Федеральное агентство по образованию

Варианты заданий для контрольной работы студентам-заочникам
специальности «Монтаж и эксплуатация оборудования и систем
газоснабжения» для 1г
по МДК 01.01 «Качество и состав газового топлива»
Вариант выбирается согласно последней цифре шифра
Вариант № 1.
1. Понятие о топливе. Классификация топлива по происхождению и
агрегатному состоянию.
2. Вязкость газов. Размерность и физический смысл коэффициента вязкости.
3. Укажите, какие вредные и балластные примеси встречаются в природных и
искусственных газах.
4. Как осуществляется отбор и хранение проб газа для анализа.
5. Термическое разложение твердого топлива, состав и свойства коксового
газа.
6. Найти состав рабочей массы бурого угля по следующим данным:
W= 24%, А С= 13% SC = 0,4% С г =71,3% Nг = 1,2% Н2 г = 4,5% ,
Ог2 =22,5%
7. Определить низшую теплоту сгорания природного газа при температуре
200ºС и избыточном давлении 0,2МПА. Состав газа см. в приложении
согласно варианту (таблица 3).
8. Определить объём паров, получающихся при испарении 5 м3 сжиженного углеводородного газа следующего состава: пропан- 75%, бутан – 25%.
Вариант № 2.
1. Влияние нефти и газа на окружающую среду.
2. Теплопроводность газов, влияние внешних условий на теплопроводность
газов. Как определить теплопроводность газовой смеси.
3. Скорость распространения пламени. Что такое нормальная скорость
распространения пламени?
4. Очистка газа от пыли.
5. Опишите лабораторные способы определения плотности газов.
6. Определите пределы взрываемости природного газа. Состав газа см. в
приложении согласно варианту (таблица 3).
7. Вычислить плотность этана при температуре 25º С и избыточном давлении
2МПА.
8. В баллоне находится сжиженный углеводородный газ следующего
весового состава: пропан-40%, бутан-60%.Определить давление в баллоне
при температуре 20°С.
1
Вариант № 3.
1.
Приведите сравнительную характеристику состава и свойств природного и
попутного газов.
2. Закон Авогадро. Как при помощи этого закона можно определить плотность
газов?
3. Напишите химические уравнения реакции горения метана, пропана, бутана,
окиси углерода в кислороде и в воздухе. Чем объясняется необходимость
увеличения расхода воздуха на сжигание газа в сравнении с теоретическим.
4. Опишите процесс разделения газов и бензина методом
газофракционирования.
5. Очистка газа от сероводорода.
6. Определить низшую теплоту сгорания природного газа при температуре 20º С
и избыточном давлении 0,1 МПА. Состав газа см. в приложении согласно
варианту (таблица 3).
7. Определить количество паров, которые образуются при испарении 2,5 м3
сжиженного углеводородного газа следующего состава: пропан-75 %, бутан25 %.
8. Определить количество продуктов сгорания, образующихся при горении 1 м3
природного газа. Состав газа см. в приложении согласно варианту (таблица 3).
Вариант № 4.
1. Развитие газовой промышленности и строительство газопроводов в конце 19 –
начале 20 в.в.
2. Кристаллогидраты углеводородных газов (клатраты): условия образования и
пути устранения кристаллогидратов.
3. Закон Рауля и закон Генри.
4. Температура горения газов. Классификация газов по жаропроизводительности.
5. Опишите лабораторный способ определения содержания серы в газе.
6. Вычислить объём 2 кг. этана при температуре 25 º С и избыточном давлении
0,25 МПА. ( PV = m RT).
M
7. Определите пределы взрываемости коксового газа. Состав газа см. в
приложении согласно варианту (таблица 3).
8. Определить низшую теплоту сгорания метана при температуре 20º С и избыточном давлении 0,1 МПА.
Вариант № 5.
1. Классификация топлива по происхождению и агрегатному состоянию. Состав
топлива. Требования, предъявляемые к топливу.
2
2. Основные положения кинетической теории газов.
3. Влажность газов. Точка росы.
4. Термический крекинг нефти. Состав и свойства газов термического крекинга
нефти.
5. Условия хранения и использования сжиженных углеводородных газов.
6. Водород при давлении 4 МПа и температуре 20 ºС заполняет баллон объёмом
50 л. Определить массу этого газа. Какой объём он займёт при нормальных
условиях?
7. Определите среднюю плотность и молекулярную массу газовой смеси, состав
которой указан в приложении согласно варианту (таблица 3).
8. Определить количество паров, которое получится при испарении 4 м3
Вариант № 6.
1. Перечислите все методы переработки нефти и нефтепродуктов в
результате которых получают горючие газы; указать примерный
выход, состав и свойства этих газов.
2. Отклонение реальных газов от физических законов.
3. Температура и теплота превращения.
4. Опишите все достоинства и недостатки газообразного топлива.
5. Одоризация газов. Виды одоризационных установок. Требования к
одорантам.
6. Определить КПД газификации бурого угля с теплотой сгорания
12500 кДж/кг при выходе газа 620 м3/тн. Состав газа см. в
приложении согласно варианту (таблица 3).
7. Привести объём газа к нормальным условиям, если при температуре
25°С и избыточном давлении 0,15 МПа его объём составил 100 м3
Относительная влажность газа 20%.
8. Определить плотность метана при температуре 30°С и избыточном
давлении 2,5 МПа.
сжиженного углеводородного газа следующего состава: пропан-40 %, бутан60 %.
Вариант №7.
1. Добыча попутного газа. Состав и свойства попутного газа
2. Уравнение состояния идеального газа. Физический смысл и числовое
значение (в системе «Си») газовой постоянной.
3. Теплота сгорания топлива. Соотношение между высшей и низшей
теплотой сгорания. Условное топливо, топливный эквивалент.
4. Извлечение газового бензина методом адсорбции.
5. Как осуществляется подготовка газа к транспортировке и использованию.
6. Найти пределы взрываемости природного газа. Состав газа см. в приложении
согласно варианту (таблица 3).
7. Определить низшую теплоту сгорания метана. При температуре 20°С и
избыточном давлении 0,25 МПа.
8. В баллоне находится сжиженный газ следующего весового состава: пропана3
30%, бутана-70%(БТ). Определить давление в баллоне при температуре 25
Вариант №8.
1. Укажите ГОСТЫ на природный и сжиженный углеводородный
газ для коммунально-бытового назначения. Перечислите
технические требования к этим газам.
2. Закон Бойля-Мариотта и Гей-Люссака.
3. Горение газов. Условия необходимые для устойчивого горения
газов.
4. Извлечение газового бензина методом компрессии.
5. Лабораторные способы определения влажности газов.
6. Вычислить плотность метана при температуре 20 °С и избыточном
давлении 0,15 МПа.
7. Определить количество воздуха необходимого для сжигания 1 м3
природного газа. Состав газа см. в приложении согласно варианту (таблица
3)..
8. Определить количество паров, которые образуются при испарении 5м3
сжиженного углеводородного газа следующего состава: пропан-75%, бутан25% (СПБГ3).
Вариант №9.
1. Приведите классификацию всех горючих газов.
2. Газификация твердого топлива. Приведите характеристику к химическим
газогенераторам процесса. КПД газификации. Примерный состав и свойства
генераторного газа.
3. Источники получения сжиженных углеводородных газов. Компонентный
состав и свойства сжиженных газов.
4. Опишите лабораторный способ определения бензина в газе.
5. Очистка газов от сероводорода.
6. Определить плотность газа с молекулярной массой 24 при температуре
15 ° С и избыточном давлении 0,4 МПа.
7. Привести объём влажного газа к нормальным условиям, если при
температуре 30 ° С и избыточном давлении 5 КПа его объём составляет
1 000 м3,относительная влажность газа 40%.
8. Определить количество продуктов сгорания образующихся при горении
1 м3 природного газа. Состав газа см. в приложении согласно варианту
(таблица 3).
°С.
Вариант №10.
4
1. Происхождение нефти и газа.
2. Приведите принципиальную схему каталитического крекинга нефти;
состав и свойства полученного газа.
3. Опишите лабораторный способ определения теплоты сгорания
газообразного топлива.
4. Извлечение газового бензина методом абсорбции.
5. Осушка горючих газов.
6. Определить КПД газификации торфа с теплотой сгорания 11300 кДж/кг,
при выходе газа 800м3/тн. Состав газа см. в приложении согласно
варианту (таблица 3).
7. В баллоне ёмкостью 100л. находится газовая смесь, состоящая из 1 кг.
метана, 1кг этана. Определите давление в баллоне при температуре 30° С.
8. Определите низшую теплоту сгорания пропана при температуре 25 ° С и
избыточном давлении 3 кПа.
5
Приложение:
Таблица 1. Теплота сгорания горючих газов
Молярная, ккал/моль
Массовая, ккал/кг
Газ
(кДж/моль)
(кДж/кг)
Qв
Qн
Qв
Qн
Метан
212 790
191 290
13266
11 926
(800 952)
(800 931) (55 546) (49 933)
Этилен
337 250
318 490
12 024
11 354
(1 412 066) (1 333 518) (50 341) (47 540)
Этан
372 810
340 530
12 398
11 325
(1 560
(1 425 799) (52 019) (47 415)
955)
Пропилен 491 900
462 730
11 690
11 020
(205 985) (1 937 450) (48 944) (46 042)
Пропан
530 570
487 580
12 034
11 058
(2 221 497) (2 041 497) (50 385) (46 302)
изо-Бутан 686 310
632 520
11 808
10 887
(2 873 580) (2 648 361) (51 222) (47 208)
н-Бутан
687 940
634 120
11 837
10 914
(2 880 405) (2 655 060) (51 344) (47 327)
изо843 360
780 130
11 689
10 812
Пентан
(
(3 266 404) (48 941) (45 272)
3 531 148)
н-Пентан
845 270
782 040
11 715
10 839
(3 539 145) (3 274 401) (49 052) (45 383)
Водород
68 373
57 597
33 915
28 570
(286 276)
(241 159) (142 001) (119 622)
СО2
67 728
67 728
2 418
2 418
(283 577)
(283 577) (10 124) (10 124)
Н2S
135 987
125 422
3 990
3 680
(569 378)
(525 142) (16 706) (15 408)
6
Объемная, ккал/м3
(кДж/м3)
Qв
Qн
9500
8 540
(40 157) (35 756)
15 056
14 218
(63 039) (59 532)
16 643
15 202
(69 685) (63 652)
21 960
20 658
(91 945) (86 493)
23 686
21 767
(99 173) (91 138)
30 638
28 238
(128 284) (118 230)
30 711
28 309
(128 590) (118 530)
37 650
34 827
(157 640) (145 822)
37 735
34 913
(158 000) (146 178)
3 050
2 570
(12 780) (10 766)
3 020
3 020
(12 660) (12 660)
6 140
5 660
(25 419) (23 444)
Таблица 2. Пределы воспламеняемости (взрываемости) горючих газов и
паров.
Газ
Содержание
горючего газа в
смеси, %
Нижний Верхний
предел предел
Метан
5,3
15
Ацетилен
2,5
81
Этилен
2,8
28,6
Этан
3
12,5
Пропилен
2,4
10,3
Пропан
2,2
9,5
изо-Бутан
1,8
8,4
н-Бутан
изоПентан
1,9
1,3
8,5
8
Разница
между
пределами
9,7
78,5
25,8
12,5
10,3
9,5
8,4
8,5
8
Содержание
Разница
Газ
горючего газа
между
в газовоздушной пределами
смеси, %
Нижний Верхний
предел предел
н-Пентан
1,4
7,8
6,4
Водород
4,1
74,6
70,2
СО2
12,5
74,2
61,7
Н2S
4,3
45,5
41,2
Коксовый газ
5,6
31
25,465
Водяной газ
6,2
72
8
Генераторный
20,7
73,7
53
газ
Природный
4,5
17
12,5
газ
7
Таблица 3. Состав газа различных месторождений для выполнения
контрольной работы на заочном отделении по специальности «Монтаж и
эксплуатация оборудования и систем газоснабжения» (по вариантам):
№
вари СН4 С2Н6 С3Н8
анта
Состав газа в % (по объёму)
С4Н10 С5Н12 СО СО2 Н2S
1
1
2
89,6
2
3
5,92
4
2,36
5
0,86
6
0,22
7
-
8
0,9
9
-
2
68,7
11,6
8,6
4,1
2,1
-
1,3
2,5
3
97,8
0,08
0,01
0,01
-
-
1,0
-
4
23
2
-
-
-
6,0
3,5
-
5
11
17
9
28
30
-
5,0
-
6
7,5
-
-
-
-
7
95,0
5
87,8
9
1,63
0,2
0,07
0,07
-
1,2
-
5,29
2,13
0,98
0,29
-
0,92
-
9
89,4
2,9
0,50
-
0,6
-
6,1
-
10
4,3
0,6
-
-
-
28,5
8
23,8 14,5
16,9
8
0,2
Примечание
O2
N2+ H2
ред
кие
10 11 12
- 0,12 -
13
Уренгойское
месторожден
ие
1,1
- Оренбургско
е
месторожден
ие
Северо1,1
- ставропольск
ое
месторожден
ие
1,0 6,5 58 Коксовый газ
Газ прямой
перегонки
Бакинской
нефти
Водяной газ
0,2 3,8 50 (газификация
бурого угля)
- 1,78 - Шатликское
месторож-е
- 2,44 Заполярное
месторожден
ие
0,5
Майкопское
месторожден
ие
Парокислоро
0,2 22,2 27,
дный газ
8 (газификация
торфа)
Таблица 4. Упругость водяных паров и влагосодержание в состоянии
насыщения.
Температу
ра,
ºС
- 12
- 11
-10
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
Упругость
водяных паров
мм.рт.
Па
ст.
1,63
1,78
1,95
2,13
2,32
2,53
2,76
3,01
3,28
3,57
3,88
4,22
4,58
4,93
5,29
5,69
6,1
6,54
7,01
217,51
237,11
259,82
284,03
308,32
336,41
368,1
401,08
436,06
476,07
517,28
562,61
610,6
657,27
705,26
758,59
813,25
871,91
934,57
Температу
Упругость
ра,
водяных паров
ºС
мм.рт.с
Па
т.
26
27
28
29
30
31
32
33
34
25,21
26,74
28,35
30,04
31,82
33,7
35,66
37,73
39,9
3360,99
3564,98
3779,62
4004,93
4242,24
4492,88
4754,19
5030,16
5319,47
Содержан Темпера
ие
тура,
водяных
ºС
паров,
г/м3
1,8
7
1,96
8
2,14
9
2,33
10
2,54
11
2,76
12
2,99
13
3,24
14
3,51
15
3,81
16
4,13
17
4,47
18
4,84
19
5,22
20
5,6
21
5,98
22
6,4
23
6,84
24
7,3
25
Упругость
водяных паров
мм.рт.
Па
ст.
7,51
8,05
8,61
9,21
9,84
10,52
11,23
11,99
12,79
13,63
14,53
15,48
16,48
17,54
18,65
19,83
21,07
22,38
23,76
1001,23
1073,23
1147,88
1227,88
1311,87
1402,53
1497,18
1598,51
1705,16
1817,15
1937,14
2063,79
2197,11
2338,43
2486,42
2643,73
2803,05
2983,7
3167,68
Содержан
ие
водяных
паров,
г/м3
7,8
8,3
8,8
9,4
10
10,7
11,4
12,1
12,8
13,6
14,5
15,4
16,3
17,3
18,3
19,4
20,6
21,8
23
Продолжение таблицы 4.
Содержан Темпер Упругость водяных Содержан
ие
атура,
паров
ие
водяных
ºС
водяных
мм.рт.ст.
Па
паров,
паров,
3
г/м
г/м3
24,2
40
55,32
7375,26
51,2
25,8
45
71,88
9583,04
65,4
27,2
50
92,8
12372,09
83
28,7
55
118
15731,76
104,3
30,3
60
149,4
19918
130
32,1
65
187,5
24997,50
160
33,9
70
233,7
31156,88
198
35,7
75
289,1
38542,81
242
37,6
80
355,1
47341,93
293
9
Продолжение таблицы 4.
Температу
ра,
ºС
35
36
37
38
39
Упругость
водяных паров
42,18
44,56
47,07
49,69
52,44
5623,44
5940,74
6275,37
6624,67
6991,3
Содержан Темпер
ие
атура,
водяных
ºС
паров,
г/м3
39,6
85
41,8
90
44
95
46,3
100
48,7
Упругость водяных
паров
433,6
525,8
633,9
760
57807,55
70099,66
84511,55
101323,2
Содержан
ие
водяных
паров,
г/м3
354
424
505
598
Таблица 5. Критические параметры компонентов, входящих в состав
технических горючих газов.
Температура
Давление
Объём
Плотность,
3
3
3
Компонент
кг/м3
К
ºС
кг/см МПа см /моль м /кг
190,66 - 82,5 45,8
4,49
99,5
0,00622
160,6
Метан
282,4
9,24
50
4,9
123,6
0,00441
226,6
Этилен
305,75 32,59 48,86
4,8
147,5
0,0049
204
Этан
364,6 91,44 45,39 4,45
180,5
0,00424
236
Пропилен
370
96,84
43,4
4,28
201
0,00455
231
Пропан
425,17 152,01 37,47 3,68
255
0,00439
228
н-бутан
126,26 -146,9 33,54 3,29
90,4
0,00321
310
Азот
50,1
4,92
78
0,00244
410
Кислород 154,96
118,2
8,7
97,7
0,00287
348
Сероводород 373,6 100,44 88,9
133
34,43 3,38
93,1
0,00331
302
СО
140,16
304,26 31,1
72,8
7,15
94
0,00213
469
СО2
430,4 157,24 77,7
7,66
123,2
0,00191
524
SO2
33,3
13,2
1,3
0,0645 0,03225
31
Водород
239,86
10
Таблица 6. Количество продуктов сгорания, образующихся при горении
1 м3 газов, м3.
Газ
СО2
Водяные
пары
Азот
Всего
Метан
Этилен
Этан
Пропилен
Пропан
Бутилен
Бутан
Пентан
Водород
СО
Н2S
1
2
2
3
3
4
4
5
1
1
2
2
3
3
4
4
5
6
1
1
7,52
11,28
13,16
16,92
18,8
22,56
24.4
30,08
1,88
1,88
5,64
10,52
15,28
18,16
22,92
25,8
30,56
33,4
41,08
2,88
2,88
7,64
Максимальное
содержание
СО2,%
11,8
15
13,2
15
13,8
15
14
15
34,7
-
Таблица 7. Расход кислорода и воздуха при сжигании 1 м3 газа, м3
Газ
Метан
Этилен
Этан
Пропилен
Пропан
Бутилен
Кислород
2
3
3,5
4,5
5
6
Воздух
9,52
14,28
16,66
21,42
23,8
28,56
Газ
Бутан
Пентан
Водород
Окись
углерода
Сероводород
Кислород
6,5
8
0,5
0,5
1,5
Воздух
30,9
38,08
2,38
2,38
7,14
11
Таблица 8. Общая характеристика компонентов, входящих в состав
технических сортов горючих газов
Компонент
Хим.
формула
Молекулярная
масса
Метан
СН4
16,04
Этан
Пропан
Бутан
Пентан
Водород
Азот
С2Н6
С3Н8
С4Н10
С5Н12
Н2
N2
30,07
44,09
58,12
72,15
2,016
28,02
Плотность при нормальных
условиях
В жидком В газообраПо
состоянии, зном состо- воздуху
кг/л
янии, кг/м3
0,3042
0,7168
0,5545
0,3722
0,5011
0,5838
0,6264
-
1,356
2,0037
2,7023
3,457
0,0899
1,2505
1,0491
1,5499
2,0956
2,674
0,0695
0,9673
Таблица 9. Упругость паров предельных углеводородных газов в
интервале температур от – 50º С до +100ºС,
кГ/см2 (МПа)
Температура,
ºС
- 50
- 30
- 10
0
10
20
30
50
100
Этан
Пропан
Бутан
Пентан
5,53 (0,542)
10,5 (1,03)
18,31 (1,788)
23,55 (2,308)
29,82 (2,922)
37,21
(3,672)
45,85*
(4,504)
-
0,7 (0,069)
1,64 (0,161)
3,38 (0,332)
4,66 (0,448)
6,29 (0,617)
8,33 (0,817)
0,68 (0,087)
1,02 (0,1)
1,46 (0,143)
2,05 (0,197)
0,24 (0,023)
0,37 (0,036)
0,58 (0,055)
10,8 (1,06)
2,8 (0,274)
0,81 (0,079)
17,4 (1,71)
43,4* (4,254)*
4,9 ( 0,481)
15,04 (1,48)
1,57 (0,154)
5,83 (0,572)
* Упругость паров при критической температуре Ткр
12
Список используемой литературы:
1. О.Н.Брюханов, В.А. Жила «Природные и искусственные газы», Москва,
2004 г.,
2. Н.И.Рябцев «Природные и искусственные газы», Москва, 1978 г.
3. А.С.Карнаухов, О.А.Косякина и др.«Сборник задач и упражнений по
неорганической химии», Москва, 1982 г.,
4. Н.Л.Глинка «Задачи и упражнения по общей химии», Ленинград, 1983
г.,
5. В.М.Плотников и др. «Контроль состава и качества природного газа»,
Ленинград, 1983 г.,
1. Г.П.Хомченко, И.Г.Хомченко «Задачи по химии для поступающих в
ВУЗы», Москва, 1987 г.,
7. М.Б.Равич «Газ и эффективность использования в народном хозяйстве»,
Ленинград, 1987 г.,
8. Н.Л.Стаскевич и др. «Справочник по газоснабжению и использованию
газа», Ленинград, 1990 г.
9. Сибрина Л.Н. «Рабочая программа по дисциплине «Природные и
искусственные газы, 2006 г.», составленная согласно ГОС СПО от
г.рег № 20 – 2915 Б,
10. Методические указания и контрольные задания для студентов –
заочников ССУЗов по специальности 2915 «Монтаж и эксплуатация
оборудования и систем газоснабжения» по дисциплине «Природные и
искусственные газы», Москва, 1987г, Минжилкомхоз.
13