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

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

Proiect la disciplina: TEHNOLOGIA DISTILARII PETROLULUI


Tema proiectului: Elaborarea anteproiectului tehnologic al unei instalatii de distilare atmosferica

Date de proiectare


1.     Tipul titeiului si caracteristicile diferitelor fractiuni : T4

2.     Produsul obtinut in cantitate maxima: Motorina



3.     Capacitatea instalatiei de DA : 3,2*10 t/an

4.     Temperatura de intrare a titeiului in instalatie: 220 oC

5.     Temperatura apei de racire : C

6.     Temperatura si presiunea aburului: C, 7 atm.

7.     Combustibilul folosit la cuptoare: combustibil lichid - pacura.

Se cere:

1.     Calculul continutului potential de produse albe

2.     Stabilirea proprietatilor fizico-chimice medii ale produselor din DA

3.     Alegerea schemei tehnologice (tipul de coloana,stripere etc)

4.     Calculul sistemului de fractionare.

4.1 Alegerea pe baza datelor din literatura, numarului de talere necesare in coloana.

4.2 Stabilirea profilului presiunilor din coloana

4.3 Calculul temperaturilor din coloana

5.     Cantitatea de apa de racire din condensatorul de la varful coloanei.

6.     Sarcina termica a cuptorului tubular

7.     Bilantul material si termic pe instalatie.

8.     Dimensionarea tehnologica a coloanei de DA

8.1 Calculul diametrului coloanei

8.1 Calculul inaltimii coloanei

9.     Descrierea procesului tehnologic, a controluui fabricatiei, a masurilor de protectie a muncii, consumuri si consideratiuni economice.

10.  Schema generala a instalatiei, inclusiv automatizarea procesului.

11.  Bibliografie

Data eliberarii temei: 01.03.2010

Termenul pentru predarea proiectului: 20.05.2010

CARACTERISTICI ALE TITEIULUI:

Titei tip T4

=0,870

% sulf = 1,54

Temperatura initiala de distilare : 30 C

T0 de fierbere la 760 mm col Hg

% vol titei

% vol cumulate


29-50

1,2

1,2

0,664

50-75

1,3

2,5

0,668

75-100

2,8

5,3

0,708

100-125

3,7

9,0

0,742

125-150

3,4

12,4

0,761

150-175

3,7

16,1

0,776

175-200

3,9

20,0

0,797

200-225

3,7

23,7

0,815

225-250

4,7

28,4

0,830

250-275

6,6

35,0

0,851

275-310

5,1

40,1

0,875

310-340

5,7

45,8

0,886

340-370

5,7

51,5

0,900

370-400

7,1

58,6

0,928

400-430

6,9

65,5

0,955

430+

34,5

100,0

0,985



Curba randament-densitate


%vol dist

1,2

0,664

2,5

0,666

5,3

0,685

9,0

0,695

12,4

0,709

16,1

0,720

20,0

0,731

23,7

0,741

28,4

0,751

35,0

0,761

40,1

0,772

45,8

0,781

51,5

0,790

58,6

0,800

65,5

0,810

100,0

0,821





1. CALCULAREA CONTINUTULUI DE PRODUSE ALBE


Potentialul de produse 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 distilate (din datele de proiectare).
  2. Se stabilesc limitele de distilare pe curba STAS pentru produse ce urmeaza a fi obtinute.

Fractiunea

tfSTAS,°C

Bz us

135

Bz gr

205

Pet

280

Mot

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.

dSTASBz us-Bz gr =15                                 

dSTASBz gr-Pet =20

dSTASPet-Mot=5


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

dPRFBz us-Bz gr=52,5

dPRFBz gr-Pet=37,5

dPRFPet-Mot=54


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

Fractiunea

tfPRF,°C

Bz us

145

Bz gr

210

Pet

295

Mot

380


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


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

tt(Bz us-Bz gr)= 118,75

tt(Bz gr-Pet)= 191,5

tt(Pet-Mot)=268



7.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)=145-52,5=92,5

t0%P = t100%BG-S PRF(BG-P)=210-37,5=172,5

t0%M = t100%P-S PRF(P-M)=295-54=241



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


%vol D4=8,0%

%vol D3=18,3%

%vol D2=32,5%

%vol D1=53%


9.Se determina potentialul de produse.

Bz us : 8,0%

Bz gr : 18,3-8=10,3%

Pet 32,5-18,3=14,2%

Mot : 53-32,5=20,5%



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


150

29

145





15



20


5




52,5



37,5


54

118,75

8

8,0

Benzina grea

D3


260

92,5

210

191,5

18,3

10,3

Petrol

D2


350

172,5

295

268

32,5

14,2

Motorina

D1


380

241

380

380

53

20,5













2.Calculul proprietatilor medii ale produselor


2.1 Tabelul proprietatlor medii ale produselor


PRODUS

Simbol

t50%PRF, °C

t50%STAS, °C

M

K

Benzina usoara

D4

0,7090

0,7137

86,5

85

138

12,5

Benzina grea

D3

0,764

0,7684

153

150

166

12,0

Petrol

D2

0,8275

0,8316

228

225

219

11,9

Motorina

D1

0,8850

0,8888

328

315

307

11,8




M=44,29 - /1,03 -



2.2Bilantul material al coloanei de Da


PRODUS

Simbol

% vol

debit m3/h

% gr.

Debit kg/h

M

Debit Kmol/h

Benzina usoara

D4

8,00

36,78

0,7090

0,7137

6,52

26077,02

138

188,96

Benzina grea

D3

10,30

47,36

0,7640

0,7684

9,05

36183,04

166

217,97

Petrol

D2

14,20

65,29

0,8275

0,8316

13,51

54027,48

219

246,70

Motorina

D1

20,50

94,25

0,8850

0,8888

20,85

83411,25

219

271,70

Total distilate

Sum D

53,00

243,68

49,93

199698,79

Pacura

B

47,00

216,11

0,9268

0,9304

50,07

200301,21

Titei

F

100.00

459,77

0,8700

0,8739

100.00

400000,00


=0,9952*+0,00806

% gr= (kg/h*Di/ kg/h titei)*100

Kmol/h= kg/h/ M

2.3 Curbele prf si ve pentru produse


benzina usoara





%Distilat

tPRF'°C

tve°C

0

92,5

142

10

124

147

20

133


30

139

150

40

147


50

153

153

60

160


70

167

156,5

80

175


90

185

161,5

100

210

167,5



Obs :Curbele caracteristice pentru pentru produsele albe sunt prezentate in anexa



benzina grea



%Distilat

tPRF °C


tve°C

0

29

74,1

10

45

75,5

20

56


30

73

83,5

40

79


50

86,5

86,5

60

95


70

102

90,5

80

108


90

112

93,5

100

145

104,5


Obs :Curbele caracteristice pentru pentru produsele albe sunt prezentate in anexa


PETROL


%Distilat

tPRF'°C

tve°C

0

172,5

217

10

200

221

20

210


30

218

225

40

223


50

228

228

60

236


70

243

231,5

80

250


90

258

234,5

100

295

247,5




Obs :Curbele caracteristice pentru pentru produsele albe sunt prezentate in anexa



MOTORINA


%Distilat

tPRF'°C

tve°C

0

241

307

10

274

312

20

287


30

302

320

40

315


50

328

328

60

337


70

347

334

80

358


90

370

341

100

380

344



Obs :Curbele caracteristice pentru pentru produsele albe sunt prezentate in anexa

3. 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".




4. Calculul sistemului de fractionare


4.1 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:

Fractii separate

Nr.talere recomandate

Nr.talere alese

Benzina usoara-Benzina grea

6-10

9

Benzina grea-Petrol

6-8

8

Petrol-Motorina

4-6

5

Motorina-ZV

3-4

4

Striper

4

4

Baza coloanei

4

4


4.2 Calculul presiunilor in coloana


Calculul presiunilor in coloana in punctele cheie din coloana se face pe baza datelor din literatura conform schemei urmatoare.

Fig.1 Presiunile in coloana

TABEL: PRESIUNI IN COLOANA

Locul de masurare a presiunii

Presiunea in mm col Hg

Vas de reflux

790

Varf coloana

1090

Taler extragere benzina grea

1171

Taler petrol

1253

Taler motorina

1298

Zona de vaporizare

1360

Baza coloanei

1396

Iesire cuptor

1596


ΠVR=760+(10-50)mm col Hg

ΠVC= ΠVR+(250-350)mm col Hg

ΠDi= ΠVC+Ntipmm col Hg

Πzv= ΠVC+NtB* Δpmm col Hg

ΠB= Πzv+ NtB Δpmm col Hg

Πec= Πzv+(150-250)mm col Hg


TRASAREA CURBELOR VE ALE TITEIULUI LA SI :

t 50% VE = 350sC la = 1360 mmHg

t 50% VE =370 sC la = 1596 mmHg

Curbele VEtitei la zv, respectiv ec sunt prezentate in anexa .



4.3 Calculul temperaturilor in coloana


4.3.1 Calculul temperaturii la intrare in zona de vaporizare tizv


Fig. 2 Bilant termic pentru calculul temperaturilor in baza coloanei


Bilant material in baza coloanei


Flux

Simbol

%vol

Debit volumic

(m3/h)

debit kg/h

% gr.

Titei

F

100

459,77

0,8739

0,8700

400000,00

100

Total distilate

53

243,68

0,8237

0,8196

199698,79

49,93

Pacura

B

47

216,11

0,9304

0,9268

200301,21

50,07

Supravaporizat

Lo

2

9,20

0,9261

0,9225

8487,00

2,12

Fractia vaporizata din titei in ZV

V'

42,51

195,45

0,8142

0,8100

158314,50

39,58

Fractia lichida din titei in ZV

B'

57,49

264,32

0,9181

0,9144

241685.50

60,42

Lichid iesire din ZV

66,20

304,37

0,8261

0,8220

250192,14

62,55

Vapori stripati

Vs

13,90

63,91

0,7854

0,7811

49920,10

12,48

Abur stripare

Ab

6159,40


Temperatura la intrare in zona de vaporizare Tizv se obtine din curbe VE titei trasata la zv, tizv corespunde procentului V'.

dLo =>graFic

B'=B/1-SF-Lo

SF=21%=0,21

V'=100-B'

VS=Lezv*SF=13,90

dB'=F*dF-V'*dv'/B'

dLezv= B'*dB'+Lo*dLo/ Lezv

dVs= Lezv*dLezv-B*dB

tizv = 325˚C

Pzv = 1360 mm Hg

V' = 42,51 (V' a fost determinat anterior)


4.3.2 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'

42,51

195,45

0,8100

0,8142

158314,50

325

246,09

38959615,31

B'

57,49

264,32

0,9144

0,9181

241685,50

325

181,34

43827248,57

Iesiri cuptor Vec

35,00

160,92

0,8630

0,8669

138873,53

327

242,06

33615726,67

Bec

65,00

298,85

0,8738

0,8777

261126,47

327

186,89

48801925,98

Total iesiri


82786863,88

Total intrari

82417652,65

presupunem tec = tizv+2˚C; tec = 325+2= 327˚C

Qizv=QV'+QB'=GV'*Htizv+GB'*htizv

Htizv=246,09 kcal/kg

htizv=181,34 kcal/kg

Qizv=82786863,88 kcal/kg

f(πec,tec) =>Vec=35,00%

Bec=65,00%

Htec=242,06 kcal/kg

htec=186,89 kcal/kg

Qec=GVec*Htec+GBec*htec

Qec-Qizv/0,5GF=±0,5˚C

Qec-Qizv/0,5*400000=-1

Deci temperatura la iesire din cuptor este 327˚C.


4.3.3 Calculul temperaturii in baza coloanei tb


Temperatura din baza coloanei, tb , s-a determinat printr-un bilant termic pe contur deasupra talerului 4 din figura 6, conform algoritmului din indrumar



Flux

%vol fata de titei

Debit m3/h

Debit kg/h

Entalpia Kcal/kg

Flux termic Kcal/h

Temp

˚C

Intrari B'

57,49

264,32

0,9181

0,9144

241685,50

181,34

43827248,57

325

L0

2,00

9,20

0,9261

0,9225

8487,00

173,67

1473937,29

315

Abi

6159,40

725,49

4468583,11

290

Iesiri

B

47,00

216,11

0,9304

0,9268

200301,21

164,36

32921506,88

305

Vs

13,90

63,91

0,7854

0,7811

49920,10

245,78

12269362,18

320

Abe

6159,40

743,29

4578220,43

320


Total intrari =49769768,97

Total iesiri=49769089,49

tB calculat=304,94˚C

tB presupus=305 ˚C


Tb=tizv-(10-20)=325-20=305

TLo=tizv-10˚C=315

T4=tizv-tizv- tizv-tB/4=320

P=1360/760=1,79 atm

IABe=3114,2-0,79(3114,2-3112,2)=3112,62=743,29

HtB Qi-Qe/GB=164,36 Kcal/mol

0,000405t2+0,403t-164,36*√0.9304=0

Δ=0,4032+4*0,000405*158,34=0,42

√Δ=0,65

T1,2=-0,403+0,65/2*0,000405=304,94˚C


t5=315 ˚C

t4=320 ˚C


Deci temperatura in baza coloanei este de 305 sC



4.3.4 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'

42,51

195,45

0,8142

0,8100

158314,50

325

246,09

38959615,31

Vs

13,90

63,91

0,7854

0,7811

49920,10

320

245,78

12269362,18

Iesiri Vhezv

56,41

259,36

0,8071

0,8029

208234,6

324

246,02

51229876,29

Total intrari=51228977,49

Tzv=tizv-(1-2)=325-1=324˚C

Dvezv=dv'-V'+dVs*Vs/VHezv

0,00014t2+0,109t-100,27=0

Δ=0,04=0,20

T1,2=-0,109+0,20/2*0,00014=325 tpp este corect

4.3.5 Bilantul material pe stripere si proprietatile produselor la iesire din stripere


Flux

%vol fata de titei

%vol fata de produs

Debit m3/h

DEBITE

t0% VE produs nestripat

Sf

Kg/h

Kmol/h

D1

20,50

100

94,25

0,8850

0,8888

83411,25

271,70

0,31

D1'

29,71

144.93

136,60

0,8750

0,8789

119525,0

Vs1

9,21

44.93

42,35

0,8527

0,8567

36113,75

272

A1i

2686,13

149,23

D2

14,20

100

65,29

0,8275

0,8316

54027,48

246,70

197

0,24

D2'

18,68

131,55

85,89

0,8190

0,8231

70343,91

VSD2

4,48

31,55

20,60

0,7920

0,7963

16316,43

A2

1860,77

103,38

D3

10,30

100

47,36

0,7640

0,7684

36183,04

217,97

117

0,18

D3'

12,56

125,61

57,75

0,7540

0,7584

43543,50

Vs3

1,20

25,61

10,39

0,7340

0,7385

7360,46

A3

1349,76

74,99

RAB=28,5 Kg abur/m3produs stripat

D1'=D1/1-SF

4.3.6 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. 3 Bilant termic pentru calculul temperaturii pe talerul de extragere a motorinei tD1


Grafic tD1aproximativ=270 sC

tD2presupus=200 sC

Flux

Debit masic, kg/h

Debit molar, kmol/h

t, sC

Entalpie, kcal/kg

Flux termic, kcal/h

Intrari V'

158314,50


325

0,8142

246,09

38959615,31

B'

241685,50


325

0,9181

181,34

43827248,57

ABi

6159,40

342,19

290


725,49

4468583,11

LVS1

36113,75


257

0,8567

140,80

5084816,00

Iesiri B

200301,21


305

0,9304

164,36

32921506,88

D1

119525,00

389,33

270

0,8789



147,56

17637109,00

D2

54027,48

246,71

270

0,8316

210,84

11391153,88

D3

36183,04

217,97

270

0,7684

216,51

7833989,99

D4

26077,02

188,96

270

0,7137

221,43

5774234,54

Abe

6159,40

342,19

270


719,25

4430148,45

TOTAL:Qi=92340262,99 342,19kmol/h abur

Qe=62351033,74

t0%D1'=272 sC din grafic I8 tD1'aproximativ=270 sC

t0%D2'=197 sC din grafic I8 tD2'aproximativ=200 sC

tLVS1=-270-205/5+270=257

pΔ1=1298/760=1,71atm

iAbe=3014,0-0,71*(3014,0-3011,1)=3011,94=719,25Kcal/Kg

H270=206,59Kcal/Kg

h257=138,36Kcal/Kg

GRD1+1=Qi-Qe/H270-h257=439531,43

QRD1+1 Qi-Qe=29989229,25

nRD1+1=GRD1+1/MD1=1431,70 kmol/h

pΔ1=1298*(1431,70/1431,70+217,97+188,96+342,19)=852,13 mm col Hg

din AZNAI => tD1calc=272 sC =>tpropus=270 sC e corect


4.3.7 Calculul temperaturii in baza striperului t2D1

Calculele au fost efectuate conform algoritmului din indrumar.

SF=0,31

Grafic I.5=>Δtaproximativ=30sC

tD1-tAB=270-290=-20 sC

grafic I.6=> Δtaproximativ-Δtreal=-2 sC => Δtreal=32 sC

t4=tD1-Δtreal/4=262,0 sC

t2D1 presupus=tD1-Δtreal=270-32=238 sC


Fig. 4 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'

119525,0

0,8789

270

147,56

17637109,00

A1i

2686,13

290

725,49

1948760,45

TOTAL

19585869,45

Iesire D1

83411,25

0,8888

238

123,46

10297952,95

VS1

36113,75

0,8567

262

203,96

7366168,37

A1e

2686,13

262

715,34

1921496,23

TOTAL

-

928764,6

1atm iAie=2998,08

2atm iAbe=2994,94 iAbe1,71atm=2995,59=715,34

ht2D1=Qi-Qe/GD1=123,46

ht2D1=0,403t+0,000405t2/√

0,000405t2+0,403t-123,46√0,8888=0

Δ=0,35=>Δ=0,595

t2D1=-0,403+0,595/2*0,000405=237,04

t2D1calc=237,04 sC => t2D1presupus=238 sC e coect

4.3.8 Calculul temperaturii pe talerul de extragere a petrolului tD2

Temperatura tD2 a fost calculata conform algoritmului din indrumar. Rezultatele obtinute sunt prezentate in tabelul urmator:

Grafic tD2aproximativ=202sC

tD2presupus=200 sC

Fig. 5 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

Intrari V'

158314,50

325

0,8142

246,09

38959615,31

B'

241685,40

325

0,9181

181,31

43827248,57

ABi

6159,40

342,19

290

725,49

4468583,11

A1

2686,13

149,23

290

725,49

1948760,45

LVS2

16316,43

192

0,7963

103,44

1687771,52

Iesiri B

200301,21

305

0,9304

164,36

32921506,88

D1

83411,25

271,70

238

0,8888

123,46

10297952,95

D2'

70343,91

200

0,8231

106,70

7505695,20

D3

36183,04

217,97

200

0,7684

176,97

6403312,59

D4

26077,02

188,96

200

0,7137

181,22

4725677,56

A1e

2686,13

149,23

200

685,85

1842282,26

Abe

6159,13

342,19

200

85,85

4224424,49


t0%D2'=197 sC =>tD2'=200 sC

t0%D3'=117 sC=>tD3'=120 sC

NtP-BG=8 tlvs=-200-120/8+200=192 sC

tD2propus=200

p=1253/760=1,65atm

iAB=2872,08=685,85 kcal/mol

QRD2+1=Qi-Qe30476822,23kcal/h

H200=172,73kcal/kg

h192=101,74kcal/mol

GRD2+1 QRD1+1 H200-h192=429311,48

nRD2+1=1960,32kmol/h

P2 1253*(1960,32/1960,32+188,96+342,19+149,23)=930,16mm col Hg

din AZNAI tD2calc=202 sC=>tD2presupus=200 sC e corect

4.3.9 Calculul temperaturii in baza striperului t2D2

Calculele au fost efectuate conform algoritmului din indrumar.

SF=0,24

Grafic I.5=>Δtaproximativ=28 sC

tD2-tAB=200-290=-90 sC

grafic I.6=> Δtaproximativ-Δtreal=4 sC => Δtreal=26sC

t4=tD2-Δtreal/4=193,5sC

t2D2 presupus=tD2-Δtreal=200-26=174 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'

703343,91

0,8231

200

106,70

7505695,20

A2i

1860,77

290

725,49

1349970,03

TOTAL

8855665,23

Iesire D2

54027,48

0,8316

174

88,64

4788995,83

VS2

16316,43

0,7963

193,5

171,39

2796472,94

A2e

1860,77

193,5

682,75

1270440,72

Total

-

-

4066913,66

P=1,65atm

1atmiAb=2862,33

2atmiAB=2857,34 iAB1,65=2859,09 Kcal/kg

Ht2D2=Qi-Qe/GD2=88,64Kcal/kg

0,000405t2+0,403t-88,64*√0,8316=0

D=0,29 =>√D=0,54

t2D2=-0,43+0,54/2*0,000405=172,14sC=> t2D2propus=174 e corect

4.3.10 Calculul temperaturii pe talerul de extragere al petrolului

Temperatura tD3 a fost calculata conform algoritmului din indrumar. Rezultatele obtinute sunt prezentate in tabelul urmator:

Grafic tD3calculat=121,5sC

tD3presupus=120 sC



Fig. 6 Calculul temperaturii pe talerul de extragere a benzinei

Flux

Debit masic, kg/h

Debit molar, kmol/h

t, sC

Entalpie, kcal/kg

Flux termic, kcal/h

Intrari V'

158314,50

325

0,8142 

246,09

38959615,31

B'

241685,50

325

0,9181

181,31

43827248,57

Abi

6159,40

342,19

290

725,49

4468583,11

A1i

2686,13

149,23

290

725,49

1948760,45

A2i

1860,77

103,38

290

725,49

1349970,03

Lvs3

7360,46

119

0,7385

62,48

459881,54

TOTAL

91014059,01

Iesiri B

200301,21

305

0,9304

164,34

32921506,88

D1

83411,25

271,70

238

0,8888

123,46

10297952,95

D2

54027,48

246,71

174

0,8316

88,64

4788995,95

D3'

43543,50

120

0,7584

62,23

2709712,01

D4

26077,02

188,96

120

0,7137

140,78

3671122,88

A1e

2686,13

149,23

120

363,39

976112,78

A2e

1860,77

103,38

120

363,39

676185,51

Abe

6159,40

342,19

120

363,39

2238264,37

TOTAL

55570141,20

t0%D3'=117 sC=>tD3=120 sC

t100%D4=104,5 sC=>tD4=110 sC

tLVS3=120-10/9=119 sC

tD3propus=120 sC

p=1171/760=1,54atm

=Qi-Qe=35443917,81kcal/h

H120=137,86

h119=61,65

=465021,23kg/h

nRD3+1 2801,33kmol/h

PD3=1171*(2801,33/2801,33+149,23+103,38+342,19)=965,91

din AZNAI=>tD3calc=121,5 sC=>tD3presupus=120 sC e corect



4.3.11 Calculul temperaturii in baza striperului t2D3

Calculele au fost efectuate conform algoritmului din indrumar.

SF=0,18

Grafic I.5=>Δtaproximativ=24 sC

tD3-tAB=120-290=-170 sC

graphic I.6=> Δtaproximativ-Δtreal=2 sC => Δtreal=22 sC

t4=tD3-Δtreal/4=120-22/4=114,5sC

t2D3 presupus=tD3-Δtreal=98 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'

43543,50

0,7584

120

62,23

2709712,01

A3i

1349,76

290

725,49

979237,38

TOTAL

3688949,39

D3

36183,04

0,7684

98

50,41

1823987,05

Vs3

7360,46

0,7385

114,5

136,62

1005586,05

A3e

1349,76

114,5

359,17

484793,30

TOTAL

1490379,35

1atm iAb=2705,75

2atm iAb=480,44 => iAb=1504,08=359,17kcal/kg

ht2D3=Qi-Qe/GD3=50,41kcal/kg

0,00405t2+0,403*t-60,33*√0,7684=0

D=0,243 √D=0,484

t2D3calculat=-0,403-0,434/2*0,000405=100 sC

t2D3presupus=98 sC e corect

4.3.12 Calculul temperaturii in virful coloanei tN

Temperatura tN a fost calculata conform algoritmului din indrumar. Rezultatele obtinute sunt prezentate in tabelul urmator:

Grafic tNaproximativ= 112sC

tNpresupus= 110sC


Fig. 7 Calculul temperaturii in virful coloanei

Flux

Debit masic, kg/h

Debit molar, kmol/h

t, sC

Entalpie, kcal/kg

Flux termic, kcal/h

Intrari V'

158314,50

325

0,8142

246,09

38959615,31

B'

241685,50

325

0,9181

181,31

43827248,57

Abi

6159,40

342,19

290

725,49

4468583,11

A1i

2686,13

149,23

290

725,49

1948760,45

A2i

1860,77

103,38

290

725,49

1349970,03

A3i

1349,76

74,99

290

725,49

979237,38

TOTAL

91533414,85

Iesiri B

200301,21

305

0,9304

164,36

32921506,88

D1

83411,25

271,70

238

0,8888

123,46

10297952,95

D2

54027,48

246,70

174

0,8316

88,64

4788995,83



D3

36183,04

217,97

98

0,7686

50,41

1823987,05

D4

26077,02

188,96

110

0,7137

58,27

1519507,96

A1e

2686,13

149,23

110

414,44

1113239,72

A2e

1860,77

103,38

110

414,44

771177,52

A3e

1349,76

74,99

110

414,44

559394,53

Abe

6159,40

342,19

110

414,44

2552701,74

TOTAL

54828956,22

P=1090/760=1,43atm

iAB=1735,521=414,44 kcal/kg

H120=136,14 kcal/kg h30=14,74 kcal/kg

QR=Qi-Qe=36704458,63

GR=QR/H120-h30=302343,15 kg/h

mR=2190,89 kmol/h

PN=1090*(2190,89+188,96)/(210,89+188,96+149,23+103,38+74,99+342,19)=850,60 mm col Hg

f(t100%D4,PN) din AZNAI =>tD4calc=112 sC=>tD4presupus=110 sC e corect


  1. 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

Intrari

D4

26077,02

110

58,27

1519507,96

R

302343,15

110

58.27

17617535,35

Ab total

12056,06

110

725,49

8746550,97

TOTAL

27883594,28

Iesiri D4

26077,02

30

14,74

385157,59

R

302343,15

30

14,74

4465608,33

Ab total

12056,06

30

30,04

362164,04

TOTAL


--

--

5212929,96

QC=Qi-Qe=22670664,32 kcal/h

ti=20 sC

te=30 sC

ηc=0.9

GH2O= Qi-Qe/(te-ti)*ηc=2518962,70 kg apa/h=2518,96 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, % vol;

Lic=85 % vol;

dVi=0,7485;

dLi=0,8952;


Qic=Qec

Vic=68,97%vol

Gvic=51624,05

GLic=348375,95

Vec=35%

Bec=65%

htec=186,89 kcal/kg

Htec=242,06 kcal/kg

Qic=49640319,99 kcal/h;

Qec=82417652 ,65kcal/h;


ΔQcuptor= Qic-Qec=32777332 kcal/h

Gcombustibil=kg/h=4600t/h

q=9500

7.bilantul material si termIC PE INSTALATIA DA

7.1BILANTUL MATERIAL PE INSTALATIA

GF=3200000t/an=3,2*109

QVtitei=400000/870,0=459,77m3/h

Fractia

Simbol

% vol

Debit m3/h

% gr

Debit kg/h

M

Debit Kmol/h

Benz. usoara

D4

8,00

36,78

0,7137

0,7090

6,52

26077,02

138

188,96

Benz.

grea

D3

10,30

47,36

0,7684

0,7640

9,05

36183,04

166

217,97

Petrol

D2

14,20

65,29

0,8316

0,8275

13,51

54027,48

219

246,70

Motorina

D1

20,50

94,25

0,8888

0,8850

20,85

83411,25

307

271,70

Total distilate

aD

51.80

223.95







Pacura

B

47,00

216,11

0,9304

0,9268

50,07

200301,21



Titei

F

100,00

459,77

0,8739

0,8700

100,00

400000,00



Flux

%vol fata de titei

%vol fata de produs

Debit m3/h

DEBITE

t0% VE produs nestripat

Sf

Kg/h

Kmol/h

D1

20,50

100

94,25

0,8850

0,8888

83411,25

271,70


0,31

D1'

29,71

144.93

136,60

0,8750

0,8789

119525,0


Vs1

9,21

44.93

42,35

0,8527

0,8567

36113,75


272


A1i






2686,13

149,23



D2

14,20

100

65,29

0,8275

0,8316

54027,48

246,70

197

0,24

D2'

18,68

131,55

85,89

0,8190

0,8231

70343,91


VSD2

4,48

31,55

20,60

0,7920

0,7963

16316,43




A2






1860,77

103,38



D3

10,30

100

47,36

0,7640

0,7684

36183,04

217,97

117

0,18

D3'

12,56

125,61

57,75

0,7540

0,7584

43543,50


Vs3

1,20

25,61

10,39

0,7340

0,7385

7360,46


A3






1349,76

74,99



7.2Bilantul termic pe coloana



Flux

Flux termic, kcal/h

Intrari

V'

38959615,31

B'

43827248,57

ABi

4468583,11

A1i

1948760,45

A2i

1349970,03

A3i

979237,38

TOTAL

91533414,85

Iesiri

B

32921506,88

D1

10297952,95

D2

4788995,83

D3

1823987,05

D4

1519507,96

Condensator

22670664,32

Abtotal iesire

362164,04

TOTAL

89979532,96






8Dimensionarea coloanei DA



8.1Calculul diametrului



Se va considera pentru dimensionare o coloana de distilare echipata cu talere cu supape Glitsch.

Diametrul coloanei se stabileste pe baza sarcinei maxime de vapori si de lichid din coloanei:


Htn=136,14 kcal/kg

htiR=14,47 kcal/kg

Htn-1 136,60 kcal/kg

htn=58,27 kcal/kg

GRn=GR*(Htn-htir)/Htn-1-htn=468587,49kg/h

p=1,43atm=1,38bar

VR=GRn/dDn*3600=0,182m3/h


=19,28 m3/s

MD4=138kg/kmol

Dv=5,46m3/h

Vc =V =1,69m3/s

B=0,065

C=20,85

DC=5,19 Adoptam DC=5,2m


8.2Calculul inaltimii coloanei

Inaltimea coloanei a fost calculata conform algoritmului din indrumar.


Fig. 9 Determinarea inaltimii coloanei


HI=

h1=0,5* Dc= 2,6 m;

h2=(ntzs-1)*a=25*0,7=17,5m

h3=3*a=2,1m

h4=(ntzs-1)*b=3*0,8=2,4 m

h5=1-2m=1,5m

h6=1,19 m

δS=7min

Hi=27,29m; Adoptam H=27,3δ m;


9. Descrierea FLUXULUI 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.



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 urmatoare.




11. 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, 2004.