ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПИРОЛИЗНОГО ДИСТИЛЛЯТА Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

№ 7 (88)

UNIVERSUM:

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

июль, 2021 г.

DOI: 10.32 743/UniTech.2021.78.8-3.12105

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПИРОЛИЗНОГО ДИСТИЛЛЯТА

Худайбердиев Абдукарим Абсаломович

ст. преп. кафедры «Технологические машины и оборудование» Наманганского инженерно-технологического института МВиССО РУз.,

Узбекистан, г. Наманган Е-mail: ahudayberdiev@mail. т

Исмаилов Ойбек Юлибаевич

PhD, докторант лаборатории «Процессы и аппараты химической технологии» Института общей и неорганической химии АН РУз.,

Узбекистан, г. Ташкент Е-mail: [email protected]

Худайбердиев Абсалом Абдурасулович

д-р техн. наук, гл. науч. сотр. лаборатории «Процессы и аппараты химической технологии» Института общей и неорганической химии АН РУз.,

Узбекистан, г. Ташкент Е-mail: _ iarayon@mail. т

IDENTIFICATION OF THERMOPHYSICAL PROPERTIES OF THE PYROLYSIS DISTILLATE PRODUCT

Abdukarim Khudayberdiyev

Senior Lecturer of "Technological Machines and Equipment " Chair, Namangan Engineering-Technological Institute, Ministry of Higher and Secondary Specialized Education of the Republic of Uzbekistan,

100170, Uzbekistan, Namangan, Kasansayskaya Street, 7.

Oybek Ismayilov

PhD, Postdoctoral Student of the Laboratory "Processes and Devices of Chemical Technology ", Institute of General and Inorganic Chemistry of Academy of Sciences

of the Republic of Uzbekistan, 100170, Uzbekistan, Tashkent, М. Ulugbek Street, 77-а.

Absalom Khudayberdiyev

Doctor of Technical Sciences, Principal Researcher of the Laboratory "Processes and Devices of Chemical Technology", Institute of General and Inorganic Chemistry of Academy of Sciences

of the Republic of Uzbekistan, 100170, Uzbekistan, Tashkent, М. Ulugbek Street, 77-а.

АННОТАЦИЯ

Приведены основные результаты расчетно-экспериментального изучения тепло-емкости и коэффициента теплопроводности пиролизного дистиллята при температурах 20 -250 оС. Установлено, что в указанном диапазоне температуры численное значение удельной теплоемкости пиролизного дистиллята линейно повышается от 1,822 до 2,855 кДж/(кгК), а значения его коэффициента теплопроводности падает от 0,1778 до 0,1555 Вт/(мК) по наклонной прямой. По результатам исследования предложена номограмма для определения удельной теплоемкости и коэффициента теплопроводности пиролизного дистиллята в указанном температурном диапазоне.

ABSTRACT

The main results of the computational and experimental study of the heat capacity and thermal conductivity coefficient of the pyrolysis distillate product at temperatures of 20-250 оС are presented. It is established that in the specified temperature range, the numerical value of the specific heat capacity of the pyrolysis distillate product increases linearly

Библиографическое описание: Худайбердиев А.А., Исмаилов О.Ю., Худайбердиев А.А. Определение теплофизи-ческих свойств пиролизного дистиллята // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 7(88). URL: https://7universum. com/ru/tech/archive/item/12105

№ 7 (88)

UNIVERSUM:

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

июль, 2021 г.

from 1,822 to 2,855 kJ/(kg * K), and the values of its thermal conductivity coefficient falls from 0.1778 to 0.155 W/(mK) along an inclined straight line. Based on the research results, a nomogram is proposed for determining the specific heat capacity and thermal conductivity coefficient of the pyrolysis distillate product in the specified temperature range.

Ключевые слова: пиролизный дистиллят, нагревание, охлаждение, температура, плотность, теплофизиче-ские свойства, теплоемкость, теплопроводность, номограмма, гидроочистка, гидрирование, проектирование.

Keywords: pyrolysis distillate product; heating; cooling; temperature; density; thermal-physical properties; heat capacity; thermal conductivity; nomogram; hydraulic cleaning; hydrogenation; projecting.

Процессы тепловой подготовки углеводородного сырья, в частности пиролизного дистиллята, связаны с нагреванием или охлаждением материальных потоков в различных технологических стадиях. Организация и ведение этих процессов, выполнение технологических расчетов и проектирование оборудования требуют всестороннего изучения тепловых свойств данного сырья [1]. Поэтому нами, расчетно-

экспериментальным путём, определены предельные значения теплоемкости и коэффициента теплопроводности пиролизного дистиллята в температурном диапазоне 20^250 оС [2,3], в соответствии с технологическим режимом его тепловой подготовки.

Расчет теплоемкости жидких углеводородов С (кДж/кгК), в том числе и пиролизного дистиллята, можно определить по формуле [4-7]:

с^ = 1,5072 +

Т - 223 100

х (1,7182- 1,5072р420)

(1)

с учетом его температуры Т, относительной плот-

20

ности

и химического состава.

Результаты расчетов теплоемкости пиролизного дистиллята по (1) при температурах 20^250 оС представлены на рисунке 1.

Из рисунка 1 видно, что повышение температуры процесса от 20 до 250 оС приводит к линейному росту значения теплоемкости пиролизного дистиллята от 1,822 до 2,855 кДж/(кгК).

Температура

Рисунок 1. Зависимость теплоемкости пиролизного дистиллята С от температуры t

Коэффициент теплопроводности пиролизного дистиллята X (Вт/м К) зависит от его химического состава, фазового состояния, температуры и давления в технологическом аппарате. С повышением температуры значения коэффициента теплопроводности большинства жидких нефтепродуктов, в том числе и пиролизного дистиллята, падает.

Для расчета значения коэффициента X пиролизного дистиллята исполь-зована формула Крэга-Смита [8,9]:

Хср = (156,6/р20)[1 - 0,00047(/ + Го)]. (2)

где Р20 - плотность пиролизного дистиллята при температуре 20 °С; / - температура процесса, °С; Го = 273,15 - абсолютная температура, К.

Результаты расчетов значений коэффициента X пиролизного дистиллята по (2) при температурах 20^250 оС отражены на рисунке 2.

№ 7 (88)

UNIVERSUM:

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

июль, 2021 г.

Температура

Рисунок 2. Зависимость коэффициента теплопроводности пиролизного дистиллята А от температуры t

Из рисунка 2 следует, что с повышением температуры процесса величина теплопроводности пиролизного дистиллята падает по наклонной прямой в пределах от 0,1778 до 0,1555 Вт/(мК).

Результаты расчета показателей теплофизиче-ских свойств пиролизного дистиллята показали, что в диапазоне температур 20^250 оС численное значение его удельной теплоемкости находится в пределе 1,822^2,855 кДж/(кгК), а коэффициента его теплопроводности - от 0,1778 до 0,1555 Вт/(мК). Выявлено, что рост температуры процесса в указанном диапазоне приводит к повышению теплоемкости пиролизного дистиллята в 1,56 раза и снижению его теплопроводности в 1,14 раза.

Как известно, номограммы широко применяются при решении многих прикладных задач хими-

ческой технологии. Точность определения численных значений параметров по номограммам вполне достаточна для выполнения многих инженерных расчетов. Ценными свойствами номограмм являются их доступность, простота, наглядность и быстрота получения результатов [10]. С помощью номограмм также можно выявлять степень влияния одних пара-метров на другие, а также исследовать экстремальные свойства веществ, например, теплоносителей.

С этой целью нами построена номограмма для определения удельной теплоемкости С и коэффициента теплопроводности X пиролизного дистиллята в диапазоне температуры от 20 до 250 оС (рис. 3).

№ 7 (88)

UNIVERSUM:

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

июль, 2021 г.

Рисунок 3. Номограмма для определения удельной теплоемкости С и коэффициента теплопроводности Я

пиролизного дистиллята при температурах 20+250 оС

Методика пользования номограммой заключается в следующем. Из произвольной точки в левой шкале, соответствующей заданной температуре процесса t, проводят прямую линию через базовую точку z до пересечения ее с соответствующими шкалами теплопроводности и теплоемкости. Образованные точки на этих шкалах указывают на величину искомых значений коэффициента теплопроводности Я и удельной теплоемкости С пиролизного дистиллята при заданной температуре t. Например, при температуре пиролизного дистиллята t = 120 оС искомые значения показателей равняются: С = 2,33 кДж/(кгК) и Я = 0,153 Вт/(кгК).

Таким образом, приведенные выше графические материалы по определению удельной теплоемкости и коэффициента теплопроводности пиролизного дистиллята в диапазоне температуры 20+250 оС могут быть использованы при расчетах процессов гидроочистки пиролизного дистиллята и гидрирования промежуточных продуктов, проектировании технологического оборудования для получения из него стабильного моторного топлива, оперативном управлении технологическими процессами и в учебном процессе.

Список литературы:

1. Худайбердиев Аб.А., Хурмаматов А.М. К расчету теплоёмкости углеводородного сырья // Международный журнал: Химическая технология. Контроль и управление. - Ташкент, 2011. - № 4. - С. 32-35.

№ 7 (88)

UNIVERSUM:

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

июль, 2021 г.

2. Исмаилов О.Ю., Худайбердиев А.А., Худайбердиев Аб.А. Определе-ние теплофизических свойств пиролиз-ного дистиллята при температурах 20-250 оС. - Журнал Нефти и газа Узбекистана. - Ташкент, 2019. - № 1. -

3. Худайбердиев А.А., Исмаилов О.Ю., Шарипов К.К., Раджибаев Д.П. Расчет теплоемкости пиролизного дистиллята // Актуальные проблемы очистки нефти и газа от примесей различными физико-химическими методами: Сборник трудов республиканской НПК. - Карши: Карши ДУ, 27 апреля 2019 г. - С.221-222.

4. Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти и природного газа. Учебное пособие для вузов. 2-е изд. - М.: Химия, 2001. - 568 с.

5. Глаголева О.Ф., Капустин В.М., Гюльмисарян Т.Г. и др. Технология переработки нефти. В 2-х частях. Часть I. Первичная переработка нефти / Под ред. О.Ф. Глаголевой и В.М. Капустина. - М.: Химия, КолосС, 2006. - 400 с.

6. Рабинович Г.Г., Рябых П.М., Хохряков П.А. и др. Расчеты основных процессов и аппаратов нефтепереработки: Справочник / Под ред. Судакова Е.Н. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1979. - 568 с.

7. Худайбердиев А.А. Интенсификация подогрева нефтяного сырья. Монография. - Ташкент: Navroz, 2019. - 213 с.

8. Григорьев Б.А., Богатов Г.Ф., Герасимов А.А. Теплофизические свойства нефти, нефтепродуктов, газовых конденсатов и их фракций / Под общ. ред. проф. Б.А. Григорьева. - М.: Издательство МЭИ, 1999. - 372 с.

9. Молоканов Ю.К. Процессы и аппараты нефтегазопереработки. - М.: Химия, 1980. - С. 254-263.

10. Романков П.Г., Курочкина М.И. Расчетные диаграммы и номограммы по курсу «Процессы и аппараты химической промышленности». - Л.: Химия, 1985. - С. 4-7.

С. 43-45.