LUCRARE DE SPECIALITATE - Desalinizarea si Dezelmusionarea

MINISTERUL EDUCATIEI SI CERCETARII

GRUPUL SCOLAR DE CHIMIE INDUSTRIALA

PITESTI

EXAMEN PENTRU CERTIFICAREA

COMPETENTELOR PROFESIONALE

LUCRARE DE SPECIALITATE

Tema : Desalinizarea si Dezelmusionarea

Argument

Titeiul si gazele naturale reprezinta principala sursa de energie a economiei mondiale. In acelasi timp titeiul si gazele naturale constituie materii prime pentru obtinerea celor mai variate produse de larga utilizare. Prelucrarea titeiului se realizeaza in rafinarii, principalele tipuri de rafinarii fiind acelea pentru producerea de materii prime pentru industria chimica.

Toate transformarile naturale prime intr-un numar foarte mare de produse fara de care viata nu mai este posibila, se realizeaza printr-un ansamblu de operatii fizice si chimice care se denumesc in ansamblu printr-un termen generic tehnologie chimica, iar transformarile specifice ale titeiului in produse finite printr-o tehnologie specifica numita tehnologia prelucrarii si chimizarii titeiului.

Titeiul obtinut de la schela de extractie are un continut ridicat de produse care nu permit prelucrarea acestuia in bune conditiuni in rafinarie. Impuritatile care creeaza greutati in prelucrarea titeiului sunt apa si sarurile. De aceea pentru prelucrarea in conditii de siguranta a titeiului aceste impuritati trebuie eliminate iar procesul de eliminare a lor se numeste desalinizare(eliminarea sarurilor) si dezemulsionarea(eliminarea apei).

Intrucat sarurile sunt dizolvate in apa odata cu dezemulsionarea se produce si desalinizarea titeiului.

I. Notiuni teoretice despre desanilizare si dezemulsionare

1.1 Impuritati care creeaza greutati in prelucrarea titeiului

Titeiul extras din sonde contine gaze dizolvate, apa cu cloruri si particule fine de argila antrenate in cursul extractiei.

Gazele se separa de titei in schela, in separatoarele de gaze si titei. Apa care este emulsionata cu titeiul, datorita amestecului intens al aces­tora in cursul extractiei, se separa in instalatiile de dezemulsionare. Aceasta separare este absolut necesara deoarece prezenta apei provoaca mari neajunsuri in instalatiile de prelucrare. Astfel apa prezenta in titei poate provoca, variatii bruste de presiune in cursul incalzirii titeiului pentru prelucrare, fapt care va duce la cresterea consumului de combus­tibil. Clorura de calciu si clorura de magneziu dizolvate in apa emul­sionata cu titeiul se hidrolizeaza in cursul incalzirii titeiului, la tempe­ratura de 150°C:

In timpul extractiei titeiului din zacamant, din cauza agitatiei puternice, are loc o amestecare intima intre titei si impuritatile care-l insotesc - apa, saruri minerale, argila si nisip. Astfel se produc amestecuri coloidale, ca: emulsii apa - titei sau suspensii titei - particule solide (nisip, argila). Aceste amestecuri trebuie separate, pentru ca titeiul sa poata fi prelucrat in instalatiile rafinariei, deoarece impuritatile creeaza mari probleme:

apa, care insoteste titeiul in orice zacamant, daca nu ar fi separata, la trecerea prin tevile cuptoarelor, din cauza temperaturilor ridicate (peste 300 °C, la distilarea atmosferica a titeiului) s-ar vaporiza brusc, ar crea suprapresiuni, care pot duce la spargerea tevilor, si deci la incendiu;

sarurile minerale, care sunt dizolvate in apa, creeaza de asemenea mari probleme: clorura de sodiu, care se gaseste in proportia cea mai mare in saruri (mai mult de 80%), se depune pe interiorul tevilor, inrautatind schimbul de caldura, putand duce la obturarea acestora;

clorura de calciu si magneziu hidrolizeaza (CaCl₂ + 2H₂O <-> Ca(OH)₂ + 2HC1), producand acidul clorhidric, care corodeaza puternic instalatiile;

particulele de argila si nisip se depun in interiorul vaselor si conductelor, inrautatind functionarea acestora.

Titeiurile sunt insotite la extractia din zacamant si de gaze (gazele de sonda), separarea acestora facandu-se chiar la sonda, cu ajutorul separatoarelor de gaze. Dupa separarea gazelor, titeiul este introdus in rezervoarele de decantare, unde se depun particulele de nisip, argila si celelalte suspensii solide, care au o greutate specifica mai mare decat a emulsiei     apa - titei.

Separarea apei de titei este insa o operatie mult mai dificila, deoarece amestecarea puternica apei si titeiului la extractie, duce la formarea unor emulsii apa - titei foarte stabile.

Aceasta stabilitate este accentuata de faptul ca in titei exista anumite substante: rasini, asfaltene, acizi naftenici, saruri ale acizilor naftenici, care sunt emulgatori naturali.

Emulgatorii sunt substante care se aseaza la interfata apa - titei si impiedica ciocnirea particulelor fazei interne, disperse.

Ce sunt emulsiile si care sunt factorii care favorizeaza stabilirea emulsiilor

TIPURI DE EMULSII

Emulsia este un sistem eterogen format din doua faze lichide nemiscibile: o faza continua, externa sau mediu de dispersie si o faza dis­continua, interna sau dispersata. Emulsia este cu atat mai stabila cu cat vascozitatea ei este mai mare, deci, cu cresterea temperaturii, viscozitatea micsorandu-se, se va micsora si stabilitatea emulsiei. De aceea, ti­teiul inainte de dezemulsionare se incalzeste. Factorul cel mai important de care depinde stabilitatea unei emulsii este prezenta in emulsie a unei substante straine, numita emulgator, care reduce tensiunea interfaciala dintre cele doua faze. Aceasta proprietate a emulgatorilor poarta denu­mirea de tensioactivitate (activitate superficiala).

In emulsia titei-apa se disting trei grupe de emulgatori:

substante puternic tensioactive, cu masa moleculara mica (naftenati de calciu si magneziu si unele rasini inferioare), care formeaza un film protector, putin stabil, in jurul particulelor de faza dispersa;

substante slab tensioactive, cu masa moleculara mare (asfaltene),care formeaza filme protectoare stabile;

substante solide care sunt umectate de una din cele doua faze si, in prezenta unor substante tensioactive, formeaza blindaje puter­nice in jurul particulelor de faza dispersa.

Conditiile pe care trebuie sa le indeplineasca un bun emulgator sunt:

sa prezinte activitate superficiala (sa fie tensioactiv);

sa se concentreze la interfata celor doua faze, formand un film protector in jurul particulelor de faza dispersa;

concentrarea la interfata sa fie insotita de o orientare a mole­culelor de emulgator, posibila atunci cand moleculele de emulgator con­tin o grupare polara si una nepolara de forte aproximativ egale. Moleculele 3 in care predomina partea polara sunt adsorbite de faza po­lara

a emulsiei, molecule in care predomina partea nepolara sunt adsorbite de faza nepolara a emulsiei, iar moleculele 2 in care partea polara si nepolara sunt de forte aproximativ egale se adsorb la interfata formand un film compus din trei straturi: stratul monomolecular A de faza nepolara a emulsiei, stratul central de emulgator B si stratul mono­molecular C de faza polara a emulsiei;

- molecula de emulgator sa aiba o forma tronconica pentru a se orienta cat mai bine la interfata.

Privitor la tipul de emulsie pe care il stabilizeaza un emulgator, Brankroft a enuntat principiul empiric: intr-o emulsie, faza care este un solvent mai bun pentru emulgator constituie faza externa. Deci, emulgatorii hidrofili (au afinitate pentru apa) formeaza emulsii de tipul ulei dispersat in apa (U-A), iar emulgatorii oleofili (au afinitatea pentru hidrocarburi) formeaza emulsii de tipul apa dispersata in ulei (A-U). Cand in molecula de emulgator predomina putin partea polara, emulgatorul este hidrofil si va lega o cantitate de apa formand un complex care va produce o curbare a filmului interfacial cu convexitatea indreptata spre apa si concavitatea spre ulei, rezultand o emulsie de tipul V-A. Cand in molecula de emulgator predomina putin partea nepolara, emulgatorul este oleofil. Acesta va lega o cantitate de ulei formand un com­plex care va produce o curbare a filmului interfacial cu convexitatea indreptata spre ulei si concavitatea spre apa, rezultand o emulsie de tipul A-U.

Emulsia titei-apa, avand emulgatorul constituit in special din rasini
oleofile, este tipul A-U.

Cand emulgatorul este un sapun, de exemplu un sapun de sodiu, se produce disocierea sa:

R - COONa R - COO' + Na+

Ionii R-COO- se adsorb pe suprafata interioara a picaturii de ulei, iar ionii de Na⁺ raman in apa. Se formeaza astfel un strat dublu de sarcini in jurul particulei de ulei numit stratul dublu al Iui Helniholtz

Emulsiile sunt sisteme eterogene lichid - lichid, formate din doua faze: o faza externa, continua, numita mediu dispersie, si o faza interna, numita faza dispersa. Particulele fazei disperse sunt foarte mici, de ordinul micronilor , iar din cauza vascozitatii mari a fazei externe - in cazul de fata, titeiul -este ingreunata deplasarea si ciocnirea particulelor mici, disperse, pentru formarea de particule mai mari, ce s-ar putea separa prin decantare. Astfel se explica marea stabilitate a emulsiilor de titei - apa.

Proprietatile fizice ale emulsiilor de titei sunt:

Gradul de dispersie, care este determinat de mari­mea picaturilor care formeaza faza dispersata.

Gradul de dispersie al unei emulsii de titei depinde de intensitatea amestecarii titeiului cu apa sarata, de ca­litatea titeiului, de proprietatile emulgatorului natural (existent in titei), de temperatura etc. Gradul de disper­sie influenteaza in mare masura culoarea, viscozitatea si stabilitatea emulsiei.

Proprietatile fizice ale emulsiilor de titei sunt

Gradul de dispersie, care este determinat de mari­mea picaturilor care formeaza faza dispersata.

Gradul de dispersie al unei emulsii de titei depinde de intensitatea amestecarii titeiului cu apa sarata, de ca­litatea titeiului, de proprietatile emulgatorului natural (existent in titei), de temperatura etc. Gradul de disper­sie influenteaza in mare masura culoarea, viscozitatea si stabilitatea emulsiei.

Vascozitatea unei emulsii de titei care creste pro­gresiv cu continutul de apa, ajungand sa fie de patru ori mai mare cand contine 40% apa. Vascozitatea emulsiilor are o insemnatate practica mare, deoarece, in cazul extractiei si al pomparii emulsiilor, cresterea vascozitatii poate reduce productia sondei sau mari rezistenta la pompare pe conducte.

Stabilitatea emulsiei, care reprezinta rezistenta emulsiei la descompunere. Emulsiile hidrofobe sunt foarte stabile si nu separa apa decat prin metode speciale. Stabilitatea emulsiilor este influentata de :

gradul de dispersie a apei si de impuritatile so­lide, intensitatea amestecarii, viscozitatea titeiului,tem­peratura, calitatea titeiului si continutul de emulgatori
naturali ;

calitatea apelor de sonda, care insotesc titeiul si continutul de apa al titeiului. Apele alcaline care contin carbonati, dau emulsiile cele mai stabile, deoarece formeaza cu acizii naftenati din titei naftenati alcalini care sunt emulgatori puternici. Apele acide, care contin cloruri hidrostabile, si apele neutrale, care nu contin carbonati si cloruri, dau emulsii nestabile ;

sarcinile electrice ale picaturilor de apa si vechi­mea emulsiei reprezinta timpul de adsorbtie a emulgatorului cand se atinge echilibrul la suprafata picaturilor de apa din faza dispersata.

1.3 Metode de dezemulsionare

Procedee de dezemulsionare si desalinare

O data cu dezemulsionarea titeiului se realizeaza si desalinarea intrucat sarurile sunt dizolvate in apa. Principalele procedee de dezemulsionare si desalinare sunt:

procedeul termochimic;

procedeul electric.

Procedeul termochimic

Procedeul termochimic imbina efectul temperaturii (prin care vascozitatea emulsiei se micsoreaza, particulele fazei interne, disperse, putand circula mai usor in interiorul emulsiei, marindu-se posibilitatea ciocnirii particulelor interne intre ele, ca prin ciocnire, acestea sa se mareasca si sa se poata separa mai usor) cu efectul folosirii dezemulsionantilor (dezemulsionantii sunt emulgatori de tip contrar celor existenti; cand dezemulsionantul nou introdus si cu emulgatorul preexistent sunt in cantitati echivalente, emulsia se sparge, separandu-se cele doua faze).

2. Procedeul electric

Procedeul electric consta in trecerea emulsiei printr-un camp electric de inalta tensiune, care produce distrugerea filmului de emulgator existent la interfata celor doua faze apa - titei. Prin aceasta, particulele de apa se pot ciocni intre ele si se pot separa.

Metodele de dezemulsionare cele mai utilizate sunt:

Dezemulsionarea chimica care se realizeaza prin adaugarea in emul­sia titei-apa, de tip A-U, un emulgator care sa stabilizeze o emulsie de tip contrar, U-A. Acest emulgator, de tip contrar, se numeste dezemulsionant. Cand cantitatea de dezemulsionant adaugata este echiva­lenta cu cea de emulgator preexistenta in titei, emulsia oscileaza intre tipurile A-U si U-A, producandu-se astfel spargerea ei, adica separa­rea celor doua faze. Daca dezemulsionantul se adauga in cantitate prea mare nu se realizeaza separarea emulsiei, ci doar transformarea ei din tipul A-U in U-A. Deci, cantitatea de dezemulsionant adaugata tre­buie strict determinata, fiind cuprinsa intre 0,01 si 1 kg/tona de titei. Aceasta cantitate se stabileste experimental, astfel: din parcul de rezer­voare se ia o proba din titeiul emulsionat care sa fie reprezentativa. Se determina pe aceasta proba continutul in apa, impuritati mecanice (STAS 24-72) si doruri (STAS 1166-64). Se trateaza emulsia cu can­titati variabile de solutie (de concentratie 5% sau 2,5%) de dezemulsio­nant, in cilindri gradati. Se agita timp de 3 min, dupa care se lasa in repaus la 45-50°C, timp de mai multe ore Se analizeaza titeiul separat in straturile superioare din cilindri, din punctul de vedere al continu­tului in apa, impuritati mecanice si cloruri. Doza optima de dezemulsio­nant cu care se va lucra practic in instalatia de dezemulsionare este cea pentru care continutul in apa, impuritati mecanice si cloruri este minim.

Dezemulsionarea electrica care consta in trecerea emulsiei titei-apa printr-un camp electric de inalta tensiune. Sub influenta campului elec­tric se distruge pelicula care inconjura particulele de apa, se produce unirea acestora intr-un timp foarte scurt si separarea lor din titei. In acelasi timp se produce si o deplasare a globulelor dispersate, incarcate pozitiv, spre electrodul negativ, iar a celor incarcate negativ, spre elec­trodul pozitiv (electroforeza). Deplasarea globulelor in sens contrar este urmata de ciocnirea lor, ceea ce provoaca ruperea peliculelor de pro­tectie si contopirea globulelor de apa in picaturi mari, formand lanturi de apa intre electrozi . Contopirea particulelor este favorizata si de faptul ca sub actiunea campului electric, pelicula de protectie este ten­sionata, prin deformarea globulelor, care trec de la forma sferica la forma de para.

In cazul utilizarii curentului alternativ care isi schimba periodic sensul, globulele vor oscila in campul electric modificandu-si. mereu forma partea voluminoasa indreptandu-se cand spre un electrod cand spre ce­lalalt. Aceasta oscilatie a globulelor produce o tensionare si mai puternica a filmului de emulgator, contopirea picaturilor de apa fiind mai rapida decat in cazul utilizarii curentului continuu.

Dezemulsionarea mecanica care se realizeaza prin filtrare (pe vata de sticla) sau prin centrifugare.

Dezemulsionarea cu electroliti care se bazeaza pe anihilarea sarci­nilor electrice ale particulelor de faza dispersa cu ioni polivalenti cu sarcini electrice contrare.

   

Metodele de curatire a titeiului sa pot imparti, dupa principiile care stau la baza lor, in trei grupe: fizico-chimice, fizico-mecanice si mixte.

Metodele fizico-chimice se bazeaza pe tratarea emul­siei cu dezemulsionanti.

Dezemulsionantii utilizati in industrie sunt dezemul­sionanti ionici si neionici.

Dezemulsionantii ionici sunt compusi chimici cu ac­tiune dezemulsionanta, care, dizolvati in apa, se disocia­za ca orice electrolit in anioni si cationi.

Cei mai utilizati dezemulsionanti ionici utilizati la noi in tara, pentru descompunerea emulsiilor de titei, sunt: naftenatii de sodiu, sulfonatii de amoniu sau de sodiu, re­zultati prin sulfonarea motorinei, produsele de sulfonare cu acid sulfuric fumans a uleiului de ricin si a altor ule­iuri vegetale.

Dezemulsionantii neionici sunt compusi chimici de sinteza, obtinuti prin fixarea unui anumit numar de molecu­le de oxid de etilena la o molecula de fenoli superiori, cu un numar variabil de nuclee. Moleculele de oxid de etilena, fixate la nucleul fenolic, imprima compusului un caracter hidrofil, ceea ce determina tendinta acestuia de a trece din faza dispersa constituita din titei in faza apoasa discontinua constituita din picaturi de apa. Prin aceasta, pe­licula care separa cele doua faze (apa si titei)se distruge si picaturile fine de apa dispersata se pot uni in picaturi mai mari, care se pot separa din titei prin decantare.

Dezemulsionantii neionici au o eficacitate mai mare decat cei ionici, descompunand si emulsiile asupra carora dezemulsionantii ionici nu au nici un efect. De asemenea, consumul de dezemulsionanti neionici pentru descompunerea unei emulsii este de 10 - 20 ori mai mic decat cel de dez­emulsionanti ionici, ceea ce face ca utilizarea lor sa fie mai economica, desi sunt mai scumpi.

Metodele fizico-mecanice se bazeaza pe aplicarea unuia sau a mai multor factori care favorizeaza descompunerea emul­siilor. Ele pot fi grupate astfel:

Metoda incalzirii (termica), care este folosita pen­tru descompunerea emulsiilor de titei nestabile prin in­calzire se micsoreaza vascozitatea emulsiei si se mareste solubilitatea substantelor organice in masa emulsiei.

Metoda centrifugarii (rar aplicata), in care emulsia se separa cu ajutorul fortei centrifuge in separatoare cen­trifuge, avand intre 3000 si 25000 rot/min; particulele cu densitate mai mare - apa si impuritatile - sunt arunca­te spre peretii separatorului, de unde se evacueaza.

Metoda filtrarii prin substante adsorbante ( pamant decolorant, nisip, oxid de aluminiu, silicati de magneziu etc.), care retin apa, o aglomereaza si o depun sub forma de picaturi mai mari.

Metoda filtrarii prin vata de sticla, care utilizea­za mai multe straturi de filtrare, formate din vata de sticla cu fire avand o grosime de 0,005 - 0,02 mm.

Metoda electrica care utilizeaza curent electric de inalta tensiune (15000 - l00000 V); da rezultate foarte bune in cazul emulsiilor apa in titei (hidrofobe). Aceasta metoda se aplica mult in ultimul timp, fiind foarte econo­mica. Aceasta metoda consta din trecerea emulsiei (numai emulsii hidrofobe) intr-un camp electric oare se creeaza intre doi electrozi de constructie speciala, legati la o sursa de curent de inalta tensiune de 15000 - l00000 V (mai frecvent intre 15000 si 45000 V).

Sub influenta campului electric, picaturile de apa din emulsie se incarca prin inductie cu sarcini electrice pozitive si negative, care se repartizeaza in parti opuse pe suprafata picaturilor aferice de apa. Picaturile de apa se orienteaza apoi in lungul liniilor de forta ale campu­lui electric si, datorita atractiei dintre partile incarca­te cu sarcini electrice de semn contrar, picaturile de apa se apropie si se unesc, contopindu-se intr-o picatura mai mare. Acestea se pot apoi separa sub influenta fortei gra­vitatiei, datorita diferentei de densitate intre apa (l,0) si titei (0,820 - 0,870). O parte din picaturile de apa in­carcate electric vor fi atrase chiar de electrozi,unde se vor contopi in picaturi mai mari, si apoi se vor scurge spre fundul recipientului.

Experimental s-a stabilit ca la utilizarea curentului electric alternativ este necesara crearea unul camp electric cu un gradient cuprins intre 300 si 150 V/cm, oare este mult mal mic decat in cazul utilizarii curentului continuu. Prin gradient al campului electric se intelege raportul intre diferenta de potential dintre electrozi si intervalul dintre ei, exprimat in metri sau centimetri.

Consumul de curent electric in procesul de dezemulsionare este neinsemnat si cuprins intre 0,05 si 0,15 kW/t de emulsie.

Metodele mixte reprezinta o combinare a doua sau mai multe metode de descompunere, in raport cu caracteristicile emulsiei.   

Aceste metode se numesc metode de deshidratare, cand se aplica pentru eliminarea apei din titei, si metode de desalinizare, cand se aplica pentru eliminarea sarurilor din titei. Curatirea titeiului prin deshidratare si desalinare nu difera decat prin scopul urmarit si prin unele mici de­talii de operare (de exemplu, la desalinare se adauga l0-15% apa in titei).

II. Realizarea industriala a dezemulsionarii si dezemulsionarea titeiului

2.1 Instalatia de dezemulsionare termochimica

Procesul industrial de dezemulsionare termochimica a titeiului cu­prinde urmatoarele faze:

prepararea solutiei apoase de dezemulsionant (un amestec de naftenati si sulfonati de sodiu) in proportie de 1/20 sau 1/40;

introducerea solutiei de dezemulsionant in titei, intr-o anumita proportie, prin pompare in conducta de aspiratie a pompei de titei;

agitarea in scopul contactarii intime a dezemulsionantului cu emulgatorii emulsiei titei-apa;

incalzirea amestecului la temperatura de 45-50°C;

trecerea amestecului printr-un strat de apa sarata si lasarea sa
in repaus;

eliminarea apei depuse.

Schema unei instalatii de dezemulsionare termochimica este repre­zentata in figura :

Titeiul din rezervorul 1 este amestecat cu dezemulsionantul, pompat in vasele 2, in amestecatorul 3, prevazut cu sicane. Urmeaza spalarea titeiului cu apa sarata in rezervoarele 4, incalzite cu serpentine cu abur, decantarea apei in decantoarele 5 si depozitarea titeiului dezemulsionat in rezervoarele 6. Dezavantajul principal al acestui procedeu este pierderea compusilor volatili, pretiosi, din titei (pierderile pot atinge 5°/o) datorita neetanseitatii rezervoarelor si duratei mari de decantare.

Instalatiile termochimice pentru deshidratarea si desalinarea sunt cele mai raspandite. Aproximativ 80-85 % din intreaga productie de titei este tratata in acest tip de instalatii.

Operatiile principale intr-o astfel de instalatie termochimica sunt:

Prepararea solutiei de dezemulsionant, ca o concentratie de 5 - l0% in raport cu caracterul emulsiei;

Amestecarea titeiului ca solutia diluata de dezemulsionant.

Incalzirea amestecului de emulsie si dezemulsionanta temperatura optima de decantare (30 - 50°C).

Separarea apei din titei prin decantare.

In aceste instalatii (fig. de mai sus), emulsia de titei,de­pozitata in rezervoarele 1, este aspirata cu o pompa 7 si refulata in amestecatorul 4, In care se introduce continuu, cu ajutorul pompei 8, solutia de dezemulsionant, preparata in recipientul de dozare 3. Dezemulsionantul este depozitat in rezervorul 2. Tot pe conducta de intrare in amestecato­rul 4 se introduce, cu ajutorul pompei 9, o cantitate de apa decantata din rezervorul de decantare 6 (cantitatea de apa se stabileste prin incercari), cu scopul de a ajuta la incalzirea emulsiei si la diluarea dezemulsionantului proas­pat, pentru a asigura un contact cat mai bun cu masa emul­siei.

Amestecul de emulsie, solutie de dezemulsionant    si apa decantata (care contine dezemulsionant utilizat o data) trece apoi prin schimbatoarele de caldura 5, unde se incal­zeste la temperatura de 50 - 60°Cs apoi se introduce in distribuitorul 11, la fundul rezervorului de decantare 6, sub stratul de apa decantata care contine si dezemulsionantul utilizat anterior, in solutie diluata sub 0,5 % .Titeiul se separa in partea superioara a rezervorului de decantare 6, de unde se scurge prin preaplinul 12 spre rezervorul 10 de depozitare a titeiului curat, in care con­tinua separarea apei. Apa separata la fundul rezervorului de decantare 6, care contine si dezemulsionant,este in parte recirculata cu pompa 9 si introdu­sa in emulsie,.iar excesul este scurs la canal. O data cu sepa­rarea apei din emulsia de titei sunt separate si impuritatile so­lide care cad la fundul rezervo­rului de decantare.

Pentru desalinare, titeiul se amesteca cu apa dulce. Pentru aceasta, se utilizeaza aceeasi, instalatie de dezemulsionare,sin­gura modificare fiind adaugarea unui dispozitiv de amestecare a titeiului sarat cu apa dulce.

La dezemulsionarea termochimica se urmaresc:concentra­tia dezemulsionantului, dozarea
lui, gradul de amestecare a emul­siei cu dezemulsionantul,tempe­ratura de incalzire, nivelul de apa, continutul de apa si de sare al titeiului, timpul de decantare etc.

Instalatiile termochimice de dezemulsionare se reglea­za prin incercari practice, sub supravegherea laboratoru­lui

Deshidrator electric:

1- deshidratorul propriu-zis; 2 - supapa de distributie;3-electrozi 4.- izolatoare; 5 - cablu 6 - izola­toare de trecere;7- transformatoare;8- bobina de reactanta; 9 - aparat de ni­vel; 10 - cabluri;11 si 12 - iesirea ti­teiului; 13 - pompa de recirculare;14- distri­buitor;

15 - serpenti­na cu abur; 16 - scurge­rea apei; 17 - sticla de nivel; 18 - regulator de distributie.

2.2 Instalatia de dezemulsioanare electrica

Elementul principal al instalatiilor de dezemulsionare electrica (DE) l constituie deshidratorul electric, un vas de forma cilindrica sau sferica (revazut cu electrozi. Exista mai multe tipuri de deshidratoare.

Deshidratorul cu camp electric orizontal concentric lucreaza, pentru a evita pierderile de produse usoare, la o presiune de 4 daN/cm². Emulsia este introdusa prin conducta 1, terminata cu crucea de distributie 2. Apa se separa in partea inferioara a deshidratorului. Campul electric format este orizontal concentric, cei doi electrozi fiind orizontali si montati ca in figura a doua.

Electrodul superior este legat la pamant, iar cel inferior, la sursa de curent, distanta intre electrozi putand fi modificata prin deplasarea electrodului su­perior. Electrodul este format dintr-un cadru 1, din fier cornier, L 25 X 25 mm pe care sunt sudate inele concentrice 2, din benzi de otel, avand grosimea de 3 mm si latimea de 25 mm

Deshidratorul tip Nicodimescu este format din­tr-un vas cilindric vertical cu diametrul 3 200 mm si cu inaltimea de 6 500 mm si are o capa­citate de deshidratate de 300 t/24 h. Electrozii sunt construiti din bare de fier profilat, asezate radial, pe care sunt sudate benzi 2 de tabla on­dulata . Diferenta de potential dintre electrozi este de 30 000 V, iar distanta intre electrozi, de 300-400 mm.

Instalatiile de dezemulsionare electrica, moderne, folosesc deshidra­toare sferice de mare capacitate (volum de 700 m³). Ele lucreaza la tem­peratura de 100°C si presiunea de 8 daN/cm².

Dintre procedeele de dezemulsionare studiate, procedeul electric este cel mai convenabil din punct de vedere economic, intrucat consumul de caldura este mai mic, pierderile de componenti volatili sunt reduse (apa­ratura fiind etansa), iar durata decantarii este mai mica. Acest proce­deu necesita aparatura cea mai complexa.

Titeiul este dezemulsionat si desalinat intai in schela, atat prin pro­cedee termochimice cat si prin procedee electrice. Din schela, titeiul poate fi livrat rafinariilor cu un continut maxim de l% apa si 6 kg sare/vagon. Acest continut de impuritati, fiind prea ridicat pentru prelucrare in in­stalatiile de distilare, se reduce printr-o noua dezemulsionare si desalinare in rafinarii, prin procedeul electric. Majoritatea instalatiilor de desalinare din rafinariile romanesti sunt cuplate direct cu instalatiile de distilare a titeiului combinate (DAV). Instalatiile de dezemulsionare elec­trica (DE) sunt prevazute fie cu deshidratoare de tip Nicodimescu sau, in rafinariile moderne de la Brazi si Pitesti, cu deshidratoare sferice. Din aceste instalatii, titeiul poate fi livrat spre prelucrare prin distilare daca are un continut de maximum 0,2-0,l % apa si 0,2-0,2 kg sare/va­gon. Daca totusi dupa dezemulsionare continuturile de apa si sare sunt mai mari decat cele indicate, titeiul poate fi prelucrat in instalatia de distilare prin luarea urmatoarelor masuri speciale:

se va urmari ca in instalatia de distilare, presiunea pe sistem sa nu creasca prea mult (datorita apei continute de titei);

se va injecta la varful coloanei de distilare o cantitate mai mare de amoniac si inhibitori de coroziune, pentru a micsora efectul corosiv asupra aparaturii, produs de prezenta clorurilor

Deranjamentele curente care apar in exploatarea instalatiilor de desalinare electrica sunt urmatoarele:

eliminarea incompleta a apei. Se remediaza prin: micsorarea debitului de alimentare a instalatiei, marirea temperaturii de incalzire a materiei prime, recircularea mai intensa a emulsiei in zona dintre elec­trozi prin marirea caderii de presiune in supapa de distributie:

scurtcircuitarea electrozilor datorita formarii lanturilor de apa. Se remediaza prin: micsorarea nivelului de apa din deshidrator si ma­rirea vitezei jetului de emulsie la iesirea din supapa de distributie;

scurtcircuitarea completa a electrozilor (tensiunea scade la zero). Se remediaza prin: reducerea nivelului de apa din deshidrator si scoate­rea deshidratorului din circuitul electric timp de 1-2 h. Daca dupa repunerea sub tensiune, scurtcircuitarea nu, dispare, se scoate din func­tiune deshidratorul, se goleste, se controleaza si se remediaza defectiunea.

Electrozi din deshidratorul tip

ing Nicodimescu

Deshidratorul electric tip ing Schema unei instalatii de

Nicodimescu    dezemulsionare electrica cu

deshidrator sferic

Instalatiile electrice pentru deshidratarea si desalinarea titeiului. Partea principala a instalatiei o for­meaza deshidratoarele electrice ,care sunt vase cilindrice sau sferice de otel, inchise ermetic, rezisten­te la presiunea de 3-6 kgf/cm² , cu un volum de circa 30 - 300 m³. In interiorul deshidratorului se gasesc doi electrozi 3, executati din metal, in forma de stea,cu ine­le concentrice din benzi de cupru de 25 x 3 mm. Fiecare electrod este suspendat de trei lanturi izolatoare 4, si este legat prin doua izolatoare de trecere 6 la unul dintre transformatoarele 7 de pe capac. Deci, fiecare electrod se gaseste sub o tensiune de 15 000 V intre cei doi electrozi se creeaza o diferenta de potential de 30 000 V. Gradientul campului electric de baza este 2,6 kV/cm, pentru o distan­ta intre electrozi de 115 mm (distanta normala).

Intre electrodul inferior si oglinda apei decantate se creeaza un camp electric cu o tensiune de 15 000 V, avand o valoare mai mica a gradientulul de camp, suficien­ta totusi pentru a precipita picaturile mai mari de apa din emulsiile nestabile.

Emulsia este distribuita intre cei doi electrozi, printr-o supapa de distributie cu arc 2, reglabila .Deschi­derea supapei 2 este reglata din exterior.

Capacitatea de tratare a unui deshidrator cilindric este de 200 - 300 t/24 ore. O instalatie cu capacitate mare se compune din 6-8-16 deshidratoare electrice. Deshi­dratoarele sferice pot avea capacitati de tratare de 4000 - 6 000 t/24 ore.

Titeiul murdar este aspirat din rezervorul 1 cu pompa 7 si refulat in schimbatoarele de caldura 2, unde este incalzit cu abur sau cu un alt mediu de incalzire, pana la temperatura de 70 - 90° 0. De aici,titeiul murdar este trecut in deshidratoarele electrice 3, unde este distribuit intre electrozi prin supapa de distributie. La trecerea printre electrozi, sub actiunea campului electric de inalta tensiune, particulele de apa se unesc si se depun la fundal deshidratorulul electric, de unde apa este evacuata continuu in separatorul de titei 5 unde se separa de ultimele urme de titei. Nivelul de apa este mentinut constant cu ajutorul unui regulator de nivel.

Titeiul fara apa se ridica spre partea superioara a deshidratoarelor electric si apoi se evacueaza prin conducta 10 la recipientii 4, pentru primirea titeiului curat, de unde se aspira continuu cu pompa 9 si se eva­cueaza la rezervoarele de titei curat 6.

Cand instalatia lucreaza pentru desalinarea titeiul, pompa de apa 8 refuleaza apa dulce incalzita in conducta de titei murdar, inainte de ventilul reductor de presiune 11, la intrarea in deshidratoarele electrice . In ventilul reductor de presiune se amesteca titeiul sarat cu apa dulce incalzita, producandu-se o emulsie ce urmeaza sa fie descompusa in deshidratoarele electrice.

2.3 Instalatia de dezemulsionare termochimica si electrica

Intrucat cele doua procedee, termochimic si electric, au un efect partial, fiecare procedeu in sine avand o eficienta limitata, iar pe de alta parte, emulsiile de apa - titei existente fiind din ce in mai stabile, este necesara combinarea celor doua procedee, pentru a se ajunge la o separare eficienta. Stabilitatea mare a emulsiilor apa - titei se explica prin aceea ca, pe de-o parte, diferenta de densitate dintre titeiurile grele asfaltice (>0,900 g/cm3) si apa (1,000 g/cm3) este foarte mica, iar pe de alta parte, prin continutul mare in emulgatori naturali, rasini si asfaltene al acestor titeiuri.

Astfel, in cadrul instalatiei de distilare atmosferica (D.A.) din Rafinaria Pitesti se realizeaza desalinarea si dezemulsionarea, folosind un procedeu combinat de dezemulsionare termochimica si electrica

Instalatia utilizeaza doua deshidratoare cilindrice orizontale (in rafinariile Brazi, Teleajen si Midia - Navodari se folosesc deshidratoare sferice), care lucreaza in paralel.

Dupa ce titeiul este amestecat cu dezemulsionantii, se preincalzeste la 120 °C pe seama schimbului de caldura cu benzina medie, petrol, motorina din coloana principala de distilare atmosferica, se amesteca cu apa recirculata in proportie de pana la 8% fata de titei, dupa care intrai in cele doua deshidratoare (intrare si iesire care se efectueaza pe cate doua pasuri pentru realizarea unei distributii mai bune a emulsiei pe suprafata electrozilor).

In cele doua vane de amestecare a apei cu emulsia, se lucreaza la 0,8 1,4 kgf/cm²

La 0,8 kgf/cm², nu se realizeaza o emulsionare buna a apei cu titeiul, randamentul instalatiei fiind nesatisfacator, dar la 1,4 kgf/cm², se realizeaza o emulsie care se sparge in intregime in interiorul deshidratoarelor.

Procedeul de mai sus se aplica mai ales la titeiul cu emulsii instabile sau partial stabile, dar pentru a se asigura spargerea emulsiei intr-un timp cat mai scurt (deci o productivitate a instalatiei ai mare), este necesar sa se lucreze cu un gradient de voltaj, corespunzator cu constitutia emulsiei, cat mai mare.

Caracteristicile procesului

Desalinizarea sl dezemulsionarea chimica si electrica a titeiurilor

Ca dezemulsionant se foloseste 'Contact negru neutralizat', un produs obtinut prin neutralizarea 'gudronului acid' (deseu rezultat la rafinarea cu H2SO4 a petrolului sau a motorinei). El are un continut de minim 15% saruri ale acizilor sulfonici.

III. Materii prime, produse caracteristice si analize obtinute la     dezemulsionare si desalinari

3.1Materii prime si produsele caracteristice

Din compararea analizelor materiei prime cu produsele obtinute se observa o scadere a procentului de apa (0,2%), valoare care este acceptata in distilarea atmosferica a titeiului, si o scadere spectaculoasa a procentului de saruri de aproximativ 100 de ori, valori care permit ₍instalatiei de distilare atmosferica sa poata prelucra titeiul in conditii normale de exploatare.

3.2 Analizele fizico-chimice folosite in procesul dezemulsionarii

3.2.1 Determinarea continutul de apa din titei

Titeiul si produsele petroliere contin apa, in cantitati variabile, fie dizolvata (in cantitate foarte mica), fie in suspensie, fie sub forma de emulsii mai mult sau mai putin stabile.

Prin analizele fizico-chimice utilizate in laborator, se determina apa existenta sub forma de suspensie sau de emulsie.

Metodele utilizate sunt calitative si cantitative.

Metode calitative. Aceste metode se bazeaza fie pe reactia apei din proba analizata cu unele produse chimice, fie pe determinarea vizuala a transparentei unei probe, asa cum se descrie in continuare :

a) Intr-o palnie de separare cu produs petrolier se introduce permanganat de potasiu praf si apoi se agita. Aparitia unei coloratii slab roz, care dispare repede, indica existenta apei.

b)       intr-un balon cu ulei se fixeaza cu un dop, in spatiu de deasupra lichidului, o fasie de hartie de filtru imbibata cu reactivul Scribe (solutie 5 % de sulfat feroamoniacal) si pudrata cu praf fin de cianura de fier, apoi balonul se incalzeste pana la 120 C. Colorarea hartiei in albastru inchis indica prezenta apei.

c)        Inaltimea stratului de apa in rezervoarele sau in cisternele cu titei si produse petroliere se determina prin introducerea, pe la partea superioara a acestora, a unei rigle gradate la partea inferioara unde este lipita o hartie imbibata cu lesie sulfitica, de culoare cafenie in­chisa, sau o hartie cu solutie de zahar, de culoare verde inchis. Partea
de hartie care vine in contact cu apa se decoloreaza.

d)      Prezenta apei in benzen si toluen este pusa in evidenta prin examinarea vizuala directa a unui flacon care contine proba de ana­lizat (STAS 310-66).

e)        La petrolul lampant se determina temperatura de tulburare prin racirea unei probe, in eprubeta utilizata la determinarea punc­tului de congelare, pana la -15⁰C intr-un amestec racitor, iar dupa 5 min se scoate eprubeta, se sterge repede si se observa transparenta.

La petrol pentru turboreactoare prezenta apei este identificata prin examinarea, la lumina, a unei probe introduse intr-un cilindru de sticla cu diametru 40-55 mm.

f) Absenta apei in uleiul de transformator se pune in evidenta prin examinarea transparentei astfel : intr-o eprubeta, curata si us­cata, de circa 130 mm lungime si 40 mm diametru se introduce pana la jumatate din inaltimea ei o proba de ulei. Printr-un dop de pluta se introduce un termometru (ca cel pentru masurarea punctului de
congelare), pana la jumatatea lichidului, dupa care eprubeta se intro­duce intr-o baie la 3±1 °C, iar cand temperatura uleiului a ajuns la + 5^CC se scoate eprubeta din baie. Rezultatele sunt bune daca uleiul permite citirea unui text anumit (caractere nr. 1 din STAS 30-51).

g) in cazul parafinei se introduce, intr-un cilindru gradat de 100 cm³ cu dop slefuit, 50 cm³ benzen sau benzina de extractie si 50 g parafina in bucati mici. Dupa dizolvare se introduce cilindrul intr-o baie de apa la 60 °C, iar dupa 15 min se examineaza vizual daca exista depuneri de apa (STAS 57-62).

h) in cazul gazului petrolier lichefiat prezenta sau absenta apei se face intr-o instalatie ca cea redata in fig. 60 (NFM 41-004).

Metode cantitative. Se folosesc pentru a determina cantitatea de apa in titei si produsele petroliere (gazoase, lichide si solide) si se bazeaza fie pe reactia apei cu unele produse chimice, pe separarea acestora prin centrifugare sau distilare, fie pe uscarea probei in etuva.

Metoda gravimetrica se bazeaza pe absorbtia umiditatii din gaze cu ajutorul diferitilor agenti de uscare ca pentoxidul de fosfor, clorura de calciu, acid sulfuric, percloratul de magneziu (anhidrona), site moleculare etc.

De obicei absorbantul se introduce in doua tuburi in forma de U legato in serie prin care se trece gazul de analizat cu un debit de 5-6 l/h, pana in momentul in care greutatea primului tub creste cu 20-30 mg.

In cazul utilizarii unui debitmetru uscat pentru masurarea gazu­lui, tuburile de absorbtie se monteaza dupa acesta, iar in cazul unui contor umed (cu apa) tuburile de adsorbtie se monteaza inaintea acestuia.

Dupa trecerea gazului, tuburile de absorbtie se cantaresc cu o precizie de 0,1 mg, umiditatea se calculeaza cu relatia :

X

in care

X este umiditatea gazului, in g/m³ ;

m₁ - masa initiala a tubului de absorbtie , in g

m₂ - masa finala a tubului de absorbtie, in g ;

V_g- volumul gazului trecut prin contor, corectat la conditiile normale, in 1.

Metoda distilarii se bazeaza pe antrenarea apei din titei si pro­duse petroliere lichide si solide cu ajutorul unui dizolvant nemiscibil apoi separarea ei.

In balonul 1 de sticla sau metalic de 500 cm³ capacitate se cantaresc 100 g produs cu precizia de 0,1 mg, dupa o prealabila omo­genizare, peste care se toarna 100 cm³ dizolvant (benzina cu interval de distilare 80-120 ~C). in cazul unsorilor consistente si a vaselinelor se cantaresc, cu aceeasi precizie, 40-50 g pentru un continut de peste 2% apa si 50-100 g pentru un continut sub 2% apa si se adauga 150 cm³ dizolvant.

Daca proba de analizat contine peste 10% apa, se cantareste o can­titate astfel incat sa rezulte maximum 10 cm³ apa.

Dupa montarea aparaturii si etansarare, se incalzeste balonul astfel incat din condensatorul 3 sa cada in fiola colectoare cate 3-4 pica­turi pe secunda. Dizolvantul condensat deverseaza in balon pe la partea superioara a fiolei, iar apa se separa la partea inferioara a fiolei.

Distilarea nu trebuie sa depaseasca 1 h, ea se intrerupe in mo­mentul in care volumul de apa din fiola ramane constant iar dizol­vantul este transparent.

Continutul de apa, in %, se calculeaza cu relatia :

Apa

in care

V_a este volumul de apa colectata in fiola, in cm³ ;

m - cantitatea de produs luata pentru determinare, in g.

Diferenta intre doua determinari paralele nu trebuie sa depaseasca 0,1 cm³ (STAS 24-64

Alte metode (ASTM D 95-62, NF T60-113) se deosebesc de cea descrisa anterior prin aceea ca, fiola de colectare este de tip diferit si dizolvantul utilizat este xilenul (interval de distilare 136-140⁰C si densitate 0,860) sau o benzina, care distila 5°/₀ intre 90-100 °C si 90% sub 210 °C.

Metoda, centrifugarii se foloseste pentru determinarea simultana a continutului de apa si a impuritatilor mecanice din titeiuri, pacura, combustibili si uleiuri distilate.

Cantitatea de cate 50 cm³ de produsul de analizat bine omogeni­zat se amesteca cu cate 50 cm³ benzen saturat in doua fiole gradate .

In cazul titeiului, ca dizolvant se poate utiliza toluenul sau ben­zina cu punct initial de fierbere de minimum 80 °C.

Fiolele se aseaza intr-o centrifuga speciala in parti diametral opuse si se supun 10 min unei turatii de 1 50050 rot/min, dupa care se citeste volumul de apa si impuritati mecanice separate pe fundul aces­tora. Centrifugarea se repeta pana cand volumul de apa si impuritati ramane constant pentru trei citiri consecutive.

Ca rezultat se ia media citirilor la cele doua fiole, raportat la 100 cm³ produs. Diferenta intre doua determinari paralele nu trebuie sa depaseasca 0,2 cm³ (STAS 24-64).

Alte metode (ASTM D 96-63, NF M 07-020) se deosebesc de me­toda de mai inainte prin :

fiole de alta forma, avand dimensiunile de 50 si 100 cm³ ;

cantitatea de dizolvant si de produs este in cazul utilizarii fiolei de 50 cm³, de cate 25 cm³.

Metoda Karl Fischer se bazeaza pe reactia iodului cu bioxidul de sulf in prezenta apei din produsul de analizat in solutie de alcool metilic-piridina, in aparatul de titrare conductometrica .

Metoda nu se aplica la produsele care reactioneaza cu solutia Karl Fischer (compusi carbonilici, amine, aldehide, mercaptani, hi­drogen sulfurat, tiouree, tioacizi, peroxizi, chinone si acid ascorbic).

Pentru determinare se introduce alcool metilic in vasul de titrare pana ce acopera complet electrozii 7 si se titreaza cu solutie Karl Fischer pana ce ochiul magic 5 indica punctul final. Apoi se introduc 25 cm³ din proba de analizat, cu o pipeta tip seringa bine uscata, dupa care se titreaza cu solutia Karl Fischer pana la punctul final.

Modificarea culorii trebuie observata cu mare atentie, deoarece un mic exces de solutie readuce culoarea la cea initiala.

Continutul de apa se calculeaza cu relatiile :

in % vol

apa=

in greut. :

apa=

in care

V₃     este volumul solutiei Karl Fischer utilizata la titrare, in cm³;
V . volumul probei luata in analiza, in cm³ ;
T litrul solutiei Karl Fischer ;

d - densitatea probei la temperatura de lucru. Continutul de apa se poate exprima si in p.p.m. prin inmultirea valorilor de mai inainte cu 10⁴.

Ca rezultat se ia media aritmetica a doua determinari intre care se admite o diferenta de 0,05 cm³ solutie Karl Fischer.

Solutia Karl Fischer se prepara prin dizolvarea, intr-un balon de 2 1, a 84 g iod resublimat in 670 cm³ alcool metilic (concentratia 99,9%, continut de apa maxim 0,05%) peste care se introduce un amestec de 270 cm³ piridina cu 45 cm³ bioxid de sulf lichid.

In fiecare zi, inainte de lucru, se stabileste titrul solutiei in felul urmator : in vasul de titrare 6 se introduce alcool metilic pana se acopera complet electrozii 7 si se titreaza cu solutie Karl Fischer pana ce ochiul magic 5 indica punctul final, care trebuie sa ramana des­chis timp de 30 s. Cu o pipeta tip seringa, curata si uscata, se intro­duc 10 cm³ amestec apa-alcool metilic si se titreaza cu aceeasi solutie. Se reusuca seringa, apoi se adauga 10 cm³ alcool metilic dupa care se titreaza pana la punctul final.

Titrul T, in g apa/cm³, se calculeaza cu relatia :

T=

in care

m este masa apei din cei 10 cm³ amestec apa-alcool metilic fo­losita la titrare, in g ;

V₁ - volumul solutiei Karl Fischer folosit la titrarea celor 10 cm³ amestec apa-alcool metilic, in cm³ ;

V₂ - volumul solutiei Karl Fischer folosit la titrarea celor 10 cm³ alcool metilic, in cm³.

Determinarea apei din gazele bogate in hidrogen de la refor­marea catalitica poate fi efectuata cu higrometrul electrolitic portativ tip Berckman.

3.2.2 Determinarea cantitatii de cloruri din titei

In laborator continutul de cloruri se determina prin diferite me­tode, in continuare fiind redate metoda titrarii si metoda potentiometrica.

Metoda titrarii consta in extragerea cu apa fierbinte a clorurilor din proba de titei supus analizei si titrarea solutiei obtinute cu azo­tat de argint in prezenta de cromat de sodiu ca indicator.

Pentru determinare se introduc intr-o palnie de separare 25 cm³ titei peste care se adauga, in fractiuni mici cu acelasi cilindru, 75 cm³ benzina grea cu punct initial de distilare de minimum 105 °C. in prealabil deshidratata si filtrata, apoi tot in portiuni mici 150 cm³ apa distilata fierbinte si 0,5-1 cm³ solutie de fenol sau de dezemulsionant.

Continutul palniei se agita puternic circa 5 min, iar dupa decan­tare si separare se trece stratul apos inferior intr-un balon cotat de 500 cm³.

Titeiul ramas in palnie se spala cu portiuni de 100 cm³ apa dis­tilata fierbinte, careia i se adauga fenol sau dezemulsionant, pana cand apa decantata nu mai da reactia ionului clor (verificarea cu azota­tul de argint in prezenta de acid azotic). Apele de spalare se trec in balonul cotat. Balonul cotat se inchide, se raceste la temperatura camerei si se aduce la semn cu apa distilata.

Din solutia apoasa, omogenizata prin agitare, se trece, cu pipeta 50 cm³ (100 cm³ in cazul titeiului cu un continut de sare sub 10 kg/va­gon) intr-un vas Erlenmeyer de 250 cm³, se adauga 1 cm³ solutie 10% de cromat de potasiu si se titreaza cu solutie 0,05 n de azotat de argint pana la coloratie rosie identica cu aceea obtinuta la o proba martor preparata astfel : intr-un vas Erlenmeyer de 250 cm³ se in­troduce o cantitate de apa distilata, egala cu volumul solutiei care se titreaza, se adauga o cantitate de fenol sau dezemulsionant egala cu aceea continuta in solutia de titrat, se adauga 1 cm³ solutie 10% de cromat de potasiu, apoi se titreaza cu cateva picaturi de azotat de argint pana se obtine o coloratie rosie persistenta.

Continutul de cloruri, exprimat in kg clorura de sodiu la vagonul de titei, se calculeaza :

a)      cand s-a luat 50 cm³ solutie pentru titrare :

cloruri=

b)      cand s-a luat 100cm³ solutie pentru titrare:

cloruri=

in care :

V si V₁ reprezinta volumele solutiei 0,05 n de azotat de ar­gint folosit la titrarea probei de analizat respec­tiv a probei martor, in cm³ ;

cantitatea de clorura de sodiu, corespunzatoare la 1 cm³ solutie 0,05 n de azotat de argint ;

d densitatea titeiului la temperatura la care a fost masurat volumul de 25 cm³ titei luat pentru analiza.

Ca rezultat se ia media aritmetica a doua determinari, intre care se admit diferente de 0.3 kg /vagon in cazul unui continut de cloruri pana la 10 kg/vagon inclusiv si 0,7 kg/vagon in cazul unui continut mai mare (STAS 1166-64).

Alta metoda (IP 77/66 T, NF M 07-023) prevede amestecarea a 80 g de proba incalzita la 60⁰ C cu 70 cm³ benzen la aceeasi tempe­ratura, extractia la 60⁰ C. intr-un aparat similar celui pentru deter­minarea tetraetil-plumbului, cu adaos de 25 cm³ alcool etilic absolut si 15 cm³ acetona, dupa care se adauga 125 cm³ apa distilata.

Dupa separare, din solutia apoasa se elimina hidrogenul sulfurat, daca acesta exista, apoi se determina continutul de cloruri, sub forma de clorura de sodiu, prin titrare cu azotat de argint.

Metoda potentiometrica consta in dizolvarea titeiului intr-un di­zolvant organic si titrarea potentiometrica a clorurilor cu azotat de argint, potentiometrul are un electrod de sticla, iar altul de calomel iar ca electrod indicator unul de argint.

Ca dizolvant organic se utilizeaza un amestec de alcool izobutilic benzen sau toluen si acid azotic.

Metoda de analiza prevede determinarea clorurilor atat in absenta hidrogenului sulfurat cat si in prezenta acestuia.

Pregatirea electrozilor, a dizolvantului, a solutiei de titrare, modul de lucru, calculul si precizia rezultatelor sunt redate in STAS 1166-64.

3.2.3. Determinarea densitatii

Generalitati

Densitatea (masa volumica) unui corp este masa unitatii sale de volum determinata in vid si exprimata in g/cm3. Densitatea se masoara la o temperatura definita (t⁰C) care pentru tara noastra a fost stabilita la 20⁰ C.

Densitatea relativa (masa volumica relativa) este raportul dintre densitatea unui corp la temperatura t⁰C si densitatea unui volum egal de apa distilata la 4⁰ C si presiunea de 760 mmHg, densitatea apei este egala cu unitatea, densitatea relativa este numeric egala cu densitatea, insa spre deosebire de aceasta este un numar adimensional deoarece este un raport de mase.

Densitatea relativa se noteaza d^t_t1 sau in conditiile tarii noastre d²⁰₄.

Valorile numerice obtinute prin calculele din prezentul standard (STAS.35.73) pot fi utilizate atat ca valori ale densitatii cat si ale densitatii relative.

Densitatea relativa este utilizata pentru masurarea cantitatilor de titei si produse petroliere lichide.

Densitatea se determina cu urmatoarele metode:

metoda cu areometrul, pentru toate produsele lichide, cu exceptia eterului de petrol si a gazolinei in cazul receptiilor;

metoda cu balanta Mohr-Westhal, pentru toate produsele lichide cu exceptia eterului de petrol si a gazolinei;

metoda cu picnometrul, pentru toate produsele.

Determinarea densitatii cu areometrul

Metoda consta in scufundarea unui plutitor (areometru) de constructie adecvata in lichidul de analizat

Areometrul are forma din figura.

Mod de lucru

Areometrul bine curatat se scufunda in lichidul de analizat, astfel incat sa nu se atinga peretii. Citirea se efectueaza privind tangent la suprafata lichidului.

Pentru masuratorile de precizie, de exemplu in industria petrolului, exista truse de densimetre cu interval ingust, gradate la a treia zecimala. Pentru industria alimentara se folosesc densimetre speciale, de exemplu: lactometre, alcoolmetre etc.

IV. Norme de protectie a muncii

4.1 In laboratorul de analize fizico-chimice

Instalatiile de dezemulsionare electrica fac parte din grupa instala­tiilor electrice de inalta tensiune, asa incat trebuie respectate cu stric­tete normele de protectie a muncii specifice acestui gen de instalatii.

In general, toate aparatele electrice din instalatie trebuie amplasate intr-un spatiu prevazut cu usi din plasa de sarma, care vor fi permanent inchise cu lacat, cheia fiind pastrata de cel care poate avea acces la ele: electricianul de serviciu. Punerea sub tensiune a deshidratorului este anuntata intregului personal din instalatie. Aceasta operatie se exe­cuta dupa controlul circulatiei. normale a titeiului. Manipularea apara­turii electrice se executa de pe pod izolant, cu manusi de cauciuc si cu prajini izolante.

Existenta unui scurtcircuit in instalatie care poate provoca acci­dente si explozii este pus in evidenta de intrerupatorul automat care, in acest caz, trebuie sa actioneze instantaneu si total sigur.

In timpul functionarii deshidratorului se va controla permanent etanseitatea izolatoarelor de portelan, supapa de siguranta de pe deshi­drator (care trebuie sa se deschida la presiunea prescrisa), verificandu-se functionarea intrerupatorului automat. Se va monta bara de protectie si siguranta de la scara de pe deshidratorul electric si se va aseza placarda avertizoare la scara cu inscriptia "TENSIUNE INALTA!' "PERI­COL DE MOARTE!'.

Orice defectiune observata la deshidratorul electric se va remedia numai dupa scoaterea lui de sub tensiune. Scoaterea de sub tensiune a deshidratorului comporta intreruperea curentului electric la intreru­pator. Se aseaza apoi placarda de avertizare cu inscriptia "NU PUNETI IN CIRCUIT, IN INSTALATIE LUCREAZA OAMENI!' se desface bara de protectie si siguranta de la scara care urca pe deshidrator si se leaga deshidratorul la borna de pamant. Lucrarile in deshidrator se vor executa numai dupa golirea acestuia de titei, aburire pentru evacuarea gazelor, spalare cu apa si dupa ce analiza gazelor din deshidrator arata lipsa gazelor inflamabile.

4.2 In instalatiile de dezemulsionare si desalinizare

Normele de protectie a muncii cuprind reguli de compor­tare a omului la lucru, de operare a instalatiilor fara pe­ricol de accidentare, de protectie a aparaturii contra ac­tiunii focului, de constructie a aparatelor, de dotare a In­stalatiilor cu mijloace secundare de siguranta si de prevenire etc.

Normele privind comportarea omului la lucru in rafina­rii interzic fumatul sl primirea la lucru in stare de ebrie­tate, precum si introducerea in rafinarie a bauturilor alco­olice. De asemenea, ele prevad obligatia de a cunoaste to­pografia locului de munca, de a nu circula in timpul lucrului fara rost pe la alte instalatii si de incadra in regu­lile prevazute in regulamentul de ordine interioara a rafi­nariei.

Muncitorii sunt datori sa cunoasca proprietatile produselor pentru a-si da seama de conditiile in care se pot a-prinde sau pot da loc la explozii, sa cunoasca care este toxicitatea acestor produse, care sunt urmarile intoxicarii omului cu aceste produse si cara sunt masurile de prim-ajutor pentru salvarea celor intoxicati.

In tot timpul lucrului, instalatiile trebuie suprave­gheate indeaproape, iar defectiunile ivite trebuie detecta­te la timp.

Prezenta apei in instalatie poate provoca cele mai grave accidente in exploatarea instalatiilor, de aceea tre­buie sa se acorde o atentie deosebita evacuarii apei din toate aparatele si conductele instalatiei, la punerea ei in functiune.

Materia prima care contine apa nu poate fi prelucrata decat dupa separarea apei.

La separatoarele de reflux, trebuie urmarit cu multa atentie nivelul de apa, deoarece introducerea apei la varful coloanei poate crea o presiune mare pe instalatie, care poa­te provoca cele mai grave accidente.

Manipularea legaturilor de scurgere a apei si de luare a probelor trebuie efectuate cu mare grija, deoarece ele pot fi infundate. Nu se admite desfundarea lor prin ciocanire sau cu sarme, in timp ce aparatul este in functiune.

Luarea probelor de produse fierbinti nu se admite de­cat cu ajutorul unui racitor cu apa.

Pompele trebuie sa se scurga prin conducta care iese afara din sala pompelor.

Pentru stingerea incendiilor care se produc in sali in­chise sunt prevazute conducte alimentate cu abur care se pot manipula de la distanta.

Bibliografie

Tehnologia prelucrarii titeiului si a petrochimiei, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti -1978, ing. Gh. Vidrascu

Tehnologia prelucrarii titeiului, Editura Mobil Industrial, Ag. Pitesti 1999, Prof. Ing. Viorel Popescu

Prelucrarea titeiului, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti -1971, E. Jurca

Indrumatorul laboratorului petrolier, Editura Tehnica, Bucuresti -1970, Nicolae Ioanesi, Mihai Conrad

Manualul laborantului chimist, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti -1969, Colectiv