппаратом адсорбционной установки (рис. 1.4) является адсорбер 1, заполненный активированным углем. Очищенный исходный попутный газ проходит в адсорбере снизу вверх через слой угля и насыщает его поры тяжелыми углеводородами, а легкие углеводороды — метан и этан, не осевшие в порах угля, выходят из адсорбера в газопровод отбензиненного газа. По окончании насыщения угля углеводородами через адсорбер сверху вниз подается водяной пар, который, нагревая и увлажняя уголь, осуществляет десорбцию тяжелых углеводородов и уносит их в виде паров. Пары воды и углеводородов проходят через конденсатор 2 и поступают в сепаратор 3, в нижней части которого скапливается конденсат водяного пара, над ним — более легкий конденсат пентана, а в паровом пространстве — пары пропана и бутана. Через регуляторы уровня вода из сепаратора сбрасывается в канализацию, пентан — в емкости сырого бензина, а пары пропана и бутана поступают под купол газгольдера 4. По мере скопления в газгольдере пары пропана и бутана сжимаются компрессором 5 до 17—20 кгс/см2 и после охлаждения в конденсаторе 6 накапливаются в виде конденсата в сепараторе сжиженного газа 7, а из него периодически перемещаются в сборные емкости.