📄Работа №201198
Тема: Исследование влияния углеводородного состава, физико-химических свойств и концентрации депрессорной присадки на низкотемпературные свойства дизельных топлив
Характеристики работы
Тип работы
Бакалаврская работа
Предмет
Химия
Объем:
80 листов
Год:
2022
Просмотров:
93
4320
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
ВВЕДЕНИЕ 16
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 19
1.1 Низкотемпературные свойства дизельного топлива 19
1.1.1 Современные требования, предъявляемые к низкотемпературным свойствам дизельных топлив 19
1.1.2 Способы улучшения низкотемпературных свойств дизельных топлив
21
1.2 Депрессорные присадки для дизельных топлив 26
1.2.1 Требования, предъявляемые к присадкам 26
1.2.2 Механизм действия депрессорных присадок 26
2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 29
2.1 Объекты исследования 29
2.2 Методы исследования 29
2.2. 1 Определение группового углеводородного состава дизельных топлив хроматографическим методом 30
2.2.2 Определение углеводородного состава дизельного топлива методом
хромато-масс-спектрометрии 31
2.2.3 Методика определения молекулярной массы дизельных топлив .... 32
2.2.4 Методика определения низкотемпературных свойств дизельных топлив 33
2.2.5 Методика определения фракционного состава дизельных топлив .. 35
4 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 53
4.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных
исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 53
4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 53
4.1.2 Анализ конкурентных технических решений 54
4.1.3 SWOT-анализ 56
4.2 Планирование научно-исследовательских работ 59
4.2.1 Структура работ в рамках проводимого исследования 59
4.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ 60
5.2.3 Разработка графика проведения научного исследования 62
4.2.4 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) 64
4.3 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности 70
5 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 73
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 73
5.1.1 Специальные (характерные для проектируемой рабочей зоны) правовые
нормы трудового законодательства 73
5.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны
исследователя 74
5.2 Производственная безопасность 75
5.2.1 Анализ потенциально опасных и вредных 75
производственных факторов 75
5.2.2 Обоснование мероприятий по снижению уровней воздействия опасных
и вредных факторов на исследователя (работающего) 86
5.3 Экологическая безопасность 86
5.3.1 Воздействие на атмосферу 86
5.3.2 Воздействие на гидросферу 87
5.3.3 Воздействие на литосферу 87
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях (ЧС) 87
5.4.1 Анализ возможных ЧС при разработке и эксплуатации проектируемого
решения 87
5.4.2 Выбор наиболее типичной ЧС 88
5.4.3 Разработка превентивных мер по предупреждению ЧС 89
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 90
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 94
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 19
1.1 Низкотемпературные свойства дизельного топлива 19
1.1.1 Современные требования, предъявляемые к низкотемпературным свойствам дизельных топлив 19
1.1.2 Способы улучшения низкотемпературных свойств дизельных топлив
21
1.2 Депрессорные присадки для дизельных топлив 26
1.2.1 Требования, предъявляемые к присадкам 26
1.2.2 Механизм действия депрессорных присадок 26
2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 29
2.1 Объекты исследования 29
2.2 Методы исследования 29
2.2. 1 Определение группового углеводородного состава дизельных топлив хроматографическим методом 30
2.2.2 Определение углеводородного состава дизельного топлива методом
хромато-масс-спектрометрии 31
2.2.3 Методика определения молекулярной массы дизельных топлив .... 32
2.2.4 Методика определения низкотемпературных свойств дизельных топлив 33
2.2.5 Методика определения фракционного состава дизельных топлив .. 35
4 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 53
4.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных
исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 53
4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 53
4.1.2 Анализ конкурентных технических решений 54
4.1.3 SWOT-анализ 56
4.2 Планирование научно-исследовательских работ 59
4.2.1 Структура работ в рамках проводимого исследования 59
4.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ 60
5.2.3 Разработка графика проведения научного исследования 62
4.2.4 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) 64
4.3 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности 70
5 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 73
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 73
5.1.1 Специальные (характерные для проектируемой рабочей зоны) правовые
нормы трудового законодательства 73
5.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны
исследователя 74
5.2 Производственная безопасность 75
5.2.1 Анализ потенциально опасных и вредных 75
производственных факторов 75
5.2.2 Обоснование мероприятий по снижению уровней воздействия опасных
и вредных факторов на исследователя (работающего) 86
5.3 Экологическая безопасность 86
5.3.1 Воздействие на атмосферу 86
5.3.2 Воздействие на гидросферу 87
5.3.3 Воздействие на литосферу 87
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях (ЧС) 87
5.4.1 Анализ возможных ЧС при разработке и эксплуатации проектируемого
решения 87
5.4.2 Выбор наиболее типичной ЧС 88
5.4.3 Разработка превентивных мер по предупреждению ЧС 89
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 90
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 94
📖 Аннотация
В данной работе проведено комплексное исследование влияния углеводородного состава, ключевых физико-химических свойств и концентрации депрессорной присадки на низкотемпературные характеристики дизельных топлив. Актуальность исследования обусловлена растущим спросом на дизельное топливо и ужесточением эксплуатационных требований, особенно для зимних и арктических условий, где низкотемпературные свойства являются критически важными. В качестве основных результатов установлено, что низкотемпературные свойства топлив и их восприимчивость к депрессорной присадке в наибольшей степени определяются содержанием н-парафинов и коэффициентом нормальности, а также фракционным составом: снижение температур выкипания 10% и 90% фракций и сужение широты фракционного состава ведут к улучшению показателей. Наилучшие результаты продемонстрировал образец с высоким содержанием парафинов (62,58% масс.) и узким фракционным составом (113 °С), достигнув температуры застывания -33,7 °С. Научная значимость работы заключается в систематизации факторов, влияющих на эффективность депрессорных присадок, а практическая – в оптимизации лабораторного подбора их концентрации для конкретных партий топлива. Краткий обзор литературы, включающий работы Агаева С.Г. с соавторами, Энглина Б.А., а также Аллаярова А.Р., подтверждает, что модификация присадками остается одним из наиболее экономичных методов регулирования низкотемпературных свойств, однако требует учета индивидуального углеводородного состава базового топлива.
📖 Введение
С каждым годом спрос на дизельное топливо на мировом и внутреннем рынках растет, что объясняется дизелизацией рынка потребления легкового транспорта. По данным на 2021 год потребление дизельного топлива по сравнению с предыдущим годом выросло на 2%. Однако появление новых путей использования дизельного топлива автотранспортной техникой требует ужесточения эксплуатационных и экологических требований топлив. Одними из важных эксплуатационных характеристик дизельного топлива являются низкотемпературные свойства.
В настоящее время используются несколько способов доведения значений низкотемпературных характеристик дизельного топлива до регламентируемых требований: различные гидрокаталитические процессы (каталитическая изомеризация и депарафинизация), смешение дизельной и керосиновой фракций, введение в топливо депрессорных или депрессорно-диспергирующих присадок.
Введение в топливо присадок, улучшающих низкотемпературные показатели дизельного топлива, остается одним из наиболее простых и экономически выгодных способов получения зимних и арктических марок дизельного топлива. Однако из-за большого разнообразия углеводородов, входящих в состав дизельного топлива, и их различного влияния на низкотемпературные свойства и взаимодействия с депрессорной присадкой, поиск необходимой оптимальной концентрации присадки осуществляется в лабораторных условиях методом «ручного» перебора.
Целью данной работы является исследование влияния углеводородного состава, физико-химических свойств и концентрации депрессорной присадки на низкотемпературные свойства дизельных топлив с привлечением современных методов исследования.
Основные задачи исследования:
1. Определение физико-химических и эксплуатационных свойств
образцов дизельного топлива различного углеводородного состава.
2. Определение углеводородного состава образцов дизельных топлив с применением жидкостно-адсорбционной хроматографии и хромато- масс-спектрометрии;
3. Установление взаимозависимостей низкотемпературных свойств дизельного топлива с его углеводородным составом и физико-химическими свойствами.
4. Оценка влияния концентрации депрессорной присадки на низкотемпературные свойства различных образцов дизельного топлива.
5. Исследование приемистости дизельного топлива к депрессорной присадке.
Научная новизна работы:
1. Показано, что НТ свойства ДТ определяются его углеводородным
составом, что отражается в его физико-химических и эксплуатационных свойствах.
2. Показано, что НТ свойства ДТ наиболее точно коррелируют с такими физико-химическими свойствами как широта фракционного состава, температура выкипания 10% и 90% фракций. С ростом этих свойств НТ свойства ДТ ухудшаются, что связано с появлением в их составе «тяжелых» углеводородов, выкипающих при более высоких температурах.
3. Установлено, что НТ свойства ДТ определяются преимущественно общим содержанием парафинов и соотношением н-парафинов и изо-парафинам (коэффициент нормальности). При этом с ростом соотношения КЦ/ДЦ (концентрации короткоцепочечных к длинноцепочечным) парафинам НТ свойства ДТ улучшаются. Влияние нафтенов и ароматики на НТ свойства ДТ не является очевидным.
4. Установлено, что приемистость ДТ к депрессорной присадке определяется содержанием в его составе ДЦ парафинов, т.е. улучшается с увеличением широты фракционного состава. Что подтверждается более высокими значениями оптимальных концентраций присадки, при которых достигается максимальная депрессия температуры застывания фильтруемости. Концентрации составляют 0,5%об. - для ДТ широкого ФС и 0,15%об. - для топлив узкого ФС.
Практическая значимость работы:
Полученные закономерности влияния углеводородного состава и физико-химических свойств дизельного топлива на его низкотемпературные свойства и приемистость к депрессорным присадкам позволят эффективнее подбирать оптимальные концентрации депрессорных присадок для достижения требуемых значений ПТФ и температуры застывания.
Апробация работы:
Основные положения работы были представлены на: XXVI Международном научном симпозиуме студентов и молодых ученых им. академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр»; ХХШ Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Химия и химическая технология в XXI веке» имени выдающихся химиков Л.П. Кулёва и Н.М. Кижнера; Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Химия. Экология. Урбанистика».
В настоящее время используются несколько способов доведения значений низкотемпературных характеристик дизельного топлива до регламентируемых требований: различные гидрокаталитические процессы (каталитическая изомеризация и депарафинизация), смешение дизельной и керосиновой фракций, введение в топливо депрессорных или депрессорно-диспергирующих присадок.
Введение в топливо присадок, улучшающих низкотемпературные показатели дизельного топлива, остается одним из наиболее простых и экономически выгодных способов получения зимних и арктических марок дизельного топлива. Однако из-за большого разнообразия углеводородов, входящих в состав дизельного топлива, и их различного влияния на низкотемпературные свойства и взаимодействия с депрессорной присадкой, поиск необходимой оптимальной концентрации присадки осуществляется в лабораторных условиях методом «ручного» перебора.
Целью данной работы является исследование влияния углеводородного состава, физико-химических свойств и концентрации депрессорной присадки на низкотемпературные свойства дизельных топлив с привлечением современных методов исследования.
Основные задачи исследования:
1. Определение физико-химических и эксплуатационных свойств
образцов дизельного топлива различного углеводородного состава.
2. Определение углеводородного состава образцов дизельных топлив с применением жидкостно-адсорбционной хроматографии и хромато- масс-спектрометрии;
3. Установление взаимозависимостей низкотемпературных свойств дизельного топлива с его углеводородным составом и физико-химическими свойствами.
4. Оценка влияния концентрации депрессорной присадки на низкотемпературные свойства различных образцов дизельного топлива.
5. Исследование приемистости дизельного топлива к депрессорной присадке.
Научная новизна работы:
1. Показано, что НТ свойства ДТ определяются его углеводородным
составом, что отражается в его физико-химических и эксплуатационных свойствах.
2. Показано, что НТ свойства ДТ наиболее точно коррелируют с такими физико-химическими свойствами как широта фракционного состава, температура выкипания 10% и 90% фракций. С ростом этих свойств НТ свойства ДТ ухудшаются, что связано с появлением в их составе «тяжелых» углеводородов, выкипающих при более высоких температурах.
3. Установлено, что НТ свойства ДТ определяются преимущественно общим содержанием парафинов и соотношением н-парафинов и изо-парафинам (коэффициент нормальности). При этом с ростом соотношения КЦ/ДЦ (концентрации короткоцепочечных к длинноцепочечным) парафинам НТ свойства ДТ улучшаются. Влияние нафтенов и ароматики на НТ свойства ДТ не является очевидным.
4. Установлено, что приемистость ДТ к депрессорной присадке определяется содержанием в его составе ДЦ парафинов, т.е. улучшается с увеличением широты фракционного состава. Что подтверждается более высокими значениями оптимальных концентраций присадки, при которых достигается максимальная депрессия температуры застывания фильтруемости. Концентрации составляют 0,5%об. - для ДТ широкого ФС и 0,15%об. - для топлив узкого ФС.
Практическая значимость работы:
Полученные закономерности влияния углеводородного состава и физико-химических свойств дизельного топлива на его низкотемпературные свойства и приемистость к депрессорным присадкам позволят эффективнее подбирать оптимальные концентрации депрессорных присадок для достижения требуемых значений ПТФ и температуры застывания.
Апробация работы:
Основные положения работы были представлены на: XXVI Международном научном симпозиуме студентов и молодых ученых им. академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр»; ХХШ Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Химия и химическая технология в XXI веке» имени выдающихся химиков Л.П. Кулёва и Н.М. Кижнера; Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Химия. Экология. Урбанистика».
✅ Заключение
При выполнении выпускной квалификационной работы было исследовано влияние физико-химических свойств и углеводородного состава на низкотемпературные свойства дизельных топлив в присутствии депрессорной присадки и без нее. Выявлена основные факторы, влияющие на низкотемпературные свойства топлив и его приемистость к депрессорной присадке.
Установлено, что различия, наблюдающиеся в углеводородном составе дизельных топлив, обуславливают различия в их физико-химических и низкотемпературных свойствах. При этом, в большей степени оказывают влияние на низкотемпературные свойства такие характеристики, как содержание н- парафинов и значение коэффициента нормальности парафинов.
Установлено, что влияние углеводородного состава на низкотемпературные свойства дизельного топлива наиболее точно может быть отражено через значения широты фракционного состава, температуры выкипания 10% и 90% фракций: с уменьшением значений данных показателей низкотемпературные характеристики дизельного топлива улучшаются. Это указывает на то, что наличие углеводородов с высокими температурами кипения в большей степени влияет на низкотемпературные свойства.
Наилучшими низкотемпературными свойствами среди рассматриваемых дизельных топлив обладает образец ДТ №2, для которого наблюдаются наименьшие значения температуры застывания (-33,7 °С) и ПТФ (-27,0 °С). Данный образец дизельного топлива характеризуется высоким содержанием парафинов (62,58 % масс.), обладает самым узким фракционным составом 113 °С и самыми низкими температурами выкипания 10% и 90 % фракции - 186,5°С и 299,5 °С соответсвенно.
Наихудшими низкотемпературными свойствами обладает образец ДТ№4, Tз = -14,3 °С и Тптф = -6,4 °С. Для данной фракции характерно высокое содержание парафинов (63,46 % масс.), самый широкий фракционный состав 162 °С и самые высокие температуры выкипания 10% и 90 % фракции - 196°С и 358 °С соответственно.
Анализ молекулярно-массового распределения показал, что увеличение содержания в топливе короткоцепочечных парафинов с длинной цепи С10-С16 оказывает положительный эффект на низкотемпературные свойства, тогда как содержание н-парафинов С18-С28 негативно влияет на температуру застывания и ПТФ. Таким образом для улучшения низкотемпературных характеристик дизельного топлива необходимо увеличивать соотношение короткоцепочечных к длинноцепочечным н-парафинам.
Результаты исследования изменения низкотемпературных свойств от концентрации вводимой депрессорной присадки подтвердили влияние углеводородного состава дизельных топлив на эффективность присадки. Наилучшая приемистость к депрессорной присадке наблюдается у образцов с широким фракционным составом, при этом максимальный депрессорный эффект наблюдается для образцов с высокой концентрацией тяжелых парафинов С18-С28.
Установлено, что различия, наблюдающиеся в углеводородном составе дизельных топлив, обуславливают различия в их физико-химических и низкотемпературных свойствах. При этом, в большей степени оказывают влияние на низкотемпературные свойства такие характеристики, как содержание н- парафинов и значение коэффициента нормальности парафинов.
Установлено, что влияние углеводородного состава на низкотемпературные свойства дизельного топлива наиболее точно может быть отражено через значения широты фракционного состава, температуры выкипания 10% и 90% фракций: с уменьшением значений данных показателей низкотемпературные характеристики дизельного топлива улучшаются. Это указывает на то, что наличие углеводородов с высокими температурами кипения в большей степени влияет на низкотемпературные свойства.
Наилучшими низкотемпературными свойствами среди рассматриваемых дизельных топлив обладает образец ДТ №2, для которого наблюдаются наименьшие значения температуры застывания (-33,7 °С) и ПТФ (-27,0 °С). Данный образец дизельного топлива характеризуется высоким содержанием парафинов (62,58 % масс.), обладает самым узким фракционным составом 113 °С и самыми низкими температурами выкипания 10% и 90 % фракции - 186,5°С и 299,5 °С соответсвенно.
Наихудшими низкотемпературными свойствами обладает образец ДТ№4, Tз = -14,3 °С и Тптф = -6,4 °С. Для данной фракции характерно высокое содержание парафинов (63,46 % масс.), самый широкий фракционный состав 162 °С и самые высокие температуры выкипания 10% и 90 % фракции - 196°С и 358 °С соответственно.
Анализ молекулярно-массового распределения показал, что увеличение содержания в топливе короткоцепочечных парафинов с длинной цепи С10-С16 оказывает положительный эффект на низкотемпературные свойства, тогда как содержание н-парафинов С18-С28 негативно влияет на температуру застывания и ПТФ. Таким образом для улучшения низкотемпературных характеристик дизельного топлива необходимо увеличивать соотношение короткоцепочечных к длинноцепочечным н-парафинам.
Результаты исследования изменения низкотемпературных свойств от концентрации вводимой депрессорной присадки подтвердили влияние углеводородного состава дизельных топлив на эффективность присадки. Наилучшая приемистость к депрессорной присадке наблюдается у образцов с широким фракционным составом, при этом максимальный депрессорный эффект наблюдается для образцов с высокой концентрацией тяжелых парафинов С18-С28.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.