|
TEHNOLOGIA DISTILARII PETROLULUI
Elaborarea anteproiectului tehnologic al unei instalatii de distilare atmosferica
Date de proiectare
1. Tipul titeiului si caracteristicile diferitelor fractiuni : Titei Texas-SUA
2. Debitul instalatiei t/an titei: 3000000 t/an.
3. Temperatura de intrare a titeiului in instalatie: C
4. Temperatura apei de racire : C
5. Temperatura si presiunea aburului: C, 7 atm.
6. Combustibilul folosit la cuptoare: pacura
Se cere:
1. Stabilirea continutului de produse albe.
2. Calculul proprietatilor medii ale produselor.
3. Alegerea schemei tehnologice a instalatiei .
4. Calculul sistemului de fractionare.
a) Alegerea pe baza datelor din literatura, numarului de talere necesare in coloana.
b) Calculul presiunii si temperaturilor din coloana.
5. Sarcina termica a cuptorului tubular.
6. Bilantul de materiale si termic pe instalatie.
7. Descrierea procesului tehnologic, a controluui fabricatiei, a masurilor de protectie a muncii, consumuri si consideratiuni economice.
8. Schema generala a instalatiei, inclusiv automatizarea procesului (plansa format A3).
CARACTERISTICI ALE TITEIULUI:
100 ◦E= 53 s
Nr.
Fract.
Limite de
distilare, sC
% volum
distilat
% volum
distilat
1
30 - 50
2,0
2,0
0,645
2
50 - 75
1,8
3,8
0,667
3
75 - 100
3,3
7,1
0,715
4
100 - 125
4,6
11,7
0,745
5
125 - 150
5,0
16,7
0,769
6
150 - 175
4,0
20,7
0,788
7
175 - 200
4,4
25,1
0,804
8
200 - 225
4,0
29,1
0,816
9
225 - 250
5,1
34,2
0,829
10
250 - 275
7,1
41,3
0,846
11
275 - 310
3,4
44,7
0,860
12
310 - 340
6,4
51,1
0,876
13
340 - 370
6,6
57,7
0,886
14
370 - 400
4,9
62,6
0,899
15
400 - 430
6,2
68,8
0,911
Reziduu
430+
31,2
100,0
0,977
Curbele PRF titei si VE titei la 1 atm sunt prezentate in anexa 1.
Curba randament-densitate
%vol dist
2,0
0,645
3,8
0,655
7,1
0,683
11,7
0,707
16,7
0,726
20,7
0,738
25,1
0,749
29,1
0,759
34,2
0,769
41,3
0,782
44,7
0,788
51,1
0,799
57,7
0,809
62,6
0,815
68,8
0,824
100,0
0,872
Curbele de procente medii densitate, respectiv randament densitate sunt prezentate in anexa 2.
2. CALCULAREA CONTINUTULUI DE PRODUSE ALBE:
Potentialul de prroduse albe reprezinta procentul maxim de produse de o anumita calitate ce se obtine dintr-un anumit titei supus distilarii.
Ca metoda de calcul a potentialului de produse albe se alege metoda ce utilizeaza drept criteriu de separare, temperaturile finale pe curbele STAS ale produselor si decalajele pe curbele STAS intre produsele fractionate. Calculul urmeaza succesiunea:
Fractiunea |
tfSTAS,°C |
BU |
135 |
BG |
205 |
P |
300 |
M |
360 |
dSTASBU-BG =15
dSTASBG-P =20
dSTASP-M =5
dPRFBU-BG=52
dPRFBG-P=38
dPRFP-M=54
Fractiunea |
tfPRF,°C |
BU |
143 |
BG |
218 |
P |
318 |
M |
369 |
t0%PG = t100%PU-S PRF(PU-PG)
t0%BG = t100%BU-S PRF(BU-BG)=143-52=91
t0%P = t100%BG-S PRF(BG-P)=218-38=180
t0%M = t100%P-S PRF(P-M)=318-54=264
tt(PU-PG) = (t100%PU+t100%PG)/2
tt(BU-BG)==117
tt(BG-M)==199
tt(P-M)==291
ttf=tfPRF=369
%vol D4=10,2%
%vol D3=24,9%
%vol D2=43,0%
%vol D1=57,6%
BU : 10,2%
BG : 24,9-10,2=14,7%
P : 43,0-24,9=18,1%
M : 57,6-43,0=14,6%
Produs
Notatii conven-tionale
Limite de distilare in °C
Decalaj
d(5-95) STAS ,°C
Suprapunere
S (0-100) PRF
°C
Temperatura taiere,
°C
% vol. Cumulat
Potential % vol.
STAS
PRF
0% vol.
100% vol.
0% vol.
100% vol.
Benzina usoara
D4
135
30
143
15
20
5
52
38
54
117
10,2
10,2
Benzina grea
D3
205
91
218
199
24,9
14,7
Petrol
D2
300
180
318
291
43,0
18,1
Motorina
D1
360
264
369
369
57,6
14,6
Reziduu
B
100,0
42,4
3. Calculul proprietatilor medii ale produselor
3.1 Tabelul proprietatlor medii ale produselor
PRODUS
Simbol
t50%PRF, °C
t50%STAS, °C
M
K
Benzina usoara
D4
0,705
0,710
85
90
136
12,21
Benzina grea
D3
0,778
0,782
155
160
175
11,73
Petrol
D2
0,832
0,836
248
248
224
11,71
Motorina
D1
0,876
0,880
338
335
289
11,7
3.2 Curbele prf, stas si ve pentru produse
Benzina usoara
% vol dist
tPRF, °C
PPRF10-70
PPRFdr
PVE 10-70
PVEdr
ΔT,°C
tVE ,°C
tSTAS,sC
0
30
1,03
0,8
0,2
0,15
9
65,4
55
10
38
1,3
0,25
66,9
61
30
64
1,05
0,20
71,9
75
50
85
0,75
0,14
76,0
83
70
100
1,2
0,23
78,9
95
90
124
1,9
0,36
83,5
118
100
143
87,2
131
fig. 1 Curbele caracteristice pentru benzina usoara
Benzina grea
% vol dist
tPRF, °C
PPRF10-70
PPRFdr
PVE 10-70
PVEdr
ΔT,°C
tVE ,°C
tSTAS,sC
0
91
1,06
1,90
0,2
0,35
5
138,0
102
10
110
1,60
0,3
141,6
119
30
142
0,65
0,12
147,6
138
50
155
0,95
0,17
150,0
145
70
174
1,00
0,18
153,6
158
90
194
2,40
0,45
157,3
173
100
218
161,8
185
fig. 2 Curbele caracteristice pentru benzina grea
Petrol
% vol dist
tPRF, °C
PPRF10-70
PPRFdr
PVE 10-70
PVEdr
ΔT,°C
tVE ,°C
tSTAS,sC
0
180
0,9
2,8
0,18
0,56
-2
236,4
191
10
208
1,1
0,22
242,0
217
30
230
0,9
0,18
246,4
229
50
248
0,7
0,14
250,0
240
70
262
0,7
0,13
252,8
249
90
275
4,3
0,86
255,4
258
100
318
264,0
284
fig. 3 Curbele caracteristice pentru petrol
Motorina
% vol dist
tPRF, °C
PPRF10-70
PPRFdr
PVE 10-70
PVEdr
ΔT,°C
tVE ,°C
tSTAS,sC
0
264
0,86
3,6
0,3
1,25
-2
314,4
286
10
300
1,2
0,41
326,8
319
30
324
0,7
0,24
335,2
332
50
338
0,7
0,24
340,0
340
70
352
0,6
0,20
344,8
349
90
364
0,5
0,17
349,0
357
100
369
350,7
359
fig. 4 Curbele caracteristice pentru motorina
4. Alegerea schemei tehnologice a instalatiei
Utilajele principale ale instalatiei de distilare atmosferica sunt:
S-a ales coloana de tip "U" pentru calculul tehnologic.
La acest tip de coloana preluarea caldurii cedata de produsele petroliere pentru a se raci de la temperatura de intrare pana la temperatura de iesire din coloana se realizeaza cu un reflux rece introdus deasupra primului taler de la varful coloanei.
Alimentarea coloanei se face cu titei partial vaporizat in zona de vaporizare, iar produsele laterale ce se extrag de pe talere in stare lichida sunt trecute prin stripere in care se elimina produsele usoare antrenate la scoaterea fractiunii din coloana .
Fractia usoara eliminata prin stripere se reintroduce in coloana cu un taler mai sus decat talerul de extragere, iar produsele stripate dupa ce fac shimb de caldura cu titeiul sunt racite si trimise la rezervoare. Din zona de stripare a coloanei se obtine pacura.
La coloana de tip "U" debitele de lichid (reflux) si vapori prin coloana creste considerabil de la baza spre varf, ceea ce determina dimensionarea coloanei pe baza debitelor existente la varful coloanei; aceasta conduce la un diametru mai mare pentru acest tip de coloana decat pentru tipul "A" sau "R".
5. Calculul sistemului de fractionare
5.1 Alegerea pe baza datelor din literatura a numarului de talere necesare in coloana.
Datorita dificultatilor determinarii numarului de talere pentru distilarea unei materii prime complexe precum titeiul alegerea numarului de talere se face pe baza datelor practice din literatura. Majoritatea coloanelor de distilare atmosferica au de la 25 la 35 de talere intre zona de vaporizare si varful coloanei.
TABEL CU ALEGEREA NUMARULUI DE TALERE:
Zona de separare
Numar de talere
Benzina usoara-Benzina grea
8
Benzina grea-Petrol
8
Petrol-Motorina
6
Motorina - zona de vaporizare
4
Baza coloanei
4
5.2 Calculul presiunilor in coloana
Calculul presiunilor in coloana in punctele cheie din coloana se face pe baza datelor din literature conform schemei urmatoare.
fig. 5 Presiunile in coloana
TABEL: PRESIUNI IN COLOANA
Locul de masurare a presiunii
Presiunea in mm Hg
Vas de reflux
780
Varf coloana
1080
Taler benzina grea
1144
Taler petrol
1208
Taler motorina
1256
Zona de vaporizare
1288
Baza coloanei
1320
Iesire cuptor
1520
TRASAREA CURBELOR VE ALE TITEIULUI LA Pzv SI Pec:
t 50% VE = 305 sC la presiune atmosferica
t 50% VE = 325 sC la vr = 1288 mmHg
t 50% VE = 340 sC la ec = 1520 mmHg
Curbele VEtitei la zv, respectiv ec sunt prezentate in anexa 1.
5.3 Calculul temperaturilor in coloana
5.3.1 Calculul temperaturii la intrare in zona de vaporizare tizv
Fig. 6 Bilant termic pentru calculul temperaturilor in baza coloanei
Bilant material in baza coloanei
FLUX
Simbol
%vol
Debit volumic m3/h
Debit masic t/h
%gr
Titei
F
100
434
0,8680
0,8640
375,0
100,0
Total distilate
aD
57,6
250
0,8100
0,8058
201,5
54,0
Pacura
B
42,4
184
0,9468
0,9432
173,5
46,0
Supravapori zat
L0
3,0
13
0,8980
0,8942
11,6
3,0
Fractie vap din titei in ZV
V'
50,0
217
0,7960
0,7917
171,8
46,0
Fractie lichida din titei in ZV
B'
50,0
217
0,9400
0,9364
203,2
54,0
Lichid iesire din ZV
Lezv
53,0
230
0,9376
0,9340
214,8
57,0
Vapori stripati
Vs
10,6
46
0,9008
0,8970
41,3
11,0
Abur stripare
AB
29 kg/m3
5,3
Temperatura la intrare in zona de vaporizare tizv se obtine din curbe VE titei trasata la Pzv, tizv corespunde procentului V'.
Pzv = 1288 mm Hg
...... tizv = 325˚C
V' = 50%
(V' a fost determinat anterior)
5.3.2 Calculul temperaturii la iesire din cuptor
Fluxuri
%vol fata de titei
Debit m3/h
Debit Kg/h
T, ˚C
Entalpia Kcal/kg
Flux termic Kcal/h
Intrari coloana V'
50,0
217,00
0,7917
0,7960
171800
325
242,92
42592656
B'
50,0
217,00
0,9364
0,9400
203200
325
189,90
38587680
Iesiri cuptor Vec
46,0
199,64
0,7877
0,7920
157256
327
249,61
39252776
Bec
54,0
234,36
0,9291
0,9327
217743
327
192,88
41998438
presupunem tec = tizv+2C; tec = 325+2=327 ˚C
Deci temperatura la iesire din cuptor este 327 ˚C.
5.3.3 Calculul temperaturii in baza coloanei tb
Temperatura din baza coloanei, tb , s-a determinat printr-un bilant termic pe conturul II deasupra talerului 4 din figura 6, conform algoritmului din indrumar
Flux
%vol fata de titei
Debit m3/h
Debit t/h
T, ˚C
Entalpia Kcal/kg
Flux termic Kcal/h
Intrari B'
50,0
217
0,9400
0,9364
203,2
325
189,90
38587680
L0
3,0
13
0,8980
0,8942
11,6
318
193,39
2243324
Abi
5,336
290
725
3868600
Iesiri B
42,4
184
0,9468
0,9432
173,5
310
178,85
31030266
Vs
10,6
46
0,9008
0,8970
41,3
321
234,93
9702609
Abe
5,336
321
743
3966720
t5=318 ˚C
t4=321 ˚C
tB calculat=311 ˚C
tB presupus=309 ˚C
Deci temperatura in baza coloanei este de 309 sC
5.3.4 Calculul temperaturii la iesire din zona de vaporizare tezv
Temperatura in zona de vaporizare a coloanei se determina prin bilant termic pe contur I figura 6, conform algoritmului din indrumar
Flux
%vol fata de titei
Debit m3/h
Debit Kg/h
T, C
Entalpia Kcal/kg
Flux termic Kcal/h
Intrari V'
50,0
217
0,7960
0,7917
171800
325
247,92
42592656
Vs
10,6
46
0,9008
0,8970
41300
321
234,93
9702609
Iesiri Vhezv
60,6
263
0,8143
0,8101
213100
324
245,40
52295272
tezv=324 ˚C
5.3.5 Bilantul material pe stripere si proprietatile produselor ce ies din stripere
Flux
%vol fata de titei
%vol fata de produs
Debit m3/h
d(4/20)
d(15/15)
DEBITE
t0% VE produs nestripat
Sf
Kg/h
Kmol/h
D1
14,6
100
63,3
0,8760
0,8800
55500
192,0
308
0,31
D1'
21,16
144,9
91,7
0,8622
0,8661
79064
Vs1
6,56
44,9
28,4
0,8320
0,8360
23564
A1
1835
102,0
D2
18,1
100
78,6
0,8320
0,8360
65200
291,0
232
0,24
D2'
23,81
131,55
103,4
0,8192
0,8234
84705
Vs2
5,72
31,55
24,8
0,7780
0,7820
19505
A2
2279
126,6
D3
14,7
100
63,8
0,7780
0,7820
49700
284
135
0,175
D3'
17,82
121,22
77,3
0,7650
0,7694
59134
Vs3
3,12
21,22
13,5
0,7050
0,7100
9434
A3
1850
102,8
5.3.6 Calculul temperaturii pe talerul de extragere a motorinei tD1
Temperatura tD1 a fost calculata conform algoritmului din indrumar. Rezultatele obtinute sunt prezentate in tabelul urmator:
Fig. 7 Bilant termic pentru calculul temperaturii pe talerul de extragere a motorinei
Grafic tD1aproximativ=286 sC
tD1presupus=280 sC
Flux
Debit masic, kg/h
Debit molar, kmol/h
t, sC
Entalpie, kcal/kg
Flux termic, kcal/h
V'
171800
325
0,7960
247,92
42592656
B'
203200
325
0,9400
189,90
38587680
Abi
5336
296,4
290
725,61
3871895
VsD1
25623
270
0,8360
169,39
4340431
B
173500
309
0,9468
178,85
31030266
D1'
81383
280
0,8862
167,14
13602403
D2
65200
291,0
280
0,8360
216,32
14104464
D3
49700
284,0
280
0,7820
221,27
10997503
D4
31100
228,6
280
0,7100
227,87
7087063
Abe
5336
296,4
280
728,73
3888557
=5680637 kcal/h;
=212,29 kcal/kg;
=160,92 kcal/kg;
=89835 kg/h;
=310,84 kmol;
=350 mm Hg;
Grafic: tD1 AZNAI=280 sC;
5.3.7 Calculul temperaturii in baza striperului t2D1
Calculele au fost efectuate conform algoritmului din indrumar.
SF=0,31
Grafic I.5=>Δtaproximativ=28 sC
tD1-tAB=280-290=-10 sC
grafic I.6=> Δtaproximativ-Δtreal=0 sC => Δtreal=28 sC
t4=tD1-Δtreal/4=273 sC
t2D1 presupus=tD1-Δtreal=252 sC
fig. 8 Calculul temperaturii in baza striperelor
Verificarea temperaturii presupuse s-a facut prin bilant termic pe conturul I.
Flux
Debit Kg/h
t,sC
Entalpia Kcal/kg
Flux termic Kcal/h
Intrari D1'
79064
0,8661
280
171,02
13521525
A1i
1835
290
725,61
1331494
TOTAL
14853019
D1
55000
0,8800
252
153,53
8520915
VsD1
23564
0,836
273
212,1973138
5000217
A1e
1835
273
725,54604
1331376
TOTAL
14852508
t2D1calculat=253 sC
5.3.8 Calculul temperaturii pe talerul de extragere a petrolului D2
Temperatura tD2 a fost calculata conform algoritmului din indrumar. Rezultatele obtinute sunt prezentate in tabelul urmator:
Grafic tD2aproximativ=235 sC
tD2presupus=230 sC
fig. 9 Calculul temperaturii pe talerul de extragere a petrolului
Verificarea temperaturii presupuse s-a facut prin bilant termic pe conturul I.
Flux
Debit masic, kg/h
Debit molar, kmol/h
t, sC
Entalpie, kcal/kg
Flux termic, kcal/h
V'
171800
325
0,7960
247,92
42592656
B'
203200
325
0,9400
189,90
38587680
Abi
5336
296,4
290
725,61
3871895
A1
1835
102,0
290
725,61
1331494
VsD2
19505
220
0,782
141,23
2754644
B
173500
309
0,9468
178,85
31030266
D1
55500
192,0
252
0,8800
153,53
8520915
D2'
84705
230
0,8234
141,48
11984101
D3
49700
284,0
230
0,7820
192,25
9554892
D4
31100
228,6
230
0,7100
198,20
6164145
A1
1835
102,0
230
700,16
3736062
Abe
5336
296,4
230
700,16
1284796
=8880323 kcal/h;
=187,79 kcal/kg;
=132,11 kcal/kg;
=159488 kg/h;
=712 kmol;
=642 mm Hg;
Grafic: tD2 AZNAI=230 sC;
5.3.9 Calculul temperaturii in baza striperului t2D2
Calculele au fost efectuate conform algoritmului din indrumar.
SF=0,24
Grafic I.5=>Δtaproximativ=24 sC
tD2-tAB=230-290=-60 sC
graphic I.6=> Δtaproximativ-Δtreal=2 sC => Δtreal=22 sC
t4=tD2-Δtreal/4=224,5 sC
t2D2 presupus=tD2-Δtreal=208 sC
Verificarea temperaturii presupuse s-a facut prin bilant termic pe conturul I.
Flux
Debit Kg/h
t,sC
Entalpia Kcal/kg
Flux termic Kcal/h
Intrari D2'
84705
0,8234
230
141,48
11984063
A2i
2278
290
725,61
1652939
TOTAL
13637002
D2
65200
0,836
208
127,20
8293440
VsD2
19505
0,782
224,5
189,19
3690267
A2e
2278
224,5
725,54
1652793
TOTAL
13636501
t2D2calculat=209,8 sC
=>t2D2=208 sC
5.3.10 Calculul temperaturii pe talerul de extragere a benzinei grele D3
Temperatura tD3 a fost calculata conform algoritmului din indrumar. Rezultatele obtinute sunt prezentate in tabelul urmator:
Grafic tD3aproximativ=130 sC
tD3presupus=130 sC
fig. 10 Calculul temperaturii pe talerul de extragere a benzinei grele
Flux
Debit masic, kg/h
Debit molar, kmol/h
t, sC
Entalpie, kcal/kg
Flux termic, kcal/h
V'
171800
325
0,7960
247,92
42592656
B'
203200
325
0,9400
189,90
38587680
Abi
5336
296,4
290
725,61
3871895
A1i
1835
102,0
290
725,61
1331494
A2i
2279
126,6
290
725,61
1653665
VsD3
9434
120
0,7100
77,23
1506555
TOTAL
88766027
B
173500
309
0,9468
178,85
31030266
D1
55500
192,0
252
0,8800
153,53
8520915
D2
65200
291,1
208
0,8360
123,55
8055849
D3
59134
130
0,7694
77,98
4611269
D4
31100
228,6
130
0,7100
145,76
4533180
A1e
1835
102,0
130
652,43
1197209
A2e
2279
126,6
130
652,43
1486887
Abe
5336
296,4
230
652,43
3481366
TOTAL
62917153
=25848874 kcal/h;
=140,96 kcal/kg;
=73,41 kcal/kg;
=382662 kg/h;
=2186 kmol;
=890 mm Hg;
Grafic: tD3 AZNAI=130 sC;
5.3.11 Calculul temperaturii in baza striperului t2D3
Calculele au fost efectuate conform algoritmului din indrumar.
SF=0,175
Grafic I.5=>Δtaproximativ=22 sC
tD3-tAB=130-290=-160 sC
graphic I.6=> Δtaproximativ-Δtreal=2 sC => Δtreal=20 sC
t4=tD3-Δtreal/4=125 sC
t2D3 presupus=tD3-Δtreal=110 sC
Verificarea temperaturii presupuse s-a facut prin bilant termic pe conturul I.
Flux
Debit Kg/h
t,sC
Entalpia Kcal/kg
Flux termic Kcal/h
Intrari D3'
59134
0,7694
130
77,98
4611269,32
A3i
1850
290
725,61
1342378,5
TOTAL
5953647,82
D3
49700
0,782
110
73,27
3641519
VsD3
9434
0,71
125
143,38
1352646,92
A3e
1850
125
518,58
959373
TOTAL
5953538,92
t2D3calculat=111,52 sC
=>t2D3=110 sC
5.3.12 Calculul temperaturii in virful coloanei tN
Temperatura tN a fost calculata conform algoritmului din indrumar. Rezultatele obtinute sunt prezentate in tabelul urmator:
Grafic tNaproximativ=94 sC
tNpresupus=94 sC
fig. 11 Calculul temperaturii in virful coloanei
Flux
Debit masic, kg/h
Debit molar, kmol/h
t, sC
Entalpie, kcal/kg
Flux termic, kcal/h
V'
171800
325
0,7960
247,92
42592656
B'
203200
325
0,9400
189,90
38587680
Abi
5336
296,4
290
725,61
3871854
A1i
1835
102,0
290
725,61
1331494
A2i
2279
126,6
290
725,61
1653665
A3i
1850
102,8
290
725,61
1342378
TOTAL
89379729
B
173500
309
0,9468
178,85
31030475
D1
55500
192,0
252
0,8800
153,53
8520915
D2
65200
291,1
208
0,8360
123,55
8055460
D3
49700
284,0
110
0,7820
63,65
3163405
D4
31100
228,6
94
0,7100
129,13
4015943
A1e
1835
102,0
94
201,00
368835
A2e
2279
126,6
94
201,00
458079
A3e
1850
102,8
94
201,00
371850
Abe
5336
296,4
94
201,00
1072536
TOTAL
57658586
=31721143 kcal/h;
=129,14 kcal/kg;
=17,60 kcal/kg;
=284392 kg/h;
=2091 kmol;
=830 mm Hg;
Grafic: tN AZNAI=94 sC;
Ratia de reflux este:
r==9,14
5.4 Calculul sarcinii condensatorului din virful coloanei si a cantitatii de apa de racire si condensare
Flux
Debit masic, kg/h
Temperatura, sC
Entalpie, kcal/kg
Flux termic, kcal/h
Intari
D4
31100
94
129,13
4016167
R
295637
94
129,13
38175605
Ab total
11300
94
201,00
7372459
Iesiri
D4
31100
30
14,50
933000
R
295637
30
14,50
4286736
Ab total
11300
30
125,8
339000
Qc=34324091 kcal/h
Se adopta: t apa intrare=20 sC;
t apa iesire=30 sC;
ηc=0,9;
kg apa/h=515,4 m3/h.
6. Sarcina termica a cuptorului tubular
Sarcina termica a cuptorului se determina prin bilant termic in jurul cuptorului, conform algoritmului din indrumar.
tic=220 sC;
tec=327 sC;
Vic=15,6 % vol;
Lic=84,4 % vol;
dVi=0,776;
dLi=0,885;
Qic=Qec
kg/h;
=187,20 kcal/kg;
kg/h;
=124,79 kcal/kg;
Qic=50055300 kcal/h;
Qec=81251214 kcal/h;
Qcuptor=31195913 kcal/h;
Gcombustibil= kg/h;
7.1 Bilantul material pe instalatia DA
Fractia
Simbol
% vol
Debit m3/h
% gr
Debit t/h
M
Debit Kmol/h
Benz. usoara
D4
10,2
44,3
0,7100
0,7050
8,3
31,1
136
228,6
Benz.
grea
D3
14,7
63,8
0,7820
0,7780
13,3
49,7
175
284,0
Petrol
D2
18,1
78,6
0,8360
0,8320
17,4
65,2
224
291,0
Motorina
D1
14,6
63,3
0,8800
0,8760
14,8
55,5
289
192,0
Total distilate
aD
57,6
250,0
Pacura
B
42,4
184,0
0,9468
0,9432
46,2
173,5
Titei
F
100
434
0,8680
0,8640
100
375,0
GF = 3000 000t/an = = 375000kg/h= 375 t/h
QVtitei = 375000/864 = 434 m3/h
7.2 Bilantul termic pe instalatie
Flux |
Flux termic, kcal/h |
Intrari |
|
V' |
42592656 |
B' |
38587680 |
ABi |
3871854 |
A1i |
1331494 |
A2i |
1653665 |
A3i |
1342378 |
TOTAL |
89379727 |
Iesiri |
|
B |
31030475 |
D1 |
8520915 |
D2 |
8055460 |
D3 |
3163405 |
D4 |
4015943 |
Condensator |
34324091 |
Atotal iesire |
339000 |
TOTAL |
89449289 |
8. Verificarea gradului de separare intre fractiunile distilate
Verificarea gradului de separare intre fractiunile distilate s-a facut confrom algoritmului din indrumar.
8.1 Verificarea gradului de separare intre produsele D1-D2
fig. 12 Determinarea parametrilor care intra an calculul capacitatii de separare
tD2=230 sC;
tD2-1=240 sC;
=187,79 kcal/kg;
=139,35 kcal/kg;
=193,32 kcal/kg;
=132,11 kcal/kg;
=302854 kg/h;
GD2=65200 kg/h;
=247249 kg/h;
RD2=295,753 m3/h;
PD2=186,7 m3/h;
F==9,5;
t50% PRF D1 =338 sC t50 % STAS D1=316 sC;
t50% PRF D2-D4=180 sC t50 % STAS D2-D4=180 sC
Δt50% STAS=316-180=136 sC =244,8 sF;
Graphic ΔtPackie=52 sF = 28 sC;
ΔtPackie>Δtadmis coloana realizeza un grad de separare mai bun decit cel propus initial, deci se mai pot scoate talere din aceasta zona.
8.2 Verificarea gradului de separare intre produsele D2-D3
tD3=130 sC;
tD3-1=140 sC;
=140,96 kcal/kg;
=76,72 kcal/kg;
=145,68 kcal/kg;
=73,41 kcal/kg;
=382662 kg/h;
GD3=49700 kg/h;
=374837 kg/h;
RD3=479,3 m3/h;
PD3=108,1 m3/h;
F==30,9;
t50% PRF D3 =248 sC t50 % STAS D3=248 sC;
t50% PRF D3-D4=130 sC t50 % STAS D3-D4=130 sC
Δt50% STAS=248-130=118 sC =212,4 sF;
Graphic ΔtPackie=60 sF = 33 sC;
ΔtPackie>Δtadmis coloana realizeza un grad de separare mai bun decit cel propus initial, deci se mai pot scoate talere din aceasta zona.
8.3 Verificarea gradului de separare intre produsele D3-D4
tN=94 sC;
tN+1=104 sC;
=133,64 kcal/kg;
=17,60 kcal/kg;
=133,64 kcal/kg;
=58,96 kcal/kg;
=342,488 kg/h;
RN=482,37 m3/h,
PN=44,3 m3/h;
F==98;
t50% PRF D3 =155 sC t50 % STAS D3=150 sC;
t50% PRF D4=85 sC t50 % STAS D4=85 sC
Δt50% STAS=155-85=70 sC =117 sF;
Graphic ΔtPackie=33 sF = 18,3 sC;
ΔtPackie>Δtadmis coloana realizeza un grad de separare mai bun decit cel propus initial, deci se mai pot scoate talere din aceasta zona.
9. Dimensionarea coloanei DA
9.1 Calculul diametrului
Diametrul coloanei DA a fost calculat conform algoritmului din indrumar.
GD4=31100 kg/h;
MD4=136 g/mol;
=284392 kg/h;
GAB total=11300 kg/h;
=367 K;
πvc=1,421 bar;
V=17,33 m3/s;
dv=5,235 kg/m3;
Vc=1,4944 m3/s;
VR=0,111 m3/s
C= 17,442;
B= 0,5765;
Dc=5,095 m; Adoptam Dc 5,1 m;
9.2 Calculul inaltimii coloanei
Inaltimea coloanei a fost calculata conform algoritmului din indrumar.
fig. 13 Determinarea inaltimii coloanei
h1=0,5 Dc= 2,54 m;
h2=17,5 m;
h3=2,1 m;
h4=2,4 m;
h5=1,5 m;
h6=1,5 m;
H=27,54 m; Adoptam H=27,6 m;
10. Descrierea procesului tehnologic, a controlului fabricatiei, a masurilor de protectia muncii, consumuri si consideratiuni economice.
Norme de protectia muncii si tehnica securitatii
este iritant al cailor respiratorii superioare. In cazul unor concentratii crescute, bioxidul de sulf afecteaza direct aparatul respirator.
inhalat in concentratie mica si repetat exercita o actiune iritanta asupra mucoaselor iar in cantitatii mai mari provoaca raguseala si contractie toracica, bronsita.
In cazul unor durate prelungite de lucru in mediu viciat, apar varsaturi simple sau sanguinolente.
Concentratiile mari produc bronsite acute, lacrimarea ochilor, lacrimare, usturime.
Dizolvarea bioxidului de sulf in saliva si inghitirea acesteia poate duce la gastrita.
Stropirea cu bioxid de sulf lichid provoaca adevarate degeraturi datorita actiunii sale de racire puternica (-5 C). Se iau masuri pentru:
etansarea perfecta a circuitului de gaze;
exploatarea rationala a sistemului de ventilatie si intretinerea in stare corespunzatoare a acestuia;
dotarea obligatorie a tuturor lucratorilor cu mijloace de protectie individuala (masca, ochelari, manusi);
urmarirea dinamica a concentratiei de bioxid de sulf din mediul de lucru;
respectarea normelor de manipulare si conservare a recipientelor ce contin gaz sub presiune;
2. Monoxid de carbon
Se cunoaste o singura modalitate sigura de actiune a monoxidului de carbon si anume blocarea prin complexare a hemoglobinei si formarea carboxihemoglobinei.
In acest fel oxihemoglobina devine inapta pentru transportul oxigenului in organism. Se impiedica astfel oxigenarea creierului care este cel mai usor vulnerabil, creste permeabilitatea capilarelor si tesutului cerebral precum tensiunea intracraniana.
Intoxicatia acuta: se manifesta prin senzatie de tensiune si pulsatie in tample, ameteli. Pielea prezinta o coloratie rosie.
Intoxicatia cronica: astenia este simptomul cel mai intanlit si se concretizeaza prin oboseala.
Se iau urmatoarele masuri:
Depistarea sistematica a acestui gaz constituie prima masura de prevenire tehnica care permite a deduce modul cel mai eficient, individual sau colectiv.
Protectia se poate realiza:
A. Individual prin dotarea cu unul din urmatoarele aparate:
Aparat pentru aducerea aerului curat din afara zonei infectate ;
Aparat izolant cu oxigen;
Aparat pentru retinerea monoxidului de carbon.
B. Colectiv: se realizeaza prin etansarea si controlul instalatiilor pentru producerea manipularea si depozitarea monoxidului de carbon.
Combustia gazelor;
Instruirea muncitorilor asupra pericolului de intoxicare cu monoxid de carbon.
3. Produse petroliere
Din categoria produselor petroliere cele mai toxice pentru organism sunt cele gazoase si cele in stare de vapori.
Asupra organismului are influente asupra sistemului nervos producand cefalee,dureri de cap ameteli iar in concentratii mai mari produce buna dispozitie ,extaz si euforie, producand in final paralizia sistemului nervos si moartea.
S-a constatat ca in timp indelungat produsele petroliere lihide ataca globulele rosii din organism daca acesta este expus o perioada indelungata la actiunea acestor produse.
Pentru preintampinarea efectelor negative exercitate de prezenta produselor petroliere se iau urmatoarele masuri:
Cand concentratia in oxigen este sub 17% obligatoriu vor fi utilizate aparate de protectie a cailor respiratorii;
Cand se formeaza in vase inchise unde se pot degaja primul lucru , gaze toxice in afara de aparate de protectia cailor respiratorii, lucrul va fi supravegheat din afara din afara de doua persoane;
Toate utilajele supuse curatirii si care au vehiculat produse toxice vor fi deschise numai dupa 24h racire, spalare cu apa si aerisire.
La toate utilajele la care se efectueaza lucrari care ar putea pune in libertate gaze toxice se vor lua masuri suplimentare de racire cu apa in timpul lucrului;
Toate utilajele care au vehiculat compusii de sulf vor fi marcate special iar lucrul la aceste utilaje se va executa dupa luarea tuturor masurilor de securitate, instruirea personalului si intocmirea permiselor de executare
Instalatia de DA este una din cele mai mari consumatoare de energie din cadrul unei rafinarii, alaturi de cracarea catalitica.
Solutiile mai noi pentru reducerea consumului global de energie constau in :
Cresterea randamentului cuptoarelor la 88 - 92% prin cresterea gradului de recuperare a caldurii din gazele de ardere si modificarii constructive;
Optimizarea schimbului de caldura pentru cresterea temperaturii de preincalzire a titeiului ;
Realizarea unor aparate consumatoare de energie electrica (pompe, compresoare, racitoare cu aer) cu performante ridicate .
Economia s-ar obtine prin incalzirea fluxului in fiecare etapa pana la temperatura necesara, integrarea completa a schimbului de caldura.
Cheltuielile pentru coloanele suplimentare de distilare, pentru schimbatoarele de caldura si pompe s-ar compensa prin scoaterea cuptorului din sectiunea de distilare atmosferica.
11. AUTOMATIZAREA INSTALATIEI DE DA
Automatizarea procesului de DA urmareste mentinerea in limite normale a temperaturilor, presiunilor si debitelor diferitelor fluxuri, astfel incat cu un consum minim de energie sa se obtina produse de calitate si in cantitatea specificata.
Mentinerea parametrilor de functionare se realizeaza cu ajutorul buclelor de reglare a temperaturilor , presiunilor si debitelor.
Numarul sistemelor de reglare automata este relativ mare fiind de ordinul 50 - 150 in cadrul unei instalatii, o parte din variabilele procesului fiind numai masurate si eventual controlate , daca nu au iesirii din limitele fixate.
In ultimul timp, indeplinirea functiilor de masura si control al limitelor se face cu ajutorul calculatorului electronic.
De asemenea , stabilirea regimului optim de functionare, in conditiile unor perturbatii legate de calitatea materiei prime, este o problema de actualitate, in conditiile dificultatilor legate de procurarea titeiului si a consumurilor materiale si energetice ce se impun astazi.
Optimizarea procesului avand la baza un calculator electronic, capabil sa analizeze permanent starea parametrilor si sa elaboreze comenzile optime pentru conducerea acestuia este o problema de o deosebita importanta.
Grupul de control foloseste module structurate ierarhic:
Controlul regulator
Controlul calitatii
Energia minima
Optimizarea liniei
Controlul procesului
Planificarea operarii
Se mentioneaza cazul in care conducerea cu calculatorul electronic a condus la cresterea randamentului de distilare, la cresterea energiei recuperate si la pastrarea cat mai constanta a calitatii produselor.
Se estimeaza la mai putin de 3 ani perioada de recuperare a cheltuielilor legate de introducerea calculatorului.
Schema automatizata a instalatiei de DA este prezentata in figura 13.
12. BIBLIOGARFIE