• Nie Znaleziono Wyników

Techniki Rozdzielania

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Share "Techniki Rozdzielania"

Copied!
63
0
0

Pełen tekst

(1)

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.

(2)

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.

(3)

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 i

Zarządzeniem 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.

(4)

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 (!)

(5)

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

(6)

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 m

kg Ad

w d w

m m m m 2

 

 

  s W mol d

N 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

(7)

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!

(8)

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]

(9)

 

 

 

  

2

1

3 2 2

2

400 

  u d

L P R

e e

Opór przepływu – warstwy porowatej

K – współczynnik oporu przepływu

Re = u d

p

ρ / 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

 

m

L Lc

(10)

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

12

HETP

i

= 1/5.54 Lc (S

1/2i

/ l

ri

)

2

HETP = μ

2L

/M

1L

D

eff

= HETP u ; u=Lc/tr

L

L

(11)

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

 

m

H n

H N

hj.p.mj.p.mptpt

- ciśnienie osmotyczne Wysokośd kolumny

(12)

Opadanie swobodne i wymuszone cząstek – prawo Stokesa

Adsorpcja

(13)

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]”

(14)

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

(15)

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

(16)

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.

(17)

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))

(18)

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

(19)

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

(20)

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.

(21)

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

(22)

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.

(23)

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

(24)
(25)

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

(26)

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.

(27)

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

(28)

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.

(29)

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

(30)

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

(31)

Rafinacja (ekstrakcja)

„furfurolem” (furfuralem)

Parametry procesu

Temperatura pracy kontaktora:

108 - 131°C (góra) 95 -122°C (dół)

Stosunek furfurol / wsad 2,7 - 4,2

(32)

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

(33)

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

(34)

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

(35)

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.

(36)

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.

(37)

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.

(38)

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

(39)

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

(40)

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

(41)

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.

(42)

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.

(43)

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.

(44)

Hydrorafinat (produkt) w stosunku do deparafinatu (wsad) charakteryzuje się:

- jaśniejszą barwą

- większą odpornością na utlenianie

- większą odpornością na emulgowanie i pienienie

(45)

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

(46)
(47)

Produkty Bloku Olejowego

- Oleje Podstawowe - Gacze Parafinowe

- Plastyfikatory naftowe

(48)

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 100C 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

(49)

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

(50)

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

(51)

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

(52)

Ideowy schemat komponowania olejów

(53)

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

(54)

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)

(55)

Produkcja asfaltów

(56)

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.

(57)

Schemat ideowy procesu blendingu asfaltu w zbiorniku

Inne komponenty

Pozostałość prożniowa

Asfalty

twarde Asfalty

komponowane

(58)

Schemat ideowy procesu blendingu asfaltu w

mieszalniku statycznym

(59)

Instalacja modyfikacji asfaltów polimerami

(1050)

(60)

Struktura elastomeru styren - butadien - styren

STYREN BUTADIEN

KOPOLIMER

BLOKOWY

LINIOWY GWIAŹDZISTY

(61)

Asfalty modyfikowane SBS-em

Asfalty średniomodyfikowane:

- Modbit 30B, - Modbit 80B, - Modbit 160B.

Asfalty wysokomodyfikowane:

- Modbit 80C.

(62)

Dokumenty określające wymagania dla asfaltów klasycznych

- Norma PN-EN 12591 „Asfalty i lepiszcza asfaltowe. Wymagania dla asfaltów drogowych.”

- Norma PN-EN 14023 „Asfalty i lepiszcza asfaltowe. Zakres klasyfikacji asfaltów modyfikowanych polimerami.”

- Aprobata Techniczna (IBDiM) – asfalty których wymagania nie mieszczą się zakresach ujętych w normach.

- Wewnętrzne wymagania dla asfaltów drogowych – Warunki

Techniczne – zaostrzone wymagania normy

(63)

Dziękuję za uwagę!

Cytaty

Powiązane dokumenty

Wielkim problemem jest dzisiaj nie zagrożenie życia publicznego przez religię, lecz zagrożenie, które uważający się za wcielenie życia publicznego rząd stanowi dla

Tę metodę rozdziału można stosować tylko wówczas, gdy składniki mieszaniny różnią się właściwościami magnetycznymi (jednym ze składników jest

Nauczyciel rozdaje każdej grupie instrukcję (załącznik 1), w której jest opisany sposób wykonania doświadczenia oraz informacja, w jaki sposób należy to doświadczenie opisać...

Podstawowe surowce w produkcji niektórych substancji nieorganicznych i

W artykule przedstaw iono porów nanie czasów obliczeń poliharm onicznych m odeli m atem atycznych m aszyny indukcyjnej z różnym i liczbami harm onicznych

operatora pompy w zakresie wykonywania czynności wspomagających pracę operatora w strefach roboczych, wymagających kontroli, której operator nie jest w stanie prowadzić

-- SCHEMAT IDEOWY PROCESU to „łańcuch”, a najczęściej „sieć” wielu różnych operacji jednostkowych, w tym, rozdzielania, ale także reakcji chemicznych, czy

Siła jonowa - jest funkcja steżenia jonów komponujacych elektrolit (bufor), a jej wartość definiuje się jako połowę sumy iloczynów steżen molowych i kwadratu wartosciowosci