Techniki Rozdzielania
TCh II/II (sem. IX dla studiów „zintegrowanych”) Wykład I-szy
2016-17
prof. M. Kamioski
markamin@pg.gda.pl Tel. 601-40-18-24
Gdaosk 2016
Techniki Rozdzielania
- kontynuacja Inżynierii Chemicznej - Procesowej w zakresie operacji rozdzielania w skali od laboratoryjnej do procesowej, szczególnie dla operacji sorpcji-desorpcji (adsorpcji – desorpcji, absorpcji – desorpcji, wymiany jonowej i chromatografii w różnych układach faz) - w układach płyn* – ciało stałe*, płyn – ciecz, a także, operacji z zastosowaniem stałych i ciekłych membran, z zupełnie skrótowym powtórzeniem podstawowych zasad inżynierii chemicznej procesowej, aktualnych dla opisu w/w operacji jednostkowych oraz procesów z ich zastosowaniem.PLAN
1. Zakres i ogólny program przedmiotu – wykład / laboratorium oraz warunki zaliczenia
2. Wiedza i umiejętności konieczne dla efektywnego studium przedmiotu
„TR” (zakłada się znajomośd przez Studentów podstawowych zasad matematyki, fizyki, chemii fizycznej, oraz inżynierii chemicznej – procesowej, a także, nawyk dążenia do zrozumienia studiowanej problematyki (!))
3. Znaczenie zrozumienia problematyki przedmiotu (zwłaszcza zasad
podstawowych - szczególnie w przypadku inżyniera pracującego w nowoczesnym przemyśle lub centrum badawczo – rozwojowym) - dla efektywnego wykorzystania w praktyce zawodowej- wiedzy i umiejętności zdobytych na studiach (!)
4. Znaczenie poznania ogólnych zasad inżynierii operacji jednostkowych, a także znajomości różnych technik i metod rozdzielania - w różnej skali zastosowao - dla „technologa” (na przykładzie opisu ważniejszych operacji
jednostkowych oraz procesów technologicznych „BLOKU OLEJOWEGO” Grupy LOTOS SA – destylacji i rektyfikacji atmosferycznej i próżniowej, ekstrakcji furfuralem, odparafinowania Di-Me (krystalizacji, odparowywania ciągłego, filtracji), ekstrakcyjnego od-asfaltowania propanem, magazynowania asfaltów, … oraz na przykładzie efektywnego stosowania HPLC w skali laboratoryjnej.
Zakres i program przedmiotu TR : wykład / laboratorium + warunki zaliczenia
– zasada - 2W(E)/1L(5x3h)
2 godz. lekcyjne wykładu przez cały semestr zimowy + 5 dwiczeo laboratoryjnych w II-giej części semestru - dopóki Inżynieria Chemiczna Procesowa na I-szym etapie studiów Technologii Chemicznej, wg systemu bolooskiego nie wróci do tradycyjnej zasady 2-u semestralnego studium; obecnośd na wykładzie oraz laboratorium - obowiązkowa , zgodnie z decyzją Senatu iZarządzeniem Rektora – podpisywana lista obecności - począwszy od II-giego tygodnia;
-- warunki zaliczenia:
-- laboratorium : oceny z „wejściówek” podczas dwiczeo + oceny sprawozdao – ocena koocowa jako średnia, z uwzględnieniem aktywności studenta przez prowadzącego laboratorium;
-- „wykład” : egzamin pisemny w sesji zimowej, warunkiem przystąpienia – zaliczenie laboratorium; zalicza 60% punktów, pod warunkiem braku „dyskwalifikujących”
fragmentów pracy pisemnej; takie prace nie są dalej sprawdzane, ani nie jest obliczana punktacja
-- ocena koocowa : 75% - ocena za „wykład”, 25 % - ocena za laboratorium, z możliwością podwyższenia w przypadku takiej decyzji prowadzącego przedmiot.
Wiedza i umiejętności konieczne dla efektywnego studium przedmiotu
„Techniki Rozdzielania”
-- Zakłada się znajomośd przez Studentów podstawowych zasad oraz wybranych metodyk stosowania
- matematyki, - fizyki,
- chemii fizycznej oraz
- inżynierii chemicznej – procesowej, a także,
-- nawyk dążenia do zrozumienia studiowanej problematyki (!)
Zrozumienie problematyki każdego studiowanego przedmiotu
(zwłaszcza zasad podstawowych ) - w przypadku inżyniera pracującego w nowoczesnym przemyśle lub centrum badawczo – rozwojowym
- posiada podstawowe
znaczenie dla efektywnego wykorzystania w praktyce zawodowej-
wiedzy i umiejętności zdobytych na studiach (!)
Proszę o przypomnienie sobie poznanych już podstawowych zasad Inżynierii Chemicznej - Procesowej w zakresie :
1. Właściwości (parametry) „mediów” procesowych - ich znajdowanie/obliczanie:
- płynu (gazu, plazmy, cieczy, podkrytycznej/nadkrytycznej cieczy, roztworu koloidalnego, zawiesiny, emulsji, mgły),
- ciała stałego (w postaci ziarnistej i porowatej/nieporowatej, w postaci kształtek o określonej geometrii itp.),
2. Transportu / oporu przepływu / dyspersji (efektywnej dyfuzji, HETP) płynów,
(szczególnie newtonowskich, ale też innych), przez przewody / kanały / statyczne
nieściśliwe / ściśliwe warstwy porowate- zasady powstawania oporów, obliczania / projektowania,
3. Transportu i hydrodynamiki w układach płyn – ziarniste, także wewnętrznie porowate ciało stałe - w postaci zawiesiny / aerozolu / mgły: opadanie cząstek, sedymentacja, dekantacja, elutriacja, cyklony, fluidyzacja, …
4. Dyfuzyjnego / konwekcyjnego ruchu oraz wymiany ciepła, masy, a także – ciepła i masy, jednocześnie,
5. „Klasycznych” technik rozdzielania - w skali procesowej, które były przedmiotem kursu Inżynierii Chemicznej i Procesowej: odparowywanie i wyparki, suszenie i
suszarki, absorpcja – desorpcja gaz – ciecz, destylacja i rektyfikacja, ekstrakcja stopniowa oraz aparatury odpowiedniej dla realizacji w/w operacji jednostkowych W ramach niniejszego wykładu zostaną przypomniane tylko najważniejsze zasady, mające znaczenie dla operacji omawianych w bieżącym semestrze
Niektóre wielkości procesowe i ich wymiary
s
m d
V dV V
w
3
s
m s
m m Sd
u dv 2
3
s kg d
W dm W
M m m
s mkg Ad
w d w
m m m m 2
s W mol dN dN A
Natężenie objętościowe
Strumieo objętościowy (prędkośd liniowa)
Natężenie masowe
Strumieo masowy m
Natężenie molowe
V
s m W mol Ad
n dN A 2
Strumieo molowy
PROFIL PRZEPŁYWU PŁYNU w PRZEWODACH / RUROCIĄGACH
A – ruch laminarny (uwarstwiony); B – ruch burzliwy (wirowy)
Re<2300 Re>3000 (10 000)
DYSPERSJA MASY w PŁYNACH - w PRZEWODACH / RUROCIĄGACH
dominuje dyfuzja
molekularna
dominują opory przenoszenia masy
mikro-wiry zmniejszają dyspersję
Prawo Pascala – nie zapominad!
2
32 1
d
L P u
2 u2
d P L
zw zw h
zast O
r S d
d 4 4
Hydrodynamika – rurociągi – opór przepływu
Równanie Poiseuille'a – ruch laminarny Równanie Darcy-Weisbacha – ruch burzliwy
λ = f (R e )
λ = f (R
e)
Re = udρ/η [1]
21
3 2 22
400
u d
L P R
e e
Opór przepływu – warstwy porowatej
K – współczynnik oporu przepływu
Re = u d
pρ / η
u – liniowa prędkośd przepływu płynu w warstwie porowatej
de– zastępcza średnica wypełnienia o określonej geometrii
dp– średnia średnica wypełnienia ziarnistego o ziarnach kulistych / nieregularnych dz – średnica zastępcza wypełnienia
ziarnistego
m
d d
d
p
e
z
mL L c
Dyspersja – osiowa (aksjalna) / promieniowa (radialna) w warstwie porowatej WARUNEK: „tłokowy” profil przepływu płynu w poprzecznym przekroju wypełnienia 1. Testowanie na zasadzie pomiaru
dyspersji poprzez przeźroczystą ścianę
kolumny z warstwą 2. Testowanie dyspersji na podstawie sygnału detektora na wylocie kolumny
HETP = Lc μ
2/M
12HETP
i= 1/5.54 Lc (S
1/2i/ l
ri)
2HETP = μ
2L/M
1LD
eff= HETP u ; u=Lc/tr
L
L
Przebieg zmian stężenia w ciągłych procesach wymiany masy
Przeciwprąd
ln 2
k p
k p
k p
zast
C C
C C
C
C C
c k P
Osmoza
dx D dc
Ad
WA dN A/B A
2 2 2 /
2
dx c D d
Ad N
d A
B
A
1-sze
2- gie
Prawa Fick’a
1,
1 , 1 ,
,M c T
f
D
mH n
H N
h j.p.m j.p.m pt pt
- ciśnienie osmotyczne Wysokośd kolumny
Opadanie swobodne i wymuszone cząstek – prawo Stokesa
Adsorpcja
Warto pamiętad, że sprawdzenie wymiaru wyznaczanej wielkości, np. liczby kryterialnej, lub obliczanego parametru może byd dobrym
„narzędziem” kontroli poprawności wykonanego
obliczenia operacyjnego / wyznaczenia
określonego parametru. Np. sprawdzenie wymiaru
jakiejkolwiek liczby kryterialnej powinno doprowadzid
do rezultatu „[1]”
TECHNOLOGIA PRZEROBU ROPY NAFTOWEJ GRUPA LOTOS S.A. - przed zakooczeniem etapu „10+”
-- BLOK OLEJOWY --
Ta częśd wykładu ma za zadanie uzmysłowid znaczenie znajomości przez „technologa” ogólnych zasad inżynierii operacji jednostkowych, a także różnych technik i metod rozdzielania - w różnej skali zastosowao -
na przykładzie opisu ważniejszych operacji jednostkowych oraz procesów technologicznych „BLOKU OLEJOWEGO” Grupy LOTOS SA sprzed etapu„10+” :
– destylacji i rektyfikacji atmosferycznej i próżniowej, ekstrakcji furfuralem, odparafinowania Di- Me (krystalizacji, odparowywania ciągłego, filtracji), ekstrakcyjnego od-asfaltowania propanem, …
Należy mied świadomośd, że prawie każda technologia chemiczna, a także, badania w różnej skali - jej dotyczące - od skali laboratoryjnej do procesowej, związane są z koniecznością umiejętnego i efektywnego stosowania
rozdzielania
!!!- oznacza, że ma miejsce operacja / proces rozdzielania
Uproszczony schemat ideowy gdaoskiej rafinerii Grupy LOTOS S.A.
destylacja atmosfery-
czna
destylacja próżniowa
hydroodsiar- czanie benzyn
izomeryzacja
fr. szczyt
200
350 destylacja
LPG
LPG
platforming 410 710
reforming CCR
b.lekka
LON
SON
hydroodsiar- czanie olejów napędowych
300
500
pozostałość atmosferyczna
hydro- kraking merox
PON
fr.A fr.B fr.C
blok olejowy
CON
b.ciężka
b.ciężka b.lekka
440
100
900 1100 1200 1300 1400
fr.D
oksydacja i blending asfaltów
poz. próżniowa
ekstrakty
PDA
oleje bazowe
gacze oleje opałowe
ciężkie
LPG
oleje napędo-
we oleje opałowe
lekkie paliwo Jet A-1
ol. napędowy nafta
nafta
LPG
benzyny
LPG
propan
LPG z 410 ,440 i 150
LPG
butan
150
1000
asfalty
pozost.
z hydrokrak.
nafta, LON HON
reformat
reformat LPG
ropa
fr.slopowa
deasfaltyzat fr.slopowej
dPON
izomeryzat
310 merox
PEK 1800
zbiorniki ropy
Blok
paliwowy
Blok olejowy
Dobór surowca
Kryteria jakie powinna spełniad ropa naftowa dla LOTOS SA z punkty widzenia Bloku Olejowego
- wykazywad charakter parafinowy,
- zawierad odpowiednią udział destylatów olejowych, - „posiadad” wysoką wydajnośd oleju bazowego,
- „dawad” odpowiednie właściwości oleju bazowego.
Etapy produkcji olejów bazowych
( z wyróżnieniem ważniejszych operacji jednostkowych inżynierii technik rozdzielania )
- destylacja próżniowa pozostałości atmosferycznej (rektyfikacja) - od-asfaltowanie propanem pozostałości próżniowej (ekstrakcja) - ekstrakcja furfuralem frakcji olejowych (ekstrakcja)
- odparafinowanie rozpuszczalnikowe (precypitacja z krystalizacją, odparowywanie próżniowe, filtracja ciągła w obrotowych filtrach nadciśnieniowych, ew. wirowanie ciągłe
- hydrorafinacja olejów bazowych (hydrorafinacja katalityczna
wielostopniowa na porowatym nieruchomym złożu katalizatora
(głównie MoS))
Asfalt PDA
Destylaty próżniowe DAO
Deparafinat
Rafinat
Destylacja próżniowa
Ekstrakcja furfurolem
Odparafinowanie Di-Me
Hydrorafinacja Odasfaltowanie
propanem
Pozostałośd atmosferyczna
Ekstrakt aromatyczny
Gacz parafinowy
Olej bazowy
Schemat ideowy Gr. LOTOS S.A. – blok olejowy
destylacja
próżniowa ekstrakcja
furfurolem
1300 1200
odparafinowanie rozpuszczalnikowe
900
BLOK HYDROKRAKINGOWY
fr.A
fr.B
fr.C
fr.D PON
fr..slop
poz. próżniowa
1100
PEK
asfalt PDA DAO
odasfaltowanie propanem
1000 asfalty
rafinat ekstrakt
fr..slop
ekstrakt
1400 hydrorafinacja
gacz
ekstrakt
zbiorniki ekstraktów
S 72-73 S 82- 84
zbiorniki rafinatów S 65-71
zbiorniki deparafinat
S 74-79
oleje podstawowe
S 85-98
gacze S 117-120 zbiorniki
2000 S 53- 64 poz.
atmosferyczna
Blok Olejowy
Destylacja próżniowa
Fizykochemia
Pozostałośd atmosferyczna rozfrakcjonowana zostaje w kolumnie próżniowej (wieży destylacyjnej) z wypełnieniem pakietowym.
Proces prowadzi się pod obniżonym ciśnieniem dzięki czemu przebiega w znacznie niższych temperaturach niż miałoby to miejsce w warunkach ciśnienia atmosferycznego.
Pozwala to na uniknięcie rozkładu węglowodorów zawartych w pozostałości atmosferycznej, spowodowanego wysoką
temperaturą.
Destylacja próżniowa
CW
PAT
(pozostałośd atmosferyczna)
PON (próżniowy olej napędowy) Frakcja A
Frakcja B Frakcja C
Frakcja D Opary
PPR (pozostałośd próżniowa)
Parametry procesu Ciśnienie w kolumnie próżniowej 4,7 kPa (ok. 35 mmHg)
Temperatura w kolumnie próżniowej
- 390°C na dole - 220°C na górze
Instalacja destylacji próżniowej (900)
Wsad
- pozostałośd po destylacji atmosferycznej lepkośd w 100°C 16 - 27 cSt
Produkty
- PON - lepkośd w 100°C 2,3 - 2,5 cSt,
- frakcja A - lepkośd w 100°C 4,5 - 4,8 cSt, - frakcja B - lepkośd w 100°C 6,2 - 6,6 cSt, - frakcja C - lepkośd w 100°C 13,2 - 14,0 cSt, - frakcja D - lepkośd w 100°C 22 - 23 cSt,
- frakcja slopowa - lepkośd w 100°C 50 - 60 cSt, - pozostałośd próżniowa - lepkośd w 1200°C cSt.
Uzyski produktów
- PON 14,39 %m/m - Frakcja A 4,43 %m/m - Frakcja B 13,75 %m/m - Frakcja C 19,55 %m/m - Frakcja D 4,17 %m/m
- Frakcja slopowa 5,23 %m/m
- Pozostałośd próżniowa 38,01 %m/m - Straty-gaz odlotowy 0,30 %m/m
destylacja
próżniowa ekstrakcja
furfurolem
1300 1200
odparafinowanie rozpuszczalnikowe
900
BLOK HYDROKRAKINGOWY
fr.A
fr.B
fr.C
fr.D PON
fr..slop
poz. próżniowa
1100
PEK
asfalt PDA DAO
odasfaltowanie propanem
1000 asfalty
rafinat ekstrakt
fr..slop
ekstrakt
1400 hydrorafinacja
gacz
PWO
ekstrakt
zbiorniki ekstraktów
S 72-73 S 82- 84
zbiorniki rafinatów S 65-71
zbiorniki deparafinat
S 74-79
oleje podstawowe
S 85-98
gacze S 117-120 zbiorniki
2000 S 53- 64 poz.
atmosferyczna
Blok Olejowy
Fizykochemia
Na instalacji odasfaltowania propanem
zachodzi proces ekstrahowania propanem
z pozostałości próżniowej lub z frakcji slopowej albo też z mieszaniny pozostałości próżniowej i frakcji slopowej prostych węglowodorów nie zawierających heteroatomów (olej)
z pozostawieniem ciężkich składników – asfaltenów,
żywic, naftenów, heterozwiązków (związki siarki,
azotu, tlenu) jako asfalt PDA.
Odasfaltowanie propanem
C1 Poz. próż
C2 C3
DAO
C4
Para strip.
C5
Para strip.
Asfalt PDA V3
Propan V1
Parametry procesu
Temperatura pracy kontaktora:
65 - 75°C (góra) 38 - 42°C (dół) Stosunek
propan / wsad 4 - 6
Ciśnienie w kontaktorze 3 MPa Rozdzielanie ma miejsce we wszystkich modułach obok
Instalacja od-asfaltowania propanem (1100)
Surowce
- pozostałośd próżniowa, - frakcja slopowa.
Produkty
- deasfaltyzat DAO, lepkośd w 100°C 33-36 cSt, uzysk około 35% na wsad,
- asfalt PDA, penetracja w 25°C 15 do 25 0,1mm, uzysk około 65% na wsad.
destylacja
próżniowa ekstrakcja
furfurolem
1300 1200
odparafinowanie rozpuszczalnikowe
900
BLOK HYDROKRAKINGOWY
fr.A
fr.B
fr.C
fr.D PON
fr..slop
poz. próżniowa
1100
PEK
asfalt PDA DAO
odasfaltowanie propanem
1000 asfalty
rafinat ekstrakt
fr..slop
ekstrakt
1400 hydrorafinacja
gacz
PWO
ekstrakt
zbiorniki ekstraktów
S 72-73 S 82- 84
zbiorniki rafinatów S 65-71
zbiorniki deparafinat
S 74-79
oleje podstawowe
S 85-98
gacze S 117-120 zbiorniki
2000 S 53- 64 poz.
atmosferyczna
Blok Olejowy
Fizykochemia
Podstawowym procesem jest ekstrakcja z frakcji próżniowych lub deasfaltyzatu węglowodorów aromatycznych oraz żywic, asfaltenów
i heterozwiązków za pomocą rozpuszczalnika selektywnego – furfurolu (furfuralu)
Poza procesem ekstrakcji na instalacji następuje :
- oddzielenie furfurolu od rafinatu i ekstraktu przez destylację
w kolumnach atmosferycznych i próżniowych z parą strippingową - osuszenie furfurolu z wody i zawrócenie go do procesu
Rafinacja (ekstrakcja)
„furfurolem” (furfuralem)
Parametry procesu
Temperatura pracy kontaktora:
108 - 131°C (góra) 95 -122°C (dół)
Stosunek furfurol / wsad 2,7 - 4,2
Instalacja rafinacji furfurolem (1200)
Surowce
- frakcje próżniowe A, B, C - deasfaltyzat DAO
Produkty - rafinaty:
- SN 140
- SAE 10/85, SAE 10/95 - SAE 30/80, SAE 30/95 - BS 30/85, BS 30/90 - ekstrakty:
- po SN 140 - po SAE 10 - po SAE 30 - po BS
Zdolnośd przerobowa instalacji uzależniona jest od rodzaju przerabianej frakcji.
Obciążenie instalacji:
- dla frakcji A 46- 65 t/h, - dla frakcji B 41- 64 t/h, - dla frakcji C 36- 56 t/h,
- dla BS-85 53- 64 t/h, - dla BS-90 35- 46 t/h.
Zdolnośd przerobowa instalacji
1200
destylacja
próżniowa ekstrakcja
furfurolem
1300 1200
odparafinowanie rozpuszczalnikowe
900
BLOK HYDROKRAKINGOWY
fr.A
fr.B
fr.C
fr.D PON
fr..slop
poz. próżniowa
1100
PEK
asfalt PDA DAO
odasfaltowanie propanem
1000 asfalty
rafinat ekstrakt
fr..slop
ekstrakt
1400 hydrorafinacja
gacz
PWO
ekstrakt
zbiorniki ekstraktów
S 72-73 S 82- 84
zbiorniki rafinatów S 65-71
zbiorniki deparafinat
S 74-79
oleje podstawowe
S 85-98
gacze S 117-120 zbiorniki
2000 S 53- 64 poz.
atmosferyczna
Blok Olejowy
Fizykochemia
Podstawowymi procesami zachodzącymi w instalacji są : - krystalizacja węglowodorów parafinowych w roztworze
wsad – rozpuszczalnik,
- filtracja – rozdzielenie ciekłego oleju od stałych parafin, - destylacja – odzysk rozpuszczalnika z deparafinatu,
gaczu i wody procesowej oraz osuszanie rozpuszczalnika.
Częścią instalacji odparafinowania jest
instalacja chłodnicza (z ciekłym propanem jako czynnikiem chłodniczym), której celem jest uzyskanie odpowiednio niskiej
temperatury rozpuszczalnika myjącego,
gaczu filtracyjnego oraz mieszaniny wsad –
rozpuszczalnik w sekcji krystalizacji.
W procesie stosuje się rozpuszczalnik w celu:
- ułatwienia wytrącania się parafiny – rozpuszczalnik winien rozpuszczad selektywnie wszystkie
węglowodory poza parafinami
- stworzenia warunków dla tworzenia się dużych kryształów parafin przez zmniejszenie
lepkości roztworu wsadu.
W celu zapewnienia odpowiedniej selektywności jako rozpuszczalnik stosuje się mieszaninę chlorku metylenu (Me) i chlorku etylenu (Di) w odpowiednich proporcjach.
Odparafinowanie rozpuszczalnikowe
Parametry procesu
Temperatura filtracji 28°C - -17°C
Temperatura oleju płuczącego 26°C - -15°C
Temperatura na wlocie do krystalizatora 35°C - 65°C
Cl
Cl Cl Cl
Instalacja odparafinowania rozpuszczalnikowego (1300)
Surowce:
- rafinaty:
- SN 140
- SAE 10/85, SAE 10/95 - SAE 30/80, SAE 30/95 - BS 30/85, BS 30/90 - hydrorafinat PON
Produkty:
- deparafinaty:
- SN 140
- SAE 10/85, SAE 10/95 - SAE 30/80,SAE 30/95 - BS 30/85, BS 30/90
- gacze parafinowe: po PON, lekki, średni, ciężki
destylacja
próżniowa ekstrakcja
furfurolem
1300 1200
odparafinowanie rozpuszczalnikowe
900
BLOK HYDROKRAKINGOWY
fr.A
fr.B
fr.C
fr.D PON
fr..slop
poz. próżniowa
1100
PEK
asfalt PDA DAO
odasfaltowanie propanem
1000 asfalty
rafinat ekstrakt
fr..slop
ekstrakt
1400 hydrorafinacja
gacz
PWO
ekstrakt
zbiorniki ekstraktów
S 72-73 S 82- 84
zbiorniki rafinatów S 65-71
zbiorniki deparafinat
S 74-79
oleje podstawowe
S 85-98
gacze S 117-120 zbiorniki
2000 S 53- 64 poz.
atmosferyczna
Blok Olejowy
Fizykochemizm
Proces hydrorafinacji polega na kontakcie oleju
wsadowego z gazem wodorowym, w wyniku czego:
- wodór zastępuje azot, siarkę i tlen w strukturze chemicznej węglowodorów,
- wysyca nienasycone wiązania w węglowodorach.
Dla ułatwienia powyższych reakcji proces zachodzi na katalizatorze niklowo-molibdenowym (Al-Ni-Mo).
W efekcie powstają :
- nasycone węglowodory o obniżonej zawartości azotu, siarki i tlenu,
- amoniak, - siarkowodór, - woda.
Charakterystyka procesu
Proces przebiega w następujących etapach :
- wstępne podgrzanie wsadu, dodanie gazu wodorowego - podgrzanie mieszaniny wsad - gaz wodorowy
w piecu technologicznym
- reakcja w reaktorze na katalizatorze
- wysoko i nisko ciśnieniowa separacja węglowodorów od gazów poreakcyjnych
- oczyszczenie węglowodorów z lekkich produktów i wody w kolumnie próżniowej
- filtrowanie i chłodzenie hydrorafinatu.
Hydrorafinacja olejów
Parametry procesu
Ilośd gazu wodorowego 5 Nm3/ m3 wsadu.
Ciśnienie gazu wodorowego 3,8 MPa.
Temperatura w reaktorze 220- 300°C w zależności od typu wsadu.
Hydrorafinat (produkt) w stosunku do deparafinatu (wsad) charakteryzuje się:
- jaśniejszą barwą
- większą odpornością na utlenianie
- większą odpornością na emulgowanie i pienienie
Instalacja hydrorafinacji olejów smarowych (1400)
Surowce:
- deparafinaty:
- SN 140
- SAE 10/85, SAE 10/95 - SAE 30/80, SAE 30/95 - BS 30/85, BS 30/90 - PON
Produkty:
- hydrorafinaty (oleje podstawowe):
- SN 140
- SAE 10/85, SAE 10/95 - SAE 30/80, SAE 30/95 - BS 30/85, BS 30/90 - hydrorafinat PON
Produkty Bloku Olejowego
- Oleje Podstawowe - Gacze Parafinowe
- Plastyfikatory naftowe
Lp. Wymagania Jednostki SAE 10/95 Metody badań
1. Wygląd w temperaturze 20°C przezroczy
sty, bez zawiesin
wizualnie
2. Lepkość strukturalna w temp.-20°C, nie wyższa niż
mPa.s * PN-88/C-04150
3. Lepkość kinematyczna w temperaturze
100°C mm2/s 5,2 - 5,9 PN-81/C-04011
4. Lepkość kinematyczna w temperaturze 40°C
mm2/s * PN-81/C-04011
5. Wskaźnik lepkości, nie niższy niż 95 PN-79/C-04013
6. Temperatura płynięcia, nie wyższa niż C - 15 PN-83/C-04117 ASTM D-5950 7. Temperatura zapłonu, nie niższa niż C 210 PN-EN 22592 8. Pozostałość po koksowaniu, nie więcej
niż %(m/m) 0,03 PN-85/C-04075
PN-EN ISO 10370 ASTM D-4530 9. Liczba kwasowa, nie wyższa niż mgKOH/g 0,05 PN-88/C-04049 10. Pozostałość po spopieleniu, nie więcej
niż
%(m/m) 0,005 PN-82/C-04077
11. Zawartość wody % (m/m) * ASTM D-4928
12. Działanie korodujące w temperaturze 100C w ciągu 3h, na płytkach z miedzi
stopień korozji 1 PN-85/C-04093 metoda A 13. Zawartość części lotnych metodą
Noacka, nie więcej niż
%(m/m) 15 PN-C-04124:2000 DIN 51581
14. Odporność na pienienie : PN-85/C-04055
15. Barwa, nie wyższa niż numer wzorca 1,0 PN-80/C-04034
16. Gęstość w temperaturze15 C g/cm3 * ASTM D-4052
Tabela wymagao wg WT dla oleju SAE 10/95
Oleje Podstawowe
Lepkość kin.
w temp. 100°C [cSt]
WL
>
Barwa
>
[nr wzorca]
SN 140 > 4,5 95 1,0
SAE 10/95 5,2 - 5,9 95 1,0
SAE 30/95 9,6 -12,9 95 1,5
BS 30/85 > 30 85 5,5
BS 30/90 > 30 90 5,0
Gacze Parafinowe
Zawartość oleju
[%(m/m)]
Temperatura krzepnięcia
>
[°C]
Gacz po PON do 8 42
Gacz Lekki od 2 do 4+ 48
Gacz Średni od 6 do 10+ 58
Gacz Ciężki od 6,5 do 6,5+ 65
Plastyfikatory naftowe
Lepkość kin.
w temp. 100ºC [cSt]
Gęstość
w temp. 15ºC [g/cm3]
PG-12 6 – 12 0,960 -1,000
PG-30 16 - 30 0,965 -1,010
Ideowy schemat komponowania olejów
destylacja
próżniowa ekstrakcja
furfurolem
1300 1200
odparafinowanie rozpuszczalnikowe
900
BLOK HYDROKRAKINGOWY
fr.A
fr.B
fr.C
fr.D PON
fr..slop
poz. próżniowa
1100
PEK
asfalt PDA DAO
odasfaltowanie propanem
1000 asfalty
rafinat ekstrakt
fr..slop
ekstrakt
1400 hydrorafinacja
gacz
PWO
ekstrakt
zbiorniki ekstraktów
S 72-73 S 82- 84
zbiorniki rafinatów S 65-71
zbiorniki deparafinat
S 74-79
oleje podstawowe
S 85-98
gacze S 117-120 zbiorniki
2000 S 53- 64 poz.
atmosferyczna
Blok Olejowy
Produkcja
asfaltów
R-1A
R-1B
Dopalacz Zbiornik
asfaltu S-...
M
A A A A A A Zbiornik
asfaltu S-...
Zbiornik asfaltu
S-...
Wsad do utleniania
Gaz opalowy Powietrze
E - 1 E - 2
SKRU BER
M
Woda
Instalacja oksydacji (1000)
Produkcja asfaltów
Surowce i produkty instalacji utleniania asfaltów
Surowce:
- pozostałośd próżniowa, - asfalt PDA,
- frakcje próżniowe, - ekstrakty.
Produkty:
- asfalty drogowe 20/30, 35/50, 50/70, - asfalt przemysłowy PS 95/35,
- asfalt typu Multigrade UNIBIT 35/50.
Schemat ideowy procesu blendingu asfaltu w zbiorniku
Inne komponenty
Pozostałość prożniowa
Asfalty
twarde Asfalty
komponowane
Schemat ideowy procesu blendingu asfaltu w
mieszalniku statycznym
Instalacja modyfikacji asfaltów polimerami
(1050)
Struktura elastomeru styren - butadien - styren
STYREN BUTADIEN
KOPOLIMER
BLOKOWY
LINIOWY GWIAŹDZISTY
Asfalty modyfikowane SBS-em
Asfalty średniomodyfikowane:
- Modbit 30B, - Modbit 80B, - Modbit 160B.
Asfalty wysokomodyfikowane:
- Modbit 80C.