Tehnologia distilǍrii petrolului - proiect de an

UNIVERSITATE "OVIDIUS" CONSTANTA

FACULTATEA DE TEHNOLOGIA PRELUCRǍRII PETROLULUI SI PETROCHIMIE

TEHNOLOGIA DISTILǍRII PETROLULUI

PROIECT DE AN

Cap.I Introducere

Asupra modului de formare a titeiului in scoarta terestra s-au emis mai multe teorii.Unele dintre aceste considera ca titeiul ca fiind de origine anorganica, altele ii atribuie origine organica.

Teoria anorganica asupra originiei titeiului a fost formulate de M.Berthelot si a fost completata si sustinuta de D.I.Mendeleev.Aceasta teorie afirma faptul ca titeiul s-a format in straturile adanci ale scoartei prin actiunea apei asupra carburilor metalice: CaC₂' Al₄C₃ etc.,care in contact cu apa se descompun rezultand acetilena, metan si alte hidrocarburi si sub actiunea temperaturii si presiunii inalte din interiorul pamantului si in prezenta catalizatorilor naturali ( oxizi si saruri metalice), hidrocarburile nesaturate s-au polimerizat formand titeiul de azi.

Teoria organica se fundamenteaza pe mai multe ipoteze, si anume:

Titeiul este de origine vegetala (Figuier), formandu-se din plante prin putrezirea acestorasi transformarea lor in metan, dioxid de carbon si acizi grasi etc.

Titeiul e de origine animalica (Engler), rezultand din transformarea grasimiloranimalelor marine, in special a pestilor, la temperature si presiuni mari in scoarta pamantului;

Titeiul e de origine mixta, vegetala si animalica (Potonie) si prin transformarea unor planta si animale marine microscopice (microplancton), acoperite de namol, si sub actiunea unor bacterii anaerobe a rezultat o materie organica, numita "sapropel" care a imbibat namolul.Datorita transformarilor geologice ale scoartei pamantului, namolul cu "sapropelul" a fost acopetit de alte straturi de pamant.Sub influenta temperaturii si a presiunii inalte "sapropelul" din namol a suferit apoi transformari chimice rezultand titeiul.

In majoritatea cazurilor, titeiul astfel format n-a ramas in locul de foumare printer rocile permeabile adunandu-se sub forma zacamintelor in straturile de nisip inconjurate de straturi de argila inpermeabila .

Titeiul brut, este un lichid vascos, de culoare bruna-neagra, cu reflexe albastrui, rareori galbene.Are miros characteristic, este insolubil in apa si mai usor decat apa, densitatea lui variind intre 0,700 si 0,930 g/cm³.Nu are temperatura de fierbere fixa,fiind un amestec complex de hidrocarburi.

Prezenta lucrare are scopul elaborarii unui anteproiect tehnologic al unei instalatii de distilare atmosferica de tip "U".

Cap.II Date generale

II.1. Distilarea atmosfericǎ

Distilarea este procedeul industrial de separare a titeiului in fractiunile sale componente.

Cele mai importante fractiuni la distilarea primarǎ a titeiului sunt:

-benzina, care are punctul de fierbere de la 20-200⁰C;

-petrolul ( kerosen ) 174-275⁰C;

-motorina 200-400⁰C;

-reziduu de distilare primarǎ.

Aceste fractiuni se obtin prin incǎlzirea titeiului si izolarea componentilor.

Titeiul contine si gaze dizolvate, care la incǎlzire sunt puse in libertate. Acestea sunt formate in exclusivitate din hidrocarburi parafinice si sunt denumite gaze de la distilarea

titeiului.

Reziduul rǎmas in blazul de distilare este fractionat prin distilare sub vid, rezultand

urmǎtoarele fractiuni:

-ulei usor;

-ulei greu;

-ulei de fus;

-ulei mediu;

-ulei de cilindru;

-reziduu asfaltic ( din titei aromatic ) sau de cocs ( din titei parafinic ).

II.2. Procesul tehnologic

Distilarea titeiului reprezinta un process de bazza in prelucrarea titeiului.Prin distilare se urmareste sa se separe din titei o serie de produse distillate ca: benzina, white-spirit, petroluri, motorine si pacura.Acestea nu pot fi folosite in general decat dupa o prelucrare ulterioara.

Ca procedeu, distilarea amestecurilor se bazeaza pe propietatea lichidelorcare alcatuiesc amestecul de a avea volatilitati diferite, adica la aceeasi temperature au presiuni de vapori diferite.

In cadrul instalatiilor de DA, coloana de distilare atmosferica e aparatul principal, si in functie de modul de dimensionare si de realizare constructive a acesteia depinde calitatea produselor obtinute.

Coloanele de DA

II.3. Alegerea schemei tehnologice

Utilajele principale ale instalatiei de DA sunt urmǎtoarele:

-coloana de fractionare;

-cuptorul tubular;

-aparaturǎ de condensare si schimb de cǎldurǎ;

-stipere;

-pompe.

Cap.III DATE DE PROIECTARE

a) Rezultatele distilǎrii P.R.F. sunt:

b) Capacitatea instalatiei milioane tone/an

c)Timp de functionare: 8000 ore/an

d) Sortimentul de produse:

e) Decalaje:

BU-BG -15^OC

BG-P -25 ^OC

P-MU -5 ^OC

MU-MG -5 ^OC

f) Propietatile titeiului:

• Densitate, d²⁰_{4 titei}=0.850 g/cm³
• Sulf total, S%=1.2 % greutate
• Cantitatea de sare=5Kg/vagon

d¹⁵₁₅=0.9952* d²⁰₄ + 0.00806

Cap.IV POTENTIALUL DE PRODUSE ALBE

Cantitatea maxima dintr-un produs de o calitate impusa care sa se poata separa prin distilare se numeste "potential din acea fractiune.Ocaracterizare mai completa a procesului, cat si a produselor obtinute se poate realize utilizand urmatoarele curbe:

1. curba medie-densitate

Se poate obtine experimental prin distilarea unei cantitati de produs intr-un aparat

de distilare P.R.F. , separandu-se succesiv fractiuni mai inguste ( de obicei de 3-5%) care sunt analizate separate.

Cu ajutorul datelor obtinute se traseaza curba de procente medii - densitate, luandu-se in abscisa ca variabila independenta, procentul distilat.

Grafic, la trasarea curbelor se foloseste metoda suprafetelor egale pentru fractiunile mai mici de 25% si cele mai mari de 90%.Pentru fractiunile cuprinse intre aceste valori, densitatiile medii sunt orizontale care trec prin centrul fractiunilor, variatia densitatii cu procentele distillate fiind lineara.

2. curba P.R.F (puncte reale de fierbere)

Este data de distilarea P.R.F. ce se realizeaza prin contactarea repetata a vaporilor cu lichidul de compozitie apropiata, aflat la temperature de fierbere intr-o coloana de fractionare prevazura cu talere.

Curba P.R.F. are un character aditiv si se utilizeazaz pentru stabilirea randamentului de produse obtinute de distilare si in cazul analizelor teoretice legate de problemele financiare.

3. curba V.E (vaporizare in echilibru)

In cazul vaporizarii in echilibru, vaporii nu sunt eliminate din system pe masura ce se formeaza, ci sunt mentinuti in contact imtim cu lichidul din care provin, pana la atingerea unei temperature, la care are loc separarea celor doua faze aflate in echilibru.

Curba de vaporizare in echilibru prezinta interes deosebit, deoarecef reduce conditiile de lucru din instalatiile industriale.

Pentru amestecurile complexe, produse petroliere, se pot utilize pentru trasarea curbei V.E, o serie de corelatii stabilite pe cale empirica, cele mai utilizate fiind metoda Piromov si Beiswenger, metoda Nelson, metoda Obreadcikov si Smidovici, metoda Edmister-Okamoto.

In presentul anteproiect se utilizeaza metoda Edmister-Okamoto pentru trasarea curbei V.E plecand de la curba P.R.F.

Potentialul de produse albe reprezintǎ procentul maxim de produse de o anumitǎ calitate ce se obtine dintr-un anumit produs supus distilǎrii.

Ca metodǎ de calcul a potentialului de produse albe se alege metoda care utilizeazǎ drept criteriu de separare temperaturile finale pe curbele STAS ale produselor si decalajele pe curbele STAS intre produsele fractionate.

Calculul se efectueazǎ in urmǎtoarea succesiune:

1. Se traseazǎ curba PRF a titeiului, care coreleazǎ temperatura de fierbere cu procentele volum distilate ( din datele de proiectare ).

2. Se stabilesc limitele de distilare pe curba STAS pentru produsele ce urmeazǎ a fi obtinute.

3. Se stabilesc decalajele pe curba STAS intre produsele vecine.

Decalajul este o apreciere a gradului de separare intre fractiuni si reprezintǎ diferenta dintre temperatura la care distilǎ 5 % vol. produs greu si temperatura la care distilǎ 95 % produs usor pe curba STAS.

d_(5-95)STAS=t_5%PG-t_95%PU

BU-BG=10 . 15^oC

BG-P =15 . 25^oC

P -MU=0 . 5^oC

MU-MG=0 . 5^oC

4. Se transformǎ decalajul pe curba STAS in decalaj pe curba PRF cu ajutorul graficului de corelare.

Pe curba PRF decalajul negativ intre douǎ fractiuni se numeste suprapunere si reprezintǎ temperatura la care distilǎ 100 % produs usor ( PU ) minus temperatura la care distilǎ 0 % produs greu ( PG ) pe curbele PRF.

S_PRF=t_100%PU-t_0%PG

S_{PRF BU-BG}=52.5^OC

S_{PRF BG-P}=38^oC

S_{PRF P-MU}=45^oC

S_{PRF MU-MG}=45^oC

5. Se coreleazǎ temperatura la 100 % distillate pe curba STAS cu temperatura la 100 % pe curba PRF.

6. Se calculeazǎ temperatura initialǎ pe curba PRF a produsului usor cu relatia:

t_0%PG=t_100%PU-s_PRF(PU-PG)

t_0%BG=148-52.5=95.5^oC

t_0%P=217-38=179^oC

t_0%MU=319-45=274^oC

t_0%MG=355-45=310^oC

7. Se calculeazǎ temperatura de tǎiere intre produsul usor si greu cu relatia:

t_t(PU-PG)=

t_t(BU-BG)=(148+95.5)/2=121.75^oC

t_t(BG-P)=(217+179)/2=198^oC

t_t(P-MU)=(319+274)/2=296.5^oC

t_t(MU-MG)=(355+310)/2=332.5^oC

8. Din curba PRF a titeiului in functie de temperatura de tǎiere se citeste % volum cumulate de produse distilate.

9. Se determinǎ potentialul de produse.

BU=10.9 % vol.

BG=16.38 % vol.

P=20.92 % vol.

MU=7.2 % vol.

MG=7.77 % vol.