PROIECT LA DISCIPLINA: TEHNOLOGIA DISTILARII - Calculul tehnologic al unei instalatii de distilare atmosferica

PROIECT LA DISCIPLINA : TEHNOLOGIA DISTILARII

Tema proiectului: Calculul tehnologic al unei instalatii de distilare atmosferica

Date de proiectare:

Tipul titeiului si caracteristicile diferitelor fractiuni: GAMBA

Debitul instalatiei 3.400.000 t/an titei

Temperatura de intrare a titeiului in instalatie 20 ^oC.

Temperatura apei de racire : 28-38 ^oC.

Temperatura si presiunea aburului: t = 320 ^oC, P = 4 atm.

Combustibilul folosit la cuptoare: Pacura cu H_i =11000 kcal/kg.

Se cere:

Stabilirea continutului potential de produse albe.

Calculul proprietatilor medii ale produselor.

Alegerea schemei tehnologice a instalatiei.

Calculul sistemului de fractionare.

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

Calculul presiunii si temperaturilor din coloana.

Sarcina termica a cuptorului tubular.

Bilantul de materiale si termic pe instalatie.

Descrierea procesului tehnologic, a controlului fabricatiei, a masurilor de protectia muncii, consumuri si consideratiuni economice.

Schema generala a instalatiei, inclusiv automatizarea procesului (plansa format A₃

INTRODUCERE

In industria de prelucrare a petrolului si petrochimica, un rol deosebit il au coloanele de fractionare.

Calculul complet al unei coloane de fractionare presupune dimensionarea tehnologica si dimensionarea mecanica, cele doua dimensionari fiind interdependente.

In aceasta lucrare sunt prezentate elemente privind calculul tehnologic pentru un tip de coloana si anume coloana de distilare atmosferica a titeiului.

Pornind de la datele de proiectare care includ proprietatile fizico-chimice ale materiei prime , precum si caracteristicile produselor obtinute, acest proiect prezinta calculul sistemului de fractionare pentru coloana mai sus mentionata.

Distilarea atmosferica a titeiului reprezinta prima etapa din cadrul proceselor de prelucrare complexa a titeiului.

Titeiul este separat intr-o serie de factiuni inguste cu limite de distilare bine definite:

- benzina;

- petrol;

- motorina;

- pacura - in instalatia de distilare atmosferica si in continuare in instalatia de distilare in vid, de unde rezulta fractiuni de uleiuri sau distilate de vid si un reziduu.

Aparatele principale ale unei instalatii de distilare sunt :

coloana de fractionare;

cuptorul tubular;

schimbatoarele de caldura;

pompele;

striperele

Prin distilarea atmosferica se realizeaza separarea titeiului, dupa incalzire si vaporizare, intr-o serie de fractiuni inguste si reziduu, ce constituie materii prime pentru o serie de procese de prelucrare ulterioara.

COLOANE DE DISTILARE ATMOSFERICA

GENERALITATI

Specificul unei instalatii de distilare atmosferica este conferit de natura si calitatea titeiului prelucrat. Astfel se intalnesc urmatoarele tipuri:

instalatii cu o singura coloana;

instalatii cu doua coloane;

instalatii cu vaporizator preliminar si o coloana de fractionare.

1. Instalatii DA cu o singura coloana

Aceasta instalatie este pentru titeiuri cu un potential relativ scazut de produse usoare (gaze,benzina). Acest tip de instalatie prezinta unele avantaje cum ar fi:este simpla,cuprinde un numar redus de echipamente, conductele au lungime mai mica,consumul de combustibil si abur este mai redus datorita fractiilor usoare prezente in zona de vaporizare a coloanei.

In acest tip de instalatie, titeiul este tras de la rezervoare cu o pompa si trecut prin schimbatoare de caldura pentru a fi preincalzit la temperatura necesara la desalinarea electrica.

Prin procesul de mai sus se realizeaza separarea apei, a impuritatilor mecanice si a unor saruri minerale continute in titei. Dupa desalinare, titeiul isi urmeaza circuitul prin alte schimbatoare de caldura unde isi continua incalzirea, apoi este introdus in cuptor, unde are loc incalzirea si vaporizarea partiala. Titeiul, partial vaporizat, intra in coloana de distilare atmosferica , in zona de vaporizare. In coloana, pe baza diferentelor punctelor de fierbere are loc separarea titeiului pe fractiuni.

In urma distilarii titeiului, din coloana se separa:

Vapori de benzina usoara -se obtin la varful coloanei si sunt apoi condensati intr-un condensator tubular cu apa. Benzina acumuleaza apoi in vasul de reflux, impreuna cu apa rezultata din condensarea aburului introdus in coloana pentru striparea pacurii si in stripere pentru striparea fractiunilor laterale.

La partea superioara a vasului de reflux se separa gazele prezente in titei, iar benzina usoara rezultata este trimisa o parte ca reflux rece la varful coloanei iar restul se trimite la depozit.

Fractii de benzina grea, petrol, motorina -se extrag lateral din coloana de distilare atmosferica in faza lichida. Acestea se stripeaza cu abur sau in stripere cu refierbator. Fractiile laterale extrase fac apoi schimb de caldura cu titeiul si se racesc cu apa inainte de a fi trimise la depozit.

Pacura stripata-preincalzeste titeiul,este racita si trimisa la depozit.

2. Instalatii DA cu doua coloane:

Aceste instalatii sunt pentru titeiuri cu un potential ridicat de produse albe. Au in componenta lor o coloana de prefractionare numita coloana "zero" de dimensiuni mai mici si o coloana de distilare. Titeiul supus prelucrarii este astfel fractionat in doua trepte:

In prima treapta de separare - (coloana "zero") rezulta benzina usoara care poate fi stabilizata in cadrul instalatiei de distilare atmosferica intr-o coloana de debutanizare sau depentanizare.

In treapta a doua - ( coloana de distilare principala ) titeiul dezbenzinat este prelucrat in scopul obtinerii de fractii de produs petrolier.

In instalatia DA cu doua coloane este preferabil sa se supuna distilarii atat titeiuri bogate in fractiuni usoare cat si titeiuri superioare, caz in care hidrogenul sulfurat format este eliminat la varful coloanei "zero" fiind astfel diminuata coroziunea in coloana de distilare propriu -zisa care este mai scumpa. Prin dezavantajele acestui tip de instalatie pot fi enumerate: costul mai ridicat, necesitatea unui numar mai mare de echipamente tehnologice si lungimi mai mari de conducte, consum marit de combustibil si abur, deoarece in acest caz fractiunile usoare nu mai actioneaza ca gaz inert in zona de vaporizare a coloanei principale.

Schema de proces a acestui tip de instalatie cuprinde doua coloane de fractionare. In prima coloana de dimensiuni mai mici, denumita si coloana "zero" are loc un proces de separare a fractiunilor usoare din titei care, dupa condensare, sunt dirijate la coloana de stabilizare pentru corectarea temperaturii finale de distilare. Titeiul dezbenzinat intra in cuptor pentru a fi incalzit si vaporizat, apoi este dirijat la coloana principala.

Procesul de distilare a titeiului in aceasta instalatie, este recomandat pentru titeiuri sulfuroase si pentru titeiuri bogate in produse usoare.

3. Instalatii DA cu vaporizator preliminar si o coloana de fractionare

Acest tip de instalatie are in locul coloanei "zero" un vas din care fractiile usoare sub forma de vapori, separate din titeiul preincalzit in prima treapta nu sunt colectate ca fractii finite ci sunt introduse in zona de vaporizare a coloanei principale de fractionare.

Pe acest tip de instalatie se pot prelucra titeiuri bogate in fractiuni usoare cu un consum redus de combustibil si abur.

Schema de proces a acestui tip de instalatie cuprinde , pe langa coloana principala, un vaporizator preliminar din care sunt colectate fractiunile usoare existente in titei. Acesti vapori de benzina usoara se introduc in coloana principala in zona de vaporizare a acesteia. Titeiul obtinut la baza vaporizatorului este dirijat in coloana principala dupa ce a fost incalzit si vaporizat in cuptor. In continuare fluxul tehnologic este identic cu cel de la tipul de instalatie cu o coloana.

COLOANE DE DISTILARE ATMOSFERICA

CALCUL TEHNOLOGIC

In vederea efectuarii calculului tehnologic al coloanelor de distilare atmosferica,sunt necesare urmatoarele date de proiectare :

Tipul si caracteristicile titeiului -( curba PRF, curba % medii-densitate continut de sulf, continutul de impuritati etc. );

Calitatea produselor ce vor fi obtinute -( limite de distilare, procente distilate la o anumita temperatura, densitate etc. );

Capacitatea instalatiei, t/an ;

Date privind utilitatile folosite in proces ( parametrii tehnologici ai apei si aburului, puterea calorica a combustibilului etc. );

Gradul de separare ( decalajul ) intre fractiunile ce urmeaza a fi obtinute.

In urma calculului tehnologic pentru coloana de distilare atmosferica se determina :

Potentialul de produse cu specificatiile date.

Caracteristicile produselor obtinute.

Numarul de talere necesar pentru separarea diferitelor fractiuni.

Regimul de presiuni din coloana.

Regimul de temperaturi din coloana.

Gradul de separare intre fractiuni, comparandu-se cu gradul de separare (decalaj) impus.

Diametrul si inaltimea coloanei.

Sarcina termica a cuptorului.

Consumurile de utilitati.

DATELE DE PROIECTARE ALE TITEIULUI :

Tipul titeiului: GAMBA (Gabon)

Caracteristici:

= 0,866 g/cm³

Apa, % vol

Apa si sedimente, % vol : < 0,10

Sulf total, % gr

Sulf mercaptanic, % gr

Hidrogen sulfurat, % gr : lipsa

Parafine, % gr

Asfaltene, % gr < 0,05

Tabelul 1.2. Curba PRF

Curba % medii - densitate :

CAPITOLUL 1

STABILIREA POTENTIALULUI 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 alegem metoda care utilizeaza drept criteriu de separare, temperaturile finale pe curbele STAS ale produselor si decalajele pe curbele STAS intre produsele fractionate.

Etapele de calcul

Se traseaza curba PRF a titeiului care coreleaza temperatura de fierbere cu procentele volum distilate (din datele de proiectare).

Se stabilesc limitele de distilare pe curba STAS pentru produsele ce urmeaza a fi obtinute

( din tabel 2 / pag 42 - Ghid de proiectare )

Benzina : t_{final STAS} = 205 °C

Petrol : t_{final STAS} = 280 °C

Mot usoara : t_{final STAS} = 340 °C

Mot grea : t_{final STAS} = 370 °C

3. Se stabilesc decalajele pe curba STAS intre produsele vecine. ( tabel 3 / pag 43 Ghid de proiectare)

benzina - petrol : 25 °C

petrol - mot usoara : 6 °C

mot usoara - mot grea : 6 °C

4. Se transforma decalajul pe curba STAS in decalaj pe curba PRF cu ajutorul graficului de corelare ( figura I.3./ pag 203 Ghid de proiectare )

benzina - petrol : 18 °C

petrol - mot usoara: 40 °C

mot usoara - mot grea : 40 °C S_PRF = t_{100% PU}-t_{0% PG}

5. Se coreleaza temperatura la 100% distilate pe curba STAS cu temperatura la 100% pe curba PRF (grafic I.2. / pag 202 - Ghid de proiectare )

benzina : 215 °C

petrol : 295 °C

mot usoara : 360 °C

mot grea : 390 °C

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

t_0%PU=t_100%PG-S_{PRF (PU-PG)}

t_{0% petrol} = 215 - 18 = 197 °C

t_{0% mot usoara} = 295 - 40 = 255 °C

t_{0% mot grea} = 360 - 40 = 320 °C

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

8.Din curba PRF a titeiului in functie de temperatura de taiere se citeste procentul volum cumulat de produse distilate (curba PRF, anexa la proiect)

9. Se determina potentialul de produse

Tabelul 1.1. Calculul potentialului de produse albe

Din datele de proiectare privitoare la titei se mai traseaza :

Curba de procente medii-densitate (graficul 1 - anexa la proiect)

Curba de procente medii-densitate (graficul 1- anexa la proiect ).

Curba de randament - densitate (graficul 1 - anexa la proiect).

Curba VE a titeiului la presiune atmosferica pornind de la curba PRF (graficul 1- anexa la proiect).

Pentru trasarea curbei VE a titeiului se utilizeaza metoda Nelson astfel :

Etapele de calcul :

a)     Se calculeaza panta curbei de referinta (PRF) in domeniul 10-70 % cu relatia :

b)     Se determina panta curbei VE in functie de de panta curbei PRF cu ajutorul fig .8 / pag 57 din Ghidul de proiectare :

P_{10-70 % PRF} = 5,2 => P_{10-70 % VE} = 3,5

c)     Din curba PRF se determina temperatura la care distila 50 % titei :

t_{50 % titei} = 413 °C

d)     Se determina Δt_{50 %} (cu ajutorul fig. 10 / pag 59 - Ghid de proiectare ) in functie de P_{10-70% PRF} si temperatura la care distila 50 % titeiul pe curba PRF :

Δt_50% = 28 °C

e)     Se calculeaza temperatura la care distila 50 % pe curba VE din relatia :

Δt_50% = t_{50% PRF} - t_{50% VE}

t_{50% VE} = t_{50% PRF} - Δt_50% = 413 - 28 = 384 °C

f)      Se calculeaza t_{0% VE} si t_{100% VE} cu relatiile :

t_{0% VE} = t_{50% VE} - 50 · P_VE = 385 - 50 · 3,5 = 210 °C

t_{100% VE} = t_{50% VE} + 50 · P_VE = 385 + 50 · 3,5 = 560 °C

CAPITOLUL 2

CARACTERIZAREA PRODUSELOR

2.1. DETERMINAREA PROPRIETATILOR MEDII ALE PRODUSELOR

Pentru produsele obtinute de distilare se determina :

Densitatea si . Limitele de variatie a densitatii pentru produsele distilate sunt :

Benzina    0,700 - 0,780 g /cm³

Petrol    0,800 - 0,830 g /cm³

Motorina 0,850 - 0,905 g /cm³

Densitatea se determina din curba de % medii - densitate, citind densitatea la jumatatea intervalului corespunzator fiecarui produs. Astfel densitatile produselor sunt :

Densitatea pacurii se determina cu ajutorul relatiei :

Densitatea se transforma in cu relatia :

masa moleculara medie - .

Limitele aproximative alei masei moleculare medii pentru produsele obtinute din distilarea titeiului sunt :

benzina    90 - 160 g /mol

petrol    180 - 200 g /mol

motorina    210 - 260 g /mol

Masa moleculara medie se determina cu ajutorul relatiei:

Factorul de caracterizare, K se determina cu relatia:

T = temperatura medie molara in cazul nostru s-a folosit t_50%STAS)

Principalele caracteristici ale fractiunilor distilate se prezinta in tabelul 2.1.1.

Tabelul 2.1.1. Caracteristicile produselor:

2.2. TRASAREA CURBELOR PRF SI VE ALE PRODUSELOR

Cunoscandu-se curba PRF a titeiului si potentialul de produse se traseaza pentru fiecare produs curba PRF.

Aceasta se traseaza din curba PRF titei transformand procentele volum fata de titei in procente volum fata de produsul considerat si apoi se construieste graficul t (°C) - % vol pentru fiecare produs in parte .

Curbele PRF ale produselor :

Benzina : Petrol :

Motorina usoara : Motorina grea :

Pentru trasarea curbelor de vaporizare in echilibru ( VE ) folosim metoda Nelson la presiune atmosferica. Cu ajutorul acestei metode se poate trasa curba VE aproximata la o dreapta ( cand extremitatile curbelor de referinta au curburi reduse .

Etape de calcul:

1. Se calculeaza panta curbei PRF in domeniul 10 -70 % a fiecarui produs in parte cu formula :

In care :

P_PRF - panta curbei PRF in domeniul 10-70%.

t_70% - temperatura la care distila 70% produs pe curba PRF, C.

t_10% - temperatura la care distila 10% produs pe curba PRF, C.

2. Cu ajutorul graficului 10 / pag 57 din Ghidul de proiectare se coreleaza P_{10-70% PRF} cu P_{10-70% VE} .

3. Se determina Δt_50% din figura 10 / pag 59 din ghidul de proiectare , in functie de P_{10-70% PRF} si temperatura la care distila 50 % vol produs pe curba PRF.

4. Se calculeaza temperatura la care distila 50 % produs pe curba VE cu relatia :

Δt_50% = t_50%PRF - t_50%VE => t_50%VE = t_50%PRF - Δt_50%

Se calculeaza t_0%VE si t_100%VE cu relatiile :

t_0%VE = t_50%VE - 50 · P_VE

t_100%VE = t_50%VE + 50 · P_VE

Se unesc punctele calculate (t_0%VE , t_50%VE , t_100%VE) printr-o dreapta - graficul 2 anexa la proiect.

Benzina :

P_10-70%PRF = 2 => P_10-70%VE = 0,8

t_50%PRF - t_50%VE = 12 °C => t_50%VE = 145 - 12 = 133 °C

t_0%VE = 133 - 50 · 0,8 = 93 °C

t_100%VE = 133 + 50 · 0,8 = 173 °C

Petrol :

P_10-70%PRF = 0,77 => P_10-70%VE = 0,15

Δt_50% = - 1 °C => t_50%VE = 242 - (- 1) = 243 °C

t_0%VE = 243 - 50 · 0,15 = 235,5 °C

t_100%VE = 243 + 50 · 0,15 = 250,5 °C

Motorina usoara :

P_10-70%PRF = 0,7 => P_10-70%VE = 0,1

Δt_50% = - 6 °C => t_50%VE = 310 - (- 6) = 316 °C

t_0%VE = 316 - 50 · 0,1 = 311 °C

t_100%VE = 316 - 50 · 0,1 = 321 °C

Motorina grea :

P_10-70%PRF = 0,55 => P_10-70%VE = 0,08

Δt_50% = - 10 °C => t_50%VE = 364 - (- 10) = 374 °C

t_0%VE = 374 - 50 · 0,08 = 370 °C

t_100%VE = 374 + 50 · 0,008 = 378 °C

Curbele VE ale produselor :

Benzina : Petrol :

Motorina usoara :    Motorina grea :

CAPITOLUL 3

ALEGEREA SCHEMEI TEHNOLOGICE

Utilajele principale ale instalatiei de distilare atmosferica sunt :

Coloana de fractionare

Cuptorul tubular

• Aparatura de condensare si schimb de caldura
• Stripere
• Pompe

In cadrul calculului tehnologic al coloanei de distilare atmosferica a titeiului se considera dupa felul refluxului ce se da in coloana trei tipuri de coloane :

tip U, tip R, tip A.

3.1. COLOANA DE DISTILARE ATMOSFERICA DE TIP U

La acest tip de coloana prelucrarea 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. (figura 3.1.)

Coloana de tip U este neeconomica deoarece caldura eliminata nu poate fi recuperata datorita unui nivel de temperatura prea scazut si este eliminata in atmosfera prin condensatorul racitor de la varful coloanei.

Din aceasta coloana se extrag mai multe fractiuni laterale .

Alimentarea coloanei se face cu titei partial vaporizat in zona de vaporizare, iar produsele laterale care 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 stripare se reintroduce in coloana cu un taler mai sus decat talerul de extragere, iar produsele stripate dupa ce fac schimb 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 si vapori prin coloana cresc 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 tipul R.

Figura 3.1. Schema tehnologica a unei coloane de DA ~ tip U

3.2. CALCULUL TEHNOLOGIC AL COLOANEI DE TIP U

Desi coloanele de tip U nu se mai folosesc in industrie, ca atare, modul de calcul al coloanelor de tip R si A se bazeaza pe un calcul preliminar al unei coloane de tip U.

Eficienta fractionarii intr-o coloana de DA depinde de numarul de talere utilizat si de refluxul intern.

a) Alegerea numarului de talere

Datorita dificultatii determinarii numarului de talere pentru distilarea unei materii prime complexe cum este titeiul, alegerea numarului de talere se face pe baza datelor practice din literatura. Majoritatea coloanelor de distilare atmosferica au de la 25 la 35 talere intre zona de vaporizare si varful coloanei. In tabelul 3.2.1. este dat numarul de talere ales pentru diversele zone ale coloanei de DA.

Tabelul 3.2.1.Numarul de talere ales pentru zonele coloanei de distilare atmosferica

b) Alegerea presiunilor in coloana

Calculul presiunilor in coloana in punctele cheie din coloana se face pe baza datelor din literatura , conform schemei din figura 3.2.

Figura 3.2 Stabilirea presiunilor in punctele cheie din coloana

Relatiile folosite la calculul presiunilor:

p_VR=760+ (10-50) mmHg = 760 + 40 = 800 mmHg

p_VC p_VR+(250-350) mmHg = 800 + 300 = 1100 mmHg

p_D3 p_VC+N_t(VC-D3) · DP_t = 1100 + 6 · 7 = 1142 mmHg

p_D2 p_VC+N_t(VC-D2) · DP_t = 1142 + 5 · 7 = 1177 mmHg

p_D1 p_VC+N_t(VC-D1) · DP_t = 1177 + 6 · 7 = 1219 mmHg

p_ZV p_VC+N_t(VC-ZV) · DP_t = 1100 + 20 · 7 = 1240 mmHg

p_b p_ZV+N_t(VC-ZE) · DP_t = 1240 + 4 · 7 = 1268 = mmHg

p_ec p_ZV+(150-250) mmHg = 1240 + 200 = 1440 mmHg

unde:

p_VR - presiunea in vasul de reflux (mmHg) care se alege in functie de mediul de racire si de cantitatea de gaze rezultate din titei;

p_VC - presiunea la varful coloanei, mmHg;

DP_t - caderea de presiune pe taler, care in functie de tipul de taler utilizat se alege intre 5 - 10 mmHg in coloanele de distilare atmosferica. Pentru datele din proiect este aleasa valorea 7 mmHg;

p_Di - presiunea pe talerul de extragere a fractiunii D_I , mmHg

N_t(VC-Di) - numarul de talere intre varful coloanei si talerul de extragere al fractiunii D_I , mmHg

N_ZV-ZE - numarul de talere intre zona de vaporizare si zona de epuizare (stripare)

p_ZV - presiunea in zona de vaporizare,mmHg

p_b - presiunea in baza coloanei, mmHg

p_ec - presiunea in iesirea din cuptor, mmHg

p_iZV - presiunea la intrarea in zona de vaporizare

Tabelul 3.2.2. Calculul presiunilor :

c) Trasarea curbelor VE titei la p_ZV si p_ec

Curbele VE titei la aceste presiuni sunt necesare pentru calculul temperaturilor la intrarea in zona de vaporizare si la iesirea din cuptor.

Temperaturile la 50 % distilate pentru p_ZV si p_ec se obtin cu ajutorul nomogramei AZNII

Tabelul 3.2.3. Temperaturile obtinute la p_zv si p_ec

CAPITOLUL 4

CALCULUL TEMPERATURILOR DIN COLOANA DE DISTILARE ATMOSFERICA

Coloana de fractionare a titeiului are trei zone importante:

zona de alimentare sau vaporizare;

zona de fractionare;

zona de stripare sau de epuizare.

In zona de fractionare sunt foarte importante temperaturile pe talerele de extragere a fractiunilor laterale si la varful coloanei,deoarece acestea determina limitele de distilare ale produselor respective.

CALCULUL BILANTULUI DE MATERIALE IN ZONA DE VAPORIZARE SI STRIPARE A COLOANEI

Materia prima (titeiul), F este alimentata in zona de vaporizare a coloanei partial vaporizata.

Figura 4.1. Fluxurile materiale

in zonele de vaporizare si de stripare.

Bilantul de materiale in zona de vaporizare si stripare este prezentat in figura: 4.1.

Semnificatia notatiilor este urmatoarea:

F - materie prima;

A_B - abur de stripare introdus la baza coloanei;

Debitul de abur se calculeaza ca produs intre ratia de abur si debitul de pacura stripata.

Se utilizeaza abur de joasa presiune supraincalzit. Caracteristicile aburului utilizat se aleg din date practice sau din literatura.

B' - fractia vaporizata din titei la intrarea in coloana corespunzatoare t_IZV si p_IZV

L₀ = supravaporizatul care asigura reflexul intern intre talerul de extragere al primului produs lateral D₁ si zona de vaporizare.

Supravaporizatul se alege in functie de calitatea primului produs lateral si alte consideratii economice. In mod obisnuit supravaporizatul se alege 2 - 4 % volum fata de titei.

V_s - vapori stripati din lichidul care intra in zona de stripare din baza coloanei. V_s se poate calcula cu relatiile:

V_S = L_ezv· s_F sau V_S = L_ezv - B

B - pacura stripata;

L_ezv - lichid la iesirea din zona de vaporizare;

SD - suma de produse distilate : SD=D₁+ D₂+ D₃+ D₄

V_HEZV - vapori hidrocarburi la iesirea din zona de vaporizare. Din figura rezulta:

V_HEZV =V'+V_S=SD+L₀

Tabelul 4.1.1.Calculul bilantului de materiale in zona de vaporizare si striparea coloanei:

Calculele:

Densitatile fluxurilor materiale implicate sunt cunoscute sau se determina astfel:

Densitatea titeiului se cunoaste din date de proiectare.

2) Densitatea d_SD se poate determina prin curba de randament - densitate sau cu formula:

Densitatea pacurii se determina cu relatia:

Densitatea supravaporizatorului L₀ se determina din curba de procente medii - densitate.

Densitatea vaporilor din titei la intrarea in zona de vaporizare,d_v, se determina din curba de randament - densitate sau procente medii - densitate.

Densitatea fractiilor lichide din titeiul intrat in ZV,d_B, se determina dintr-un bilant masic:

F·d_F=V'·d_v' +B'·d_B'

unde F,V',B' sunt exprimate in procente volum.

Densitatea lichidului la iesirea din zona de vaporizare este data de relatia:

unde B', L₀, L_ezv se exprima in procente volum.

Densitatea vaporilor stripati, d_Vs se poate determina:

cu relatia :

unde L_ezv, B si V_s se exprima in procente volum.

din curba de procente medii - densitate

CALCULUL TEMPERATURILOR IN COLOANA DE DISTILARE ATMOSFERICA DE TIP U

Se vor determina temperaturile la intrare in zona de vaporizare, in baza coloanei precum si la iesirea din cuptor. De asemenea, se vor determina si temperaturile pe talerele de extragere a fractiunilor laterale, la varful coloanei si la iesirea din stripere a produselor.

4.2.1. CALCULUL TEMPERATURII LA INTRARE IN ZONA DE VAPORIZARE, t_izv

Temperatura la intrarea in zona de vaporizare t_iZV se obtine din curba VE_TITEI trasata pentru presiunea din zona de vaporizare,p_zv,t_izv corespunde procentului de titei vaporizat la intrarea in zona de vaporizare, V':

V' - se     determina din bilant material pe coloana

F= V'+B'=100

V'=100 - B'

B'+L₀=L_ezv=B+V_S

L_ezv=B+V_ST L_ezv=B+ L_ezv ·S_FT L_ezv=(1- S_F)=B

A_b=28,5Kg abur/m³ abur stripat.

S_F se alege din grafic functie de ratia de abur - S_F=20,7%volum.

Din V'+B'=100T V'=100-B' rezulta

T din graficul VE la p_ZV t_iZV=312sC

Semnificatia termenilor este cea mentionata anterior.

4.2.2. CALCULUL TEMPERATURII TITEIULUI LA IESIRE DIN CUPTOR, t_ec

Temperatura titeiului la iesirea din cuptor , t_ec se determina presupunand ca pe conducta de transfer (cuptor - coloana) are loc o vaporizare adiabata, deci Q_ec= Q_iZV.

Algoritmul de calcul este urmatorul:

Se presupune t_ec=t_iZV+(1..3)sC T t_ec=314sC

Se verifica t_ec prin bilant termic: Q_iZV= Q_ec (kcal/h)

Q_Izv=Q_v'+ Q_B'=G_V''·H_tizv+ G_B'·h_tizv

Q_ec=Q_vec+ Q_Bec=G_Vec·H_tec+ G_Bec·h_tec

Entalpiile produselor petroliere se determina grafic functie de si temperatura fluidului sau cu relatii ce tin seama de starea lichida sau de vapori a produselor.

H=(50,2+0,109·t+0,00014·t²)(4- ) - 73,8

Procentele de vapori din titei la iesirea din cuptor se determina din curba VE a titeiului trasata la presiunea de iesire din cuptor (p_ec) si temperatura presupusa. Se considera ca presiunea este corecta daca:

d_Vec se alege din CPM - densitate cu valoarea la jumatate

tabelul 4.2.2.1. Calculul temperaturii la iesire din cuptor.

4.2.3. CALCULUL TEMPERATURII DIN BAZA COLOANEI, t_B

Temperatura din baza coloanei, t_B ,se determina printr-un bilant termic pe conturul I ,deasupra talerului 4.

Figura 4.2.3.

Bilant material si termic in zona de vaporizare a coloanei DA.

Algoritmul de calculul este urmatorul :

1) Se presupune t_B = t_IZV -(10-20)sC T t_B= 300sC

2) Se calculeaza, presupunand o variatie liniara a temperaturii in zona de stripare, t₄:

t₄=309sC

3) Se considera t_Lo= t_IZV - 10sC t_Lo=302sC

4) Se face un bilant termic pe conturul I :

Q_I=Q_e   

5) Se calculeaza:

6) Se determina t_B = f (h,d₁₅¹⁵)

Se compara t_B calculat cu t_B presupus . Diferenta admisa 2sC.

t_{B calc}=298

t_{B pp} =300T diferenta = 2.00sC

tabelul 4.2.3.1. Calculul temperaturii din baza coloanei.

4.2.4. CALCULUL TEMPERATURII IN ZONA DE VAPORIZARE

Temperatura in zona de vaporizare a coloanei DA ,t_ZV se determina prin bilant termic pe conturul II .

Figura A.4.Bilant material si termic in ZV a coloanei DA

Algoritmul de calcul este urmatorul :

1) Se presupune t_ZV = t_İZV - (1-2 )sC t_ZV =310sC

2) Se face bilantul termic :

Q_I= Q_e T Q_V''+ Q_Vs = Q_{V hezv}

3) In functie de ( H_{V (Hezv)}, d_{V (Hezv)} ) T t_ZV

4) Se compara t_{ZV pp}     cu t_{ZV calc} iar diferenta admisa este de 0,5sC

t_{ZV pp}= 310sC

t_{ZV calc}=310,2sC Tdiferenta = 0,2sC

Tabelul 4.2.4.1. Calculul temperaturii in zona de vaporizare.

Tabelul 4.2.4.2. Valorile temperaturilor din coloana DA

4.3.CALCULUL TEMPERATURILOR PE TALERELE DE CULEGERE ALE PRODUSELOR LATERALE SI LA BAZA STRIPERELOR

Calculul temperaturilor pe talerele de extragere ale produselor laterale.

Temperatura pe talerul de culegere a unei fractii laterale corespunde cu temperatura de fierbere a produsului nestripat ce se extrage in conditiile de pe taler.

Pe talerul de culegere efect de gaz inert se considera a avea aburul si toate fractiunile de deasupra celei care se extrage, exceptand fractia imediat superioara.

Temperatura pe talerul de extragere a unui produs lateral va fi temperatura la 0% pe curba VE la o atmosfera a produsului nestripat corectata la presiunea partiala a vaporilor produsului de deasupra talerului.

Algoritmul de calcul pentru determinarea temperaturii pe talerul de culegere n_Di este:

Se determina t_0%Di', prin extrapolarea curbei VE la o atmosfera a produsului nestripat D_i cu procentul de vapori stripati V_Si.

t_{0%VE Di} - temperatura de fierbere a produsului nestripat D_i'

Se determina functie de t_0%Di' cu graficul I.8. (anexa indrumar) temperatura aproximativa pe talerul de culegere al produsului D_i, t_Di.

Se face bilant termic pe conturul situat deasupra talerului de extragere al produsului D_I si pana in baza coloanei pentru a se determina caldura preluata de refluxul R_Di+1.

Se calculeaza Q_R(Di+1)

Se calculeaza cantitatea de reflux care curge pe talerul de culegere al produsului D_I in Kg/h , respectiv Kmol/h:

Se calculeaza presiunea partiala a vaporilor de produs pe talerul D_I, p_Di:

unde:

p_Di - presiunea pe talerul D_I, mmHg

m_R(Di+1) - numar de moli de reflux care cade pe talerul de culegere al produsului D_I, kmol/h

m_AB - numarul de moli de abur dat la baza coloanei , kmol/h;pentru D₂, D₃ ,D₄, se adauga si aburul introdus in striperele inferioare.

m_D(I+2) ,m_D(I+3) ,m_D(I+4) - numarul de moli de fractiuni superioare produsului D_I ,care au efect de gaz inert.

In functie de p_Di si t_{0%VE Di},se calculeaza temperatura pe taler

Se compara t_Di calculat cu t_Di presupus.

Diferenta admisa este 1 - 2sC

Deoarece in calculul temperaturilor pe talerele de culegere a fractiunilor laterale intervin fluxuri ce circula prin stripere, este necesar calculul striperului.

Calculul striperelor

In coloana de distilare atmosferica, lichidul de pe talere este strabatut de vapori ce pot avea o compozitie foarte variata.

In urma striparii creste temperatura de inflamabilitate a produsului si temperatura initiala de distilate.

Striparea se poate realiza folosind un gaz inert - abur, metan sau un refierbator. Se folosesc ratii de abur de 20-30 Kg/m³/produs stripat.

Calculul striperului va cuprinde:

Bilant material pe stripere ( cu abur) si caracterizarea fluxurilor implicate.

Bilant termic pe striper si stabilirea temperaturilor de iesire din striper.

A. Bilantul material pe stripere cu abur:

Bilantul material se face in jurul striperului din care se scoate produsul stripat, Di (conturul I).

Figura A. Bilantul material pe striperul cu abur

Relatiile de calcul :

Di'= Di + V_S(Di)

V_S(Di)=Di'-Di

V_S(Di)=Di' S_F     TDi' =Di+Di' S_F

Tabel A.1. Bilantul material pe stripere

B. Bilantul termic pe striperul cu abur

Calculul temperaturii in baza striperului, t_2Di

Etapele de calcul

In functie de S_Fi se calculeaza Dt aproximativ (grafic I.5., anexa indrumar), unde Dt aproximativ reprezinta scaderea de temperatura intre intrarea produsului in striper si baza striperului pentru produsul D_i

In functie de Dt aproximativ se determina diferenta reala de temperatura intre intrarea in striper si baza striperului, Dt real(graficul I.6., anexa - indrumar);

In cazul striperului cu abur temperatura scade din varf spre baza si se considera o variatie liniara intre talerele 1 si 4.

t_2Di = t_alim - Dt_real

Se verifica t_2Di prin efectuarea unui bilant termic conform conturului III, in jurul striperului din care iese produsul Di (figura B.)

Figura B. Bilantul termic pe striperul cu abur

Din bilant rezulta h_t2(Di) , [kcal/kg]

In functie de entalpie, la densitatea D_i, se determina t_2Di.

Se compara t_2Di calculat cu t_2Di presupus.

Diferenta admisa intre temperaturi este de C.

4.3.1.Calculul temperaturii pe talerul de extragere a motorinei,D₁

Se face bilantul termic pe conturul v din figura 4.3.1

Figura 4.3.1. Bilantul termic pentru determinarea temperaturii t_D1

Tabelul 4.3.1.1.

Se presupune t_D1 in functie de t_D1' din graficul I.8.(indrumar)

t_D1'=296

t_{D1 pp}=270 C

Se calculeaza:

Se calculeaza cantitatea de reflux care cade pe talerul n_D1:

4. Se calculeaza presiunea partiala a vaporilor de motorina

5. Se compara t_D1 presupus cu t_D1 calculat. Diferenta admisa C

f(p_D1 ,t_D1')Tt_D1=270,5 C

t_{D1 calc} - t_{D1 pp}=270,5 - 270=0,5 C

4.3.2. Calculul temperaturii in baza striperului de motorina

Striper cu abur

In functie de S_F se calculeaza Dt aproximativ (grafic I.5., anexa indrumar).

Dt_aprox=27

In functie de Dt aproximativ se determina diferenta reala de temperatura intre intrarea in striper si baza striperului, Dt real(graficul I.6., anexa - indrumar);

Dt_real=24

3)

t_2D1 = t_alim - Dt_real=246 C

Se verifica t_2D1 din bilantul termic

Din bilant rezulta

In functie de entalpie, se determina t_2D1:

t_2D1=246.5 C.

Se compara t_2D1 calculat cu t_2D1 presupus.

Diferenta admisa intre temperaturi este de C.

Tabelul 4.3.2.1.Bilant termic pe striperul de motorina

4.3.3. Calculul temperaturii pe talerul de extragere a petrolului,D₂

Se face bilantul termic pe conturul VI din figura 4.3.3.

Figura 4.3.3. Bilantul termic pentru determinarea temperaturii t_D2

Tabelul 4.3.3.1 Calculul temperaturii pe talerul de petrol

1.Se presupune t_D2 in functie de t_D2' din grafic I.8.(indrumar)

t_D2'=213 C

t_{D2 pp}=220 C

2. Se calculeaza:

3. Se calculeaza cantitatea de reflux care cade pe talerul n_D2:

4. Se calculeaza presiunea partiala a vaporilor de D₂:

5. Se compara t_D2 presupus cu t_D2 calculat. Diferenta admisa C

f(p_D2 ,t_{0% VE D2}')Tdin graficul AZNIİ t_{D2 calc}

t_D2=220,2 C

6. t_{D2 calc} - t_{D2 pp}=220,2 - 220=0,2 C

4.3.4.Calculul temperaturii in baza striperului de petrol

In functie de S_F se calculeaza Dt aproximativ (grafic I.5., anexa indrumar)

Dt_aprox=28

In functie de Dt aproximativ se determina diferenta reala de temperatura intre intrarea in striper si baza striperului, Dt real(graficul I.6., anexa - indrumar);

Dt_real=32

t_2D2 = t_alim - Dt_real=188 C

Se verifica t_2D2 din bilantul termic

Din bilant rezulta

In functie de entalpie, se determina t_2D2

t_2D2=188,6 C.

Se compara t_2D2 calculat cu t_2D2 presupus.

Diferenta admisa intre temperaturi este de C.

t_{D2 calc} - t_{D2 pp}=188,6 - 188=0,6 C

Diferenta =0,6 C

Tabelul 4.3.4.1. Bilant termic pe striperul de petrol

4.3.5. Calculul temperaturii pe talerul de extragere a benzinei grele,D₃

Se face bilantul termic pe conturul VII din figura 4.3.5.

Figura 4.3.5. Bilantul termic pentru determinarea temperaturii t_D3

Tabelul 4.3.5.1. Calculul temperaturii pe talerul benzina grea

1. Se presupune t_D3 in functie de t_D3' din grafic I.8.(indrumar)

t_D3'=132 C

t_{D3 pp}=130 C

Se calculeaza:

3. Se calculeaza cantitatea de reflux care cade pe talerul n_D3:

4. Se calculeaza presiunea partiala a vaporilor de D₃:

5. Se compara t_D2 presupus cu t_D3 calculat. Diferenta admisa C

f(p_D3 ,t_{0% VE D3}')T din graficul AZNIİ

t_{D3 calc}=130 C

6. t_{D3 calc} - t_{D3 pp}=130-130=0 C

4.3.6.Calculul temperaturii la baza striperului de benzina grea

In functie de S_F se calculeaza Dt aproximativ (grafic I.5., anexa indrumar)

Dt_aprox=23

In functie de Dt aproximativ se determina diferenta reala de temperatura intre intrarea in striper si baza striperului, Dt real(graficul I.6., anexa - indrumar);

Dt_real=24

t_3D3 = t_alim - Dt_real=106 C

Se verifica t_3D3 din bilantul termic

Din bilant rezulta

In functie de entalpie, se determina t_3D3

t_3D3=105.3 C.

Se compara t_3D3 calculat cu t_3D3 presupus.

Diferenta admisa intre temperaturi este de C.

t_{D3 calc} - t_{D3 pp}=106-105.3=0.7 C

Diferenta =0,7 C

Tabelul 4.3.6.1. Bilantul termic pe striperul de benzina grea

Tabel 4.3.6.2. Temperaturile calculate pe talere si la baza striperelor

4.3.7.Calculul temperaturii la varful coloanei

Etapele de calcul

Se presupune temperatura aproximativa la varful coloanei in functie de t_{100% VE bz} din graficul I.8.(indrumar)

Se calculeaza caldura preluata de refluxul rece de la varful coloanei prin bilant termic pe conturul VII (figura 4.3.7.)

Tabelul 4.3.7.1. Calculul temperaturii la varful coloanei

Se calculeaza debitul masic si debitul molar de reflux rece

Se calculeaza presiunea partiala a vaporilor la varful coloanei:

Se corecteaza t_{100% VE bz} la presiunea p_n si se determina t_{v calc}

t_{v calc}=105sC

Se face diferenta dintre t_{v calc} si t_{v pp}. Diferenta este egala cu 1- 2sC

Figura 4.3.7.Bilanturi termice pe coloana de distilare atmosferica

CAPITOLUL 5

CALCULUL SARCINII CONDENSATORULUI

DE LA VIRFUL COLOANEI

Pentru determinarea sarcinii termice a condensatorului de varf, Q_c se efectueaza un bilant termic pe conturul VIII din figura 4.3.7.1.

Cantitatea de apa necesara in condensator G_apa este data de sarcina termica a condensatorului raportata la diferenta de temperatura a apei la iesirea si intrarea din condensator (t_e-t_i )_apa si la randamentul condensatorului de varf ,h_c

h_c - se alege intre 0,9 -0,95.

Q_I = 40432044.9 kcal/h

Q_e = 4604941.46 kcal/h T Q_c = 35827103.44 kcal/h

Debitul apei de racire :.

G_apa=509631.63 kg/h Q_c=G_apa· C_{P apa} ·Dt ·h_c

C_P=1 kcal/kg·grd Q_apa= G_apa·h_t(IR)

h_cv

h_c

Dt=20

Consumul specific de apa :

G_apa /G_titei = 3,71

Ratia de reflux : r = G_R/G_D4

r = 4,2

5.1.Bilant termic pe intreaga coloana si stripere

Se face bilantul termic pe conturul IX figura 4.3.7.1.

Q_i=Q_F+Q_AB+Q_A1 +Q_A2+Q_A3=84 458 578,03 kcal/h

Q_e= Q_P+Q_D1+Q_D2 +Q_D3+Q_D4+Q_apa=84 385 033,4 kcal/h

Pierderi : Q_i -Q_e= 73544.63kcal/h

CAPITOLUL 6

VERIFICAREA GRADULUI DE SEPARARE INTRE FRACTIUNILE DISTILATE

Gradul de separare intre fractiunile petroliere vecine se apreciaza dupa diferenta la temperatura la care distila 5% volum pe curba STAS a produsului greu si temperatura la care distila 95% volum pe curba STAS a produsului mai usor:

d_5-95=(t_{5% FG} - t_{95% FU})_STAS

Verificarea gradului de separare se face in functie de datele de functionare si constructive ale coloanei si unele caracteristici ale fractiunilor adiacente care se separa, care se exprima prin doi parametri.

a) capacitatea de separare a coloanei:

b) gradul de dificultate al separarii Dt_{50% STAS}:

t_{50% STAS}= (t_50%)_Dn - (t_50%)_{SD N - N}

in care:

R_DN=debitul de reflux, m³/h;

p_DN=debitul de vapori, m³/h

N_T=numarul real de talere in sectiunea in care are loc separarea.

Figura 6. Determinarea parametrilor care intra in calculul capacitatii de separare

Cantitatea de reflux, G_RN care cade de pe talerul N_DN se determina printr-un bilant termic in jurul talerului N_DN considerand ca refluxul R_DN+1 preia caldura vaporilor ce vor condensa pe talerul de mai sus (figura 6).

Bilantul termic:

In functie de F si de Dt_{50% STAS} se determina din graficele Packie (anexa indrumar) valoarea decalajului d_{(5 - 95) STAS} care se compara cu decalajul admis la proiectarea coloanei.

Apar trei situatii:

d_calc=d_admis - coloana realizeaza gradul de separare propus, dar este foarte rigida in functionare.

d_calc>d_admis - coloana realizeaza un grad de separare mai bun decat cel propus si se mai pot scoate talere.

d_calc<d_admis - coloana nu poate realiza gradul de separare impus initial si trebuie sa se mareasca numarul de talere.

CAPITOLUL 7

DIMENSIONAREA TEHNOLOGICA A COLOANEI DE DISTILARE ATMOSFERICA

7.1.Calculul diametrului coloanei cu talere cu supape (Glitsch)

Diametrul coloanei se stabileste pe baza sarcinii maxime de vapori si de lichid din coloana.

Pentru calculul diametrului coloanei, D_c, se utilizeaza relatia:

d_tn=d₂₀ -c(t_n-20)

in care :

V_R- debitul de reflux in zona cea mai incarcata,m³/s.

V - debitul de vapori in zona cea mai incarcata ,m³/s.

V_C- debitul maxim admisibil de vapori ,m³/s.

v_d- viteza lichidului prin deversor, m/s,v_d=0,1 m/s.

d_L- densitatea lichidului in conditiile de pe taler,kg/m³

d_v- densitatea vaporilor ,kg/m³.

F_i-factor de inecare al coloanei;F_i=o,7

F_S- factor de spumare; F_S=1

C_v- coeficient de viteza pentru vapori;c_v=0,46.

N_p- numarul de pasuri prin coloana.

R_n- reflux intern(reflux indus) intre talerul n si n-1.

7.2.Calculul inaltimii coloanei.

H=28.5m

Figura 7.1. Inaltimile coloanei de DA

CAPITOLUL 8

CALCULUL SARCINII TERMICE A CUPTORULUI TUBULAR

Sarcina termica a cuptorului tubular ,DQ_C se determina prin relatia:

∆Q_C=Q_eC-Q_iC

Q_eC - cantitatea de caldura a titeiului la iesirea din cuptor.

Q_{eC -} cantitatea de caldura a titeiului la intrarea in cuptor.

Temperatura de intrare in cuptor a titeiului , t_iC este temperatura de iesire a titeiului din trenul de preincalzire. Se alege t_IR=180-240 sC.

In functie de t_iC din curba VE a titeiului trasata la p_eC se determina %vol. de vapori la intrarea in cuptor (V_iC) respectiv de lichid (B_iC). (curba1,anexa,proiect) .

Q_eC=79785209.3 kcal/h

t_iC = t_IR =220 sC

din graficul VE a titeiului se determina - %vol. V_iC si %vol. B_iC

Tabelul 8.1Bilant termic pentru calculul sarcinii termice a cuptorului tubular

∆Q_C= 28417209.3

debitul de pacura : Q_C=G_comb·q·η_C

G _C=3739.11kg/h

q=9500 kcal/kg

CAPITOLUL 9

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 intalnit 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 lichide 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.

CAPITOLUL 10

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.

BIBLIOGRAFIE

Tescan V., Apostol D., Besnea D., Onutu I., Tehnologia distilarii petrolului. Coloane de fractionare - indrumator de proiect, UPG Ploiesti 1996

Watkins R.N., Petroleum Rafinery Distillation, Gulf Publishing Company, 1979.

Suciu G. , Tunescu R., Ingineria prelucrarii hidrocarburilor,Vol. I Editura Tehnica, Bucuresti 1983

Tescan V., Tehnologia distilarii petrolului - lucrari practice, Bucuresti 1985

Tunescu R. , Tehnologia distilarii titeiului, Editura didactica si Pedagogica, Bucuresti 1970

Tunescu R. ,Chimia petrolului si proprietatile fizico - chimice IPG Ploiesti 1979

Stratula C., Fractionarea, principii si metode de calcul, Editura Tehnica, Bucuresti 1986.