Documente noi - cercetari, esee, comentariu, compunere, document
Documente categorii

TEHNOLOGIA DISTILARII PETROLULUI - Elaborarea anteproiectului tehnologic al unei instalatii de distilare atmosferica

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:

  • Titei tip T5
  • d(15/15)=0,868
  • Sulf  %=2,37
  • Azot %=0,08
  • Viscozitate S 77 E= 62 s

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:

  1. Se traseaza curba PRF a titeiului ce coreleaza temperatura de fierbere cu procentele volum distillate (din datele de proiectare).
  2. Se stabilesc limitele de distilare pe curba STAS pentru produse ce urmeaza a fi obtinute.

Fractiunea

tfSTAS,°C

BU

135

BG

205

P

300

M

360


  1. Se stabilesc decalajele pe curba STAS intre produsele vecine. Decalajul este o apreciere a gradului de separare intre fractiuni si reprezinta diferenta intre temperatura la care distila 5% vol produs greu si temperatura la care distila 95% produs usor pe curba STAS.

dSTASBU-BG =15

dSTASBG-P =20

dSTASP-M =5


  1. Transformarea decalajului pe curba STAS in decelaj pe curba PRF se realizeaza cu ajutorul unui grafic de corecare. Pe curba PRF decalajul negativ intre doua fractiuni de numeste suprapunere si reprezinta temperatura la care distila 100 % produs usor minus temperatura la care distila 0 % produs greu pe curbele PRF.

dPRFBU-BG=52

dPRFBG-P=38

dPRFP-M=54


  1. Se coreleaza temperatura la 100 % distillate pe curba STAS cu temperatura la 100 % pe curba PRF.

Fractiunea

tfPRF,°C

BU

143

BG

218

P

318

M

369



  1. Se calculeaza temperatura initiala pe curba PRF a produsului usor cu relatia:

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



  1. Se calculeaza temperatura de taiere intre produsul usor si greu cu relatia:

tt(PU-PG) = (t100%PU+t100%PG)/2

tt(BU-BG)==117

tt(BG-M)==199

tt(P-M)==291

ttf=tfPRF=369


  1. Din curba PRF a titeiului in functie de temperatura de taiere se citeste % volum cumulat de produse distillate.

%vol D4=10,2%

%vol D3=24,9%

%vol D2=43,0%

%vol D1=57,6%


  1. Se determina potentialul de produse.

BU : 10,2%

BG : 24,9-10,2=14,7%

P : 43,0-24,9=18,1%

M : 57,6-43,0=14,6%



TABEL POTENTIAL DE PRODUSE ALBE


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:

  • Coloana de fractionare
  • Cuptorul tubular
  • Aparatura de condensare si schimb de caldura
  • Stripere
  • Pompe

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. BILANTUL MATERIAL  si termic PE INSTALATIA DA

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

1. Bioxid de sulf

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

Consumuri energetice

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



  1. Suciu, G., Tunescu, R., Ingineria prelucrarii hidrocarburilor, vol I, Ed. Tehnica, Bucuresti, 1983.

  1. Tescan, V., s.a., Tehnologia distilarii petrolului - Lucrari practice, Ploiesti, 1985.

  1. Tunescu, R., Tehnologia distilarii titeiului, Ed. Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1979.

  1. Tunescu, R., Chimia petrolului si proprietatile fizico-chimice, I.P.G. Ploiesti, 1979.

  1. Marinoiu, V., Automatizarea proceselor petrochimice, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1979.

  1. Stratula, C., Fractionarea, principii si metode de calcul, Editura tehnica, Bucuresti, 1977.

  1. Onutu, I., Indrumator pentru proiecte de an si de diploma, Partea I, UPG Ploiesti, 1996.