Proiect TDP 2

86
UNIVERSITATEA “OVIDIUS” DIN CONSTANȚA FACULTATEA DE FIZICĂ,CHIMIE, ELECTRONICĂ ȘI TEHNOLOGIA PETROLULUI SPECIALIZAREA : Prelucrarea Petrolului și Petrochimie PROIECT Tehnologia distilării petrolului Coloana de fracționare de tip ”U”

description

inginerie

Transcript of Proiect TDP 2

Page 1: Proiect TDP 2

UNIVERSITATEA “OVIDIUS” DIN CONSTANȚAFACULTATEA DE FIZICĂ,CHIMIE, ELECTRONICĂ ȘI

TEHNOLOGIA PETROLULUISPECIALIZAREA : Prelucrarea Petrolului și Petrochimie

PROIECT

Tehnologia distilării petrolului

Coloana de fracționare de tip ”U”

Îndrumător: Student:

s.l. dr. Ing. Sterpu Anca CHIFOREANU ALEXNADRU PPP III

2013 - 2014

Page 2: Proiect TDP 2

CUPRINS

Cap.I PREZENTAREA GENERALĂ A APARATELOR DE TIP COLOANĂ ---- 4Cap.2 DATE DE PROIECTARE ...................……………………………………….. .7

2.1. Distilarea PRF………………….......................……………………………………………….…… 72.2. Stabilirea potenţialului de produse albe………........……………………………….……. 8

2.3. Caracterizarea produselor. Determinarea proprietǎţilor medii ale produselor ( Masa molecularǎ medie. Factorul de caracterizare )………………… 15

2.4. Bilanţul de material pe instalaţia de DA…………………………………………………... .152.5. Trasarea curbelor PRF, STAS şi VE………………………………………..……………………. 16

Cap.3. CALCULUL TEHNOLOGIC AL COLOANEI DE DISTILARE DE TIP “U” ………………………………………...17

3.1. Alegerea numǎrului de talere…………………….…………………………………………... .17 3.2. Alegerea presiunilor în coloanǎ……………………..……………………………………….....18

3.3. Trasarea curbelor VE pentru ţiţei Лzv şi Лec...................................................20 Cap.4. CALCULUL TEMPERATURILOR DIN COLOANǍ.

(CALCULUL TEMPERATURILOR ÎN COLOANA DE DA DE TIP “U”) …………………………………………………21

4.1. Calculul bilanţului de materiale în zona de vaporizare şi stripare…….……….. 21 4.2. Calculul temperaturilor la intrarea în zona de vaporizare tizv…………….………. 26 4.3. Calculul temperaturii ţiţeiului la ieşire din cuptor tec…………………...………….. .27 4.4. Calculul temperaturii la baza coloanei tB………………..........…………………………. 29 4.5. Calculul temperaturii în zona de vaporizare tzv………………...……………............ 31

Cap.5. CALCULUL TEMPERATURILOR PE TALERELE DE CULEGERE A PRODUSELOR LATERALE ŞI LA BAZA

STRIPERELOR ………………………………………………… 32 5.1. Calculul temperaturilor pe talerele de extragere a produselor laterale…..………….32

5.1.1. Calculul temperaturilor pe talerul de extragere a motorinei grele………........…... 40 5.1.2. Calculul temperaturilor pe talerul de extragere a motorinei uşoare…….......……. 42 5.1.3. Calculul temperaturilor pe talerul de extragere a petrolului…………............……… 45 5.1.4. Calculul temperaturilor pe talerul de extragere a benzinei grele....…...........…….47

5.2. Calculul striperelor……………………………………………………............................…….………. 32 5.2.1. Bilanţul de material pe stripere……………………………………...........................………… 32

2

Page 3: Proiect TDP 2

5.2.2. Bilanţul termic pe striper. Calculul temperaturii în baza striperului t2Di….......... 34Cap.6. CALCULUL TEMPERATURILOR LA VÂRFUL

COLOANEI ……………………………………………………... 48 Cap.7. DIMENSIONAREA TEHNOLOGICǍ A COLOANEI DE

DISTILARE ATMOSFERICǍ ………………………………... 51 7.1. Calculul diametrului coloanei cu talere cu clopoţei………………………………. ..51 7.2. Determinarea înǎlţimii coloanei……………………………......………………............. 52

Cap. 5. CONCLUZII.........................................................................53Cap. 6 NORME DE PROTECŢIA MUNCII ȊN INSTALAŢIA DA.......................54

BIBLIOGRAFIE ………………………………………………………….. 56ANEXE............................................................................................57

3

Page 4: Proiect TDP 2

Cap.1 INTRODUCERE

1.1. Distilarea atmosfericã

Distilarea reprezintă procesul de separare fizică bazat pe diferenţele dintre punctele de fierbere ale componenţilor dintr-un amestec format din 2 sau mai mulţi componenţi.

Ţiţeiul este un amestec complex de hidrocarburi cu puncte de fierbere foarte apropiate care se separă în amestecuri cu domenii de fierbere înguste numite fracţiuni petroliere. Prin distilarea ţiţeiului, proces care implică una sau mai multe coloane se obţin fracţiuni cu limite de distilare bine precizate : -benzină

-white-spirit

-petrol

-motorină

-reziduu (păcură).

Deoarece această fracţionare se realizează la o presiune apropiată de cea atmosferică, procesul este denumit distilare atmosferică (DA). Fiind primul proces dintr-o serie vastă de transformări fizice şi chimice la care este supus ţiţeiul, el se numeşte şi distilare primară.

Distilarea atmosfericã a ţiţeiului se realizează în coloane de fracţionare de diverse tipuri (U,A şi R). În acest scop ţiţeiul este încălzit în cuptoare tubulare până la temperatura de 280 – 330oC.

Instalaţiile de DA a ţiţeiului sunt prevăzute cu o coloană, cu două coloane, cu o coloană şi un vaporizator sau cu mai multe coloane funcţie de conţinutul de substanţe corozive (mai ales compuşi cu sulf). In instalaţia de distilare cu două coloane, prima treaptă de vaporizare se realizează într-o coloană de dimensiuni mai mici numită coloană zero în care se separă benzina uşoară .

În instalaţiile de distilare prevăzute cu o singură coloană, ţiţeiul care vine de la instalaţia de desalinare electrică este preîncălzit prin schimb de căldură cu fracţiile laterale si apoi în cuptorul tubular, unde se încălzeşte în continuare şi se vaporizează parţial, după care intră în zona de vaporizare a coloanei de DA.

În urma distilării ţiţeiului din coloană se separă:

vaporii de benzină uşoară ce se obţin la vârful coloanei şi care apoi sunt condensaţi într-un condensator tubular cu apă. Benzina se acumulează apoi în vasul de reflux împreună

4

Page 5: Proiect TDP 2

cu apa rezultată din condensarea aburului introdus în coloană pentru striparea păcurii şi în stripere pentru striparea fracţiunilor laterale. La partea superioară a vasului de reflux se separă gazele existente în ţiţei, iar benzina uşoară rezultată este trimisă o parte ca reflux rece la vârful coloanei, iar restul se trimite la depozit;

fracţiile de benzină grea, petrol, motorină care se extrag lateral din coloana de distilare în fază lichidă se stripează în stripere cu abur sau cu refierbător. Fracţiile laterale extrase fac apoi schimb de căldură cu ţiţeiul şi se răcesc cu aer sau cu apă înainte de a fi trimise la depozit;

păcura stripată care după ce preîncălzeşte ţiţeiul este răcită şi trimisă la depozit.

5

Page 6: Proiect TDP 2

1.2.Tipuri de coloane de distilare.Coloana de tip “U”

Ȋn cazul acestui tip de coloană preluarea căldurii cedată de produsele petroliere pentru a se răci de la temperatura de intrare până la temperatura de ieşire din coloană se realizează cu un reflux rece introdus deasupra primului taler de la vârful coloanei.

Coloana de tip U este neeconomică deoarece căldura eliminată nu poate fi recuperată datorită unui nivel de temperatură scăzut şi este eliminată în atmosferă prin condensatorul răcitor de la vârful coloanei.

Alimentarea coloanei se face cu ţiţei parţial vaporizat în zona de vaporizare, iar produsele laterale care se extrag de pe talere în stare lichidă sunt trecute prin stripere în care se elimină produsele uşoare antrenate la scoaterea fracţiunii din coloană. Fracţia uşoară eliminată prin stripare se reintroduce în coloană cu un taler mai sus decât talerul de extragere, iar produsele stripate după ce fac schimb de căldură cu ţiţeiul sunt răcite şi trimise la rezervoare. Din zona de stripare a coloanei, se obţine reziduul de DA (păcură).

La coloana de tip U, debitele de lichid (reflux) şi vapori din coloană cresc considerabil de la bază spre vârf, ceea ce determină dimensionarea coloanei pe baza debitelor existente la vârful coloanei. Aceasta conduce la un diametru mai mare pentru acest tip de coloană decât pentru tipul A sau R.

6

Page 7: Proiect TDP 2

Cap.2. DATE DE PROIECTARE

2.1.Distilare PRF

Nr. Crt.

% volum T(°C)

1 0 272 5 823 10 1434 15 2005 20 2426 25 2677 30 2938 35 3129 40 32810 45 33911 50 341

DECALAJE Final STAS Capacitatea instalaţiei= 3,1 x 106 t/an

BU-BG = 10-15°C BU = 145°C Timp de functionare= 8000h/an

BG-P = 15-25°C BG = 200°C d204 =0,870

P-MU = 0-5°C P = 280°C

MU-MG = 0-5°C MU = 340°C

MG = 350°C

7

Nr. Crt.

% volum

1 0-5 0,700 0,7042 5-10 0,720 0,7663 10-15 0,755 0,7994 15-20 0,770 0,8135 20-25 0,785 0,8276 25-30 0,795 0,8377 30-35 0,805 0,8468 35-40 0,815 0,8569 40-45 0,825 0,86610 45-50 0,835 0,875

Page 8: Proiect TDP 2

2.2.Stabilirea potenţialului de produse albe

Potenţialul de produse albe reprezintă procentul maxim de produse de o anumită calitate ce se obţine dintr-un anumit ţiţei supus distilării.

Pentru determinarea prin calcul a potenţialului de produse albe se alege metoda care utilizează drept criteriu de separare temperaturile finale pe curbele STAS ale produselor şi decalajele pe curbele STAS între produsele fracţionate. Calculul cuprinde următoarele etape:

1. Se trasează curba PRF a ţiţeiului care corelează temperatura de fierbere cu procente volum distilat(Anexa 1).

2. Se stabilesc decalajele pe curba STAS între câte două produse vecine ce urmează a fi separate.Decalajul reprezintă o apreciere a gradului de separare între fracţiuni şi este numeric egal cu diferenţa dintre temperatura care distilă 5% produs greu şi temperatura la care distilă 95% produs uşor pe curba STAS. d( 5 – 95)STAS = t5% P.G. STAS – t95% P.U. STAS

Tabel 1. Decalaje STAS

Interval Decalaj STAS [°C]

BU-BG 12,5BG-P 22,5P-MU 1

MU-MG 4

3. Se transformă decalajul pe curba STAS în decalaj pe curba PRF cu ajutorul următoarei figuri.Pe curba PRF decalajul negativ între două fracţiuni se numeşte suprapunere şi reprezintă diferenţa dintre temperatura la care distilă 100% produs uşor şi temperatura la care distilă 0% procente produs greu pe PRF. SPRF = t100% PU PRF – t0% PG PRF

8

Page 9: Proiect TDP 2

Tabel 2. Decalaje PRF

Interval Decalaj PRF (SPRF) [°C]BU-BG 57BG-P 33P-MU 60

MU-MG 55

4. Se corelează temperatura la 100% distilat pe curba STAS cu temperatura la 100% distilat pe curba PRFcu ajutorul următoarei figuri:

9

Page 10: Proiect TDP 2

Tabel 3. Temperaturile finale pe STAS şi PRF ale produselor

Produs t100%STAS [°C]

t100% PRF [°C]

BU 145 143BG 200 209P 280 292

MU 340 360MG 350 370

5. Se determină temperatura la 0% pe curba PRF a PG din ultima relaţie. t0% PG = t100% PU – SPRF

Tabel 4. Temperaturile inţiale ale produselor pe PRF

Produs t0% PRF [°C]BU 27BG 86P 176

MU 232MG 305

6. Se calculează temperatura de tăiere între PU şi PG cu relaţia:

tT PU – PG = unde tT – temperatura de tăiere.

Tabel 5. Temperaturile de tãiere

Interval Temperatura de tãiere [°C]

BU-BG 144,5BG-P 191P-MU 262

MU-MG 332,5

7. Se citesc procentele volum cumulat din curba PRF a ţiţeiului funcţie de temperatura de tăiere cumulate anterior.

10

Page 11: Proiect TDP 2

Tabel 6. Procentul de volum cumulate produse

Produs Volum cumulate [%]BU 7,5BG 14,2P 24

MU 41,5MG 82,5

8. Se determină potenţialul de produse albe prin diferenţa cu procentele de volum cumulat.

Tabel 7. Potenţialul de produse albe

Produs Potențial Produse Albe [%]

BU 7,5BG 6,7P 9,8

MU 17,5MG 41

Tabel 8. Caracteristici produse

Produs Notaţie

Limite de distilareDecalaj STAS [°C]

Decalaj PRF [°C]

Tt [°C]

%volum cumulat

Potenţial% vol

STAS PRFt0%

[°C]t100%

[°C]t0%

[°C]t100%

[°C]

Benzinã uşoarã

BU 45 145 27 14312,5 57 144,5 7,5 7,5

Benzinã grea

BG 104 200 86 209 14,2 6,722,5 33 191

Petrol P 202 280 176 292 24 9,81 60 262

Motorinã uşoarã

MU 254 340 232 360 41,5 17,54 55 332,5

MG 322 350 305 370 82,5 41

11

Page 12: Proiect TDP 2

Motorinã grea

Cu ajutorul datelor de proiectare privitoare la ţiţei se mai traseazã:

a)curba de procente medii-densitate (Anexa 2)

b)curba randament-densitate (Anexa 2).

Tabel 9. Date pentru trasarea curbei randament-densitate

Nr. Crt.

% volum distilat PRF % volum cumulat

Densitate calculatã

1 5 5 0,700 0,6802 5 10 0,720 0,6873 5 15 0,755 0,6954 5 20 0,770 0,7025 5 25 0,785 0,7116 5 30 0,795 0,7197 5 35 0,805 0,7278 5 40 0,815 0,7359 5 45 0,825 0,74410 5 50 0,835 0,753

c)curba VE a ţiţeiului şi a produselor la presiunea atmosfericã,pornind de la curba PRF.

Pentru trasarea curbei VE pentru ţiţei şi pentru produse se utilizeazã metoda Edmister-Okamoto:

Etape de calcul:

Se ȋmparte curba de referinţã (PRF) ȋn şase segmente :0-10%,10-30%,30-50%, 50-70%,70-90%,90-100%.Se stabilesc segmentele de temperaturã (Δt) la capetele acestora:

t0-10%PRF=t10%PRF-t0%PRF

t10-30%PRF=t30%PRF-t10%PRF

t30-50%PRF=t50%PRF-t30%PRF

Cu ajutorul temperaturii la 50% (t50%) şi a diferenţei de temperaturã t30%-10% (Δt10-30%) pe curba de referinţã,se determinã diferenţa de temperaturã la 50% distilat intre curba VE şi curba de referinţã.

Δt50%(VE-PRF)=t50%VE-t50%PRF

12

Page 13: Proiect TDP 2

Temperatura la 50% pe curba de referinţã fiind cunoscutã,se calculeazã temperatura la 50% pe curba VE cu relaţiile:

t50%VE=Δt50%(VE-PRF)+t50%PRF

Din diferenţele de temperaturã la capetele segmentelor pe curba de referinţã (Δt0-

10%PRF, Δt10-30%PRF) se determinã diferenţele de temperaturã la capetele segmentelor curbei VE.

Pornind de la temperatura la 50% pe curba VE(t50%VE),cu ajutorul diferenţelor de temperaturã la capetele segmentelor pe curba VE se calculeazã temperaturile la 0%, 10%,30%,50%,70%,90%,100%.

BENZINĂ UŞOARĂ

% vol 0 10 30 50 70 90 100t (C) PRF 28 38 59 82 108 134 146t (C) VE 68 72 80 88 96 104 108

BENZINĂ GREA

% vol 0 10 30 50 70 90 100t (C) PRF 146 153 168 182 195 207 212t (C) VE 179 181 184 187 191 195 196

PETROL

% vol 0 10 30 50 70 90 100t (C) PRF 212 222 238 248 263 279 285t (C) VE 235 238 242 246 250 255 257

MOTORINĂ UȘOARĂ

% vol 0 10 30 50 70 90 100t (C) PRF 285 293 307 321 333 339 340t (C) VE 310 312 317 322 326 329 329

13

Page 14: Proiect TDP 2

MOTORINĂ GREA

% vol 0 10 30 50 70 90 100t (C) PRF 340 343 349 358 364 378 380t (C) VE 354 355 357 360 362 367 368

ŢIŢEI

% vol 0 10 30 50t (C) PRF 28 140 281 340t (C) VE 121 175 240 315

Curbele obţinute au fost anexate dupã cum urmeazã:

Anexa 1- Curbe PRF şi VE ţiţei

Anexa 4- Curbe PRF şi VE benzinã uşoarã

Anexa 5- Curbe PRF şi VE benzinã grea

Anexa 6- Curbe PRF şi VE petrol

Anexa 7- Curbe PRF şi VE motorinã uşoarã

Anexa 8- Curbe PRF şi VE motorinã grea.

14

Page 15: Proiect TDP 2

2.3. Caracterizarea produselor

Determinarea proprietãţilor medii ale produselor

Pentru produsele obţinute din distilare se determinã:

DENSITATEA şi (din curba de %medii-densitate,citind densitatea la

jumãtatea intervalului corespunzãtor fiecãrui produs).Limitele de variaţie a densitãţii pentru produsele distilate sunt:

Benzinã 0.700-0.780 Petrol 0.800-0.830 Motorinã 0.850-0.905

MASA MOLECULARĂ MEDIE - se poate determina din graficul care

coreleazã densitatea , ,factorul de caracterizare şi temperatura medie molarã

de fierbere sau temperatura la 50% pe curba STAS;sau se poate calcula cu formula:

=

Limitele de aproximaţie ale masei moleculare medii pentru produsele rezultate din distilarea ţiţeiului sunt:

Benzinã 90-160°C Petrol 180-200°C Motorinã 210-260°C. FACTORUL DE CARACTERIZARE K se determinã cu relaţia:

15

Page 16: Proiect TDP 2

K=

unde: T=temperatura medie molarã de fierbere(°K).

Tabel 10. Proprietãţi medii produse

PRODUS SIMBOL t50%

PRFt50%

STASK

Benzinã uşoarã

D5 0,7003 0,705 82 97 134 12,382

Benzinã grea

D4 0,7204 0,725 182 197 143 13,039

Petrol D3 0,7656 0,77 248 243 167 12,672

Motorinã uşoarã

D2 0,8259 0,83 321 316 217 12,280

Motorinã grea

D1 0,8410 0,845 358 353 235 12,311

Pãcura B 0,9987 1,0020 1546

16

Page 17: Proiect TDP 2

2.4. Bilanţ de material pe instalaţia de DA

Capacitate instalaţiei este de 3,3·106 tone/an,iar timpul de funcţionare este de 8000h/an.

Debitul instalaţiei:

Debit volumic:

Debit masic:

Debit molar:

17

Page 18: Proiect TDP 2

Tabel 11. Bilanţ material pe coloana de DA

Flux Simbol %vol Debitm3/h

%gr Debitt/h

DebitKmol/h

Benzinã uşoarã

D5 10,5 49,5 0,7050 0,7003 7,4 21,5 134,1 160,5

Benzinã grea

D4 7 33,0 0,7250 0,7204 5,1 15,2 142,8 106,3

Petrol D3 13,5 63,7 0,7700 0,7656 10,4 33,0 167,4 197,3

Motorinã uşoarã

D2 19 89,6 0,8300 0,8259 15,8 54,0 217,3 248,5

Motorinãgrea

D1 6 28,3 0,8450 0,8410 5,1 17,7 234,8 75,3

Total distilate

ΣD 56 264,0 0,7750 0,7706 43,7 141,4 182,2 775,8

Pãcurã B 44 207,5 1,0020 0,9987 56,3 271,1 1545,9 175,4

Ţiţei F 100 471,5 0,8749 0,8710 100,0 412,5 782,2 951,2

18

Page 19: Proiect TDP 2

Cap.3. Calculul tehnologic al coloanei de tip U

3.1. Alegerea numãrului de talere

Datoritã dificultãţii determinãrii numãrului de talere pentru distilarea unei materii prime complexe cum este ţiţeiul,alegerea numãrului de talere se face pe baza datelor de proiectare practice din literaturã.Majoritatea coloanelor de distilare atmosfericã au de la 25 la 35 de talere ȋn zona de vaporizare şi vârful coloanei.

Tabel 12. Numãrul de talere din coloanã

Separare Numãr de talere Numãr de talere alesBU-BG 6-8 6BG-P 6-8 6P-MU 4-6 6MU-MG 4-6 6MG-ZV 3-4 4Baza coloanei 4 4Stripere 4 4

Numãrul de talere ales pe baza datelor practice se va verifica şi modifica corespunzãtor corelaţiei capacitãţii de separare-numãr de talere.

F=f(Nt)

19

Page 20: Proiect TDP 2

3.2.Alegerea presiunilor din coloanã

πVR = 760 + ( 10 ÷50 )=760+30=790 [mmHg]

πVC = πVR + (250÷ 350)=790+300=1090 [mmHg]

πD4 = πVC + Nt VC – D4 pt=1090+6·5=1120 [mmHg]

πD3 = πVC + Nt VC – D3 pt =1090+12·5=1150[ mmHg]

πD2 = πVC + Nt VC – D2 pt=1090+18·5=1180[mmHg]

πD1 = πVC + Nt VC – D1 pt=1090+23·5=1200 [mmHg]

πZV = πVC + Nt VC – ZV pt=1090+27·5=1220 [mmHg]

πB = πZV + Nt ZV – ZE pt=1279+4·5=1240 [mmHg]

πEC = πZV + (150250)=1279+200=1440 [mmHg]

unde:

πVR – presiunea în vasul de reflux [mmHg] care se alege în funcţie de mediul de răcire şi de cantitatea de gaze rezultată din ţiţei;

πVC – presiunea la vârful coloanei;

pt – căderea de presiune pe un taler care se alege în funcţie de tipul de taler utilizat în intervalul 5 – 10 mmHg în cazul coloanelor de distilare atmosferică;

D – presiunea pe talerul de extragere a fracţiunii Di în mmHg;

Nt VC – Di - numărul de talere între vârful coloanei şi talerul de extragere a fracţiunii Di în mmHg;

• Nt ZV – ZE - numărul de talere între zona de vaporizare şi zona de epuizare;

• πZV – presiunea în zona de vaporizare;

20

Page 21: Proiect TDP 2

• πB – presiunea în baza coloanei;

• πEC – presiunea la ieşirea din cuptor;

• πiZV – presiunea la intrarea în zona de vaporizare;

21

Page 22: Proiect TDP 2

22

Page 23: Proiect TDP 2

Tabel 13. Temperaturile medii la presiunile din punctele cheie ale coloanei

23

Presiuni (mmHg) VE 50%Patm 760 315PZV 1220 330Pec 1440 340

Page 24: Proiect TDP 2

3.3. Trasarea curbelor VE ţiţei la presiunea din zona de vaporizare şi presiunea la ieşirea din cuptor

Curbele VE ţiţei la aceste presiuni sunt necesare pentru calculul temperaturii la intrarea ȋn zona de vaporizare şi la ieşirea din cuptor.Trasarea curbelor VE pentru ţiţei la presiunea din zona de vaporizare şi la presiunea la ieşirea din cuptor se face cu metoda Piroomov – Beiswenger.Prin aceastã metodã se aproximeazã curba VE la 1 atm cu o dreaptã la care prin punctul corespunzãtor temperaturii la 50% distilat transpus la noile presiuni,se duc paralele la acea dreaptã.Temperaturile la 50% distilat pentru πZV şi πEC se obţin cu nomograma Aznȋi sau graficul COX.

24

Page 25: Proiect TDP 2

3.4. Calculul temperaturilor din coloanã

3.4.1. Calculul bilanţului de materiale ȋn zona de vaporizare şi zona de stripare a coloanei

Materia primã(ţiţeiul),F alimenteazã zona de vaporizare a coloanei parţial vaporizatã.Bilanţul de materiale ȋn zona de vaporizare şi stripare este prezentat mai jos:

Semnificaţia notaţiilor este urmãtoarea:

F-materie primã(ţiţei) AB-abur de stripare introdus la baza coloanei.Debitul de aer se calculeazã ca produs ȋntre

raţia de abur şi debitul de pãcurã stripatã.Se utilizeazã abur de joasã presiune supraȋncãlzit.Caracteristicile aburului utilizat se aleg din date practice sau din literaturã.

V`-fracţia vaporizatã din ţiţei la intrarea ȋn coloanã,corespunzãtoare tiZV şi πiZV.

25

Page 26: Proiect TDP 2

L0-supravaporizatul care asigurã refluxul intren ȋntre talerul de extragere al primului produs lateral D1 şi zona de vaporizare.Supravaporizatul se alege ȋn funcţie de calitatea

primului produs lateral şi alte consideraţii economice. În mod obişnuit supravaporizatul

se alege 2 – 4% volum faţă de ţiţei. Vs – vapori stripaţi din lichidul care intră în zona de stripare din baza coloanei. V s se

poate calcula cu următoarele ecuaţii în care avem două necunoscute:

VS = LeZV SF

VS = LeZV – B

LeZV=40%

VS=12%

B=42,8%

- în care SF - fracţia de vapori eliminată prin stripare determinată în funcţie de raţia de abur (se ia între 20 – 30 kg abur/m3 produs stripat) AB=25 kg abur/m3 produs stripat, SF=20%.

B-pãcurã stripatã

LeZV-lichid la ieşirea din ZV.Acesta reprezintã şi alimentarea zonei de stripare(epuizare).LeZV=B`+L0→B`=LeZV-L0

B`=52%V`=48%

ΣD-sumã de produse distilateΣD=D1+D2+D3+D4+D5

ΣD=56% VHeZV-vapori de hidrocarburi la ieşirea din zona de vaporizare. Din figurã rezultã:

VHeZV=V`+VS=ΣD+L0

VHeZV=59%

26

Page 27: Proiect TDP 2

Tabel 14. Bilanţul material ȋn zona de vaporizare a coloanei de DA

FluxSimbol

%volDebit

volumic[m3/h]

Debit masic[t/h]

Debit masic[t/an]

Debit masic[Kg/h] %gr

ŢiţeiF 100,00 0,8710 0,8671 471,49 412,50 3300000,00 412500,00 100,00

Total distilate ΣD 56,00 0,7750 0,7706 264,04 141,39 1131092,74 141386,59 43,71

Pãcurã B 44,00 1,0020 0,9987 207,46 271,11 2168907,26 271113,41 56,29

Supravaporizat L03,00 0,8480 0,8440 14,14 12,38 99000,00 12375,00 2,54

Fracţie vaporizatã din

ţiţei ȋn ZVV` 48,00 0,7780 0,7737 226,32 198,00 1584000,00 198000,00 37,34

Fracţie lichidã din ţiţei ȋn ZV B` 52,00 0,9568 0,9534 245,18 214,50 1716000,00 214500,00 49,76

Lichid ieşire din ZV

LeZ

V

52,50 0,8993 0,8955 247,53 216,56 1732500,00 216562,50 47,21

Vapori stripaţi VS10,50 0,2975 0,2909 49,51 43,31 346500,00 43312,50 3,12

Densităţile fluxurilor materiale implicate sunt cunoscute sau se determină astfel:

1.Densitatea ţiţeiului se cunoaşte din datele de proiectare.

dF=0,871 g/cm3

2.Densitatea ΣD se poate determina din curba de randament – densitate sau cu formula:

dΣD=0,7750 g/cm3

27

Page 28: Proiect TDP 2

3.Densitatea păcurii se determină cu relaţia :

dB=1,0020 g/cm3

4.Densitatea supravaporizatului L0 se determină din curba procente medii – densitate conform schiţei din figura de mai jos:

dL0=0,8480 g/cm3

5. Densitatea vaporilor din ţiţei la intrarea în zona de vaporizare, dV’, se determină din curba de randament – densitate sau procente medii – densitate.

dV`=0,7780 g/cm3

6.Densitatea fracţiei lichide din ţiţeiul intrat în ZV, dB’, se determină dintr-un bilanţ masic :

unde F,V`,B` sunt exprimate ȋn %vol.

dB`=0,9568 g/cm3

7.Densitatea lichidului la ieşirea din ZV este dată de relaţia :

28

Page 29: Proiect TDP 2

unde B`,L0,LeZV se exprimã ȋn %vol

=0,8993 g/cm3

8. Densitatea vaporilor stripaţi,dVs, se poate determina :a) cu relaţia :

unde LeZV, B şi VS se exprimă în % volum.

b) Din curba procente medii – densitate conform figurii de mai jos:

=0,2975 g/cm3

29

Page 30: Proiect TDP 2

3.4.2. Calculul temperaturii la intrarea în zona de vaporizare, tiZV

Temperatura la intrare în zona de vaporizare tiZV se determinã din curba VE a ţiţeiului trasatã la presiunea din zona de vaporizare,πZV, tiZV corespunde procentului de ţiţei vaporizat la intrarea în zona de vaporizare,V`.V`-se determinã din bilanţul material din coloanã cu relaţia: F = V’ + B’ = 100

V’ = F – B’ = 100 – B’

B’ + L0 = LeZV = B + Vs

LeZV = B + Vs → LeZV = B + LeZV ·SF

LeZV ( 1 – SF ) = B →

deci

V’ + B’ = 100 → V’ = 100 – B’

unde se alege L0 = 2 – 4% vol. faţă de ţiţei,iar SF se determină grafic în funcţie de raţia de abur stripare = 20 – 30 kg abur/m3 produs stripat. Semnificaţia termenilor este cea menţionată anterior.

30

Page 31: Proiect TDP 2

Temperatura la intrarea în zona de vaporizare poate fi cuprinsă în intervalul 270 – 340°C în funcţie de natura ţiţeiului).

tiZV=330°C

31

Page 32: Proiect TDP 2

3.4.3.Calculul temperaturii ţiţeiului la ieşirea din cuptor,tec

Temperatura ţiţeiului la ieşirea din cuptor,tec se determină considerând că pe conducta de transfer (cuptor – coloană) are loc o vaporizare adiabată (fără modificarea căldurii).

Qec = QiZV

Algoritmul de calcul este următorul :1. Se presupune o valoare tec = t iZV + (1÷3)°C. tec=333°C2. Se verifică temperatura de ieşire din cuptor tec prin bilanţ termic tinând cont de:

Qec = QiZV [kcal/h]

unde GB’ în [kg/h]

În aceste relaţii H,respectiv h, reprezintă entalpiile fluxurilor în stare de vapori şi în stare lichidă.

Entalpiile produselor petroliere se determină grafic în funcţie de şi de temperatura fluxurilor

sau cu ajutorul unor relaţii ce ţin seama de starea lichidă sau de vapori a produselor.

a) Pentru lichide :

h = (2,964 – 1,332 )∙t + ( 0,003074 – 0,0011540 )∙t2 + ( 0,055K + 0,035)

Rezultate apropiate se obţin şi pe baza altei ecuaţii datorate lui Watson şi Nelson.

=173,483 kcal/kg

=202,352 kcal/kg

b) Pentru vapori:

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

Relaţia Weir Eaton :

H = 127,1 – 50,3 + ( 0,403 – 0,109 )∙t + (0,00056 – 0,000141 )∙t2

=245,029 kcal/kg

=233,956 kcal/kg

32

Page 33: Proiect TDP 2

Cantităţile de căldură (fluxurile termice) se determină ca produs între debitele masice G [kg/h] şi entalpiile acestora (H sau h).QiZV = 85728068,83 kcal/h

Qec = 81700213 kcal/h

Procentul de vapori din ţiţei la ieşirea din cuptor se determină din curba VE a ţiţeiului trasată la presiunea de ieşire din cuptor (πec) şi temperatura presupusă.

Presupunerea iniţială a fost corectă dacă se îndeplineşte relaţia:

= - 0,09764oC

Bilanț termic pentru determinarea temperaturii la ieșirea din cuptor

Fluxuri %vol. Faţă de ţiţeiDebit m3/h d 4-20 d 15-15 Debit kg/h Temperatura C

Entalpia kcal/kg

Flux termic, kcal/h

Intrări coloană  V” 48,00 226,32 0,773654 0,778 198000,00 331 245,02939 48515819B” 52,00 245,18 0,953362 0,956846 214500,00 331 202,35232 43404574Total 100,00       412500,00     91920392

Calculul lui K

se calculează ;

se determină K în funcţie de şi din graficul de corelare .

33

Page 34: Proiect TDP 2

3.4.4.Calculul temperaturii în baza coloanei,tB

Temperatura în baza coloanei, tB , se determină printr-un bilanţ termic pe conturul I, deasupra talerului 4.

34

Page 35: Proiect TDP 2

Algoritm de lucru pentru calculul temperaturii în baza coloanei, tB :

1. Se presupune tB = tiZV – (10÷20)°C. tB=320°C2. Se calculează, presupunând o variaţie liniară a temperaturii în zona de stripare, t4:

3. Se consideră tLo = tiZV – 10°C (=t5). tLo=320°C

4. Se face un bilanţ termic pe conturul I:

Qi = Qe

5. Se calculează :

6. Se determină temperatura din baza coloanei în funcţie de entalpie şi densitatea a

păcurii.

tB = f( h, )

Eroarea = 0,4429

tB=316°C.

Se compară tB calculat cu tB presupus. Diferenţa admisă este ±2°C

Bilanț termic pentru determinarea temperaturii în baza coloanei

35

Page 36: Proiect TDP 2

Fluxuri%vol. Faţă

de ţiţeiDebit m3/h d 4-20 d 15-15 Debit kg/h

Temperatura C

Entalpia kcal/kg

Flux termic, kcal/h

IntrăriB” 52,00 245,18 0,953362 0,956846 214500,00 331 202,3523 43404574L0 3,00 14,14 0,843991 0,848 12375,00 320 202,7984 2509631Abi         5363,2404 300 731,8 3924819

Total               49839024Ieşiri                

B 44,00 207,46 0,998732 1,001998 271113,41 320 154,929 42003325Vs 10,50 49,51 0,290868 0,297531 43312,50 320 299,8286 12986326

Abe         5363,2404 320 743 3984888Total               58974539

36

Page 37: Proiect TDP 2

3.4.5. Calculul temperaturii în zona de vaporizare,tZV

Temperatura în zona de vaporizare a coloanei DA, t ZV, se determină prin bilanţ termic pe conturul II.

Etape de calcul: 1. Se presupune temperatura din zona de vaporizare tZV = tiZV - (1÷2)°C =323°C.2. Din bilanţul termic pe conturul II rezultă:

Deci :

3. Singura necunoscută din ecuaţia de bilanţ termic scrisă anterior este:

Se determină

Se compară tZV calculat cu tZV presupus, diferenţa admisă este de ±0.5°C.

Bilanț termic pentru calculul temperaturii în zona de vaporizare

Fluxuri%vol. Faţă de ţiţei Debit m3/h d 4-20 d 15-15 Debit kg/h

Temperatura C

Entalpia kcal/kg

Flux termic, kcal/h

Intrări  V” 48,00 226,32 0,77365354 0,778 198000,00 331 245,029387 48515818,6Vs 10,50 49,51 0,29086759 0,29753143 43312,50 320 299,828599 12986326,2Total         241312,50     61502144,8Ieşiri                VHeZV 58,50 275,823794 0,69   190804,433 327 310,62 85675,5298

37

Page 38: Proiect TDP 2

3.4.6.Calculul temperaturilor pe talerele de curgere ale produselor laterale şi la baza striperelor

3.4.6.1. Calculul striperului

În coloana de distilare atmosferică, lichidul de pe talere este străbătut de vapori ce pot avea o compoziţie foarte variată. Rezultă o contaminare a lichidului cu produse uşoare în interiorul coloanei şi implicit necesitatea de a prevedea coloanele de distilare atmosferică cu stripere care au rolul de a elimina părţile uşoare conţinute în produsele care se scot lateral din coloana de fracţionare.

38

Page 39: Proiect TDP 2

În urma stripării creşte temperatura de inflamabilitate a produsului şi temperatura iniţială de distilare.Striparea se poate realiza folosind un gaz inert (abur,metan) sau un refierbător.Se folosesc raţii

de abur de 20 30 kg/m3 produs stripat.

La striparea cu abur au loc următoarele modificări: scade temperatura la ieşirea din baza striperului; produsul stripat (Di) va conţine o anumită cantitate de apă; creşte diametrul coloanei ca urmare a prezenţei aburului (provenit din stripere şi de la

baza coloanei la vârful coloanei).

În cazul stripării cu ajutorul refierbătorului are loc: creşterea temperaturii la ieşirea din stripere; obţinerea unor produse distilate cu un conţinut redus de apă; micşorarea diametrului coloanei şi a suprafeţei condensatorului de vârf.

Calculul striperului va cuprinde:a) Bilanţul material şi caracterizarea fluxurilor implicate.b) Bilanţul termic pe striper şi stabilirea temperaturilor de ieşire din striper.

a) Bilanţul material pe striper

Striper cu abur

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

dar :

39

Page 40: Proiect TDP 2

rezultă :

deci : D`MG=9,43% D`MU=29,86%D`P=21,22%D`BG=11,00%

V m3/h Sf D’i Di %vol fata de titei Vs Di QDi’ QVsDi’D”BG 33,00456 0,3 825,1139 11,00152 7 3,300456 51,87146 15,56144D”P 63,65164 0,25 1591,291 21,21721 13,5 5,304304 100,0378 25,00946

D”MU 89,5838 0,15 2239,595 29,86127 19 4,47919 140,794 21,1191D”MG 28,28962 0,15 707,2405 9,429873 6 1,414481 44,46126 6,669188

Se realizeazã bilanţ material pe conturul fiecãrui striper şi se determinã debitul masic,debitul

volumic,%vol/F, , ,%vol/Di,debitul de abur.

Debitul volumic se determinã cu formula:

Se determinã din graficul procente medii-densitate,iar apoi se calculeazã .

40

Page 41: Proiect TDP 2

Debitul masic se determinã cu formula:

[kg/h]

Debitul masic pentru abur se determinã cu formula:

Rezultatele bilanţului material pe stripere se prezintã ȋn urmãtorul tabel:

Tabel 15. Bilanţ material pe stripere

Striper Flux %vol/F

m3/h %gr t/h %vol/Di AburKg/h Kmol/

hI D1 6 28,29 0,8450 0,8410 5,07 17,67 100 825,11 45,84

Vs D1 1,41 6,67 0,8437 0,8397 1,19 3,87 23,57    D`1 9,43 44,46 0,8446 0,8406 7,93 25,85 157,16    

II D2 19 89,58 0,8300 0,8259 15,69 53,99 100 1591,29 88,41VS D2 4,48 21,12 0,8261 0,8220 3,68 17,36 23,57    D`2 29,86 140,79 0,8292 0,8251 24,64 116,17 157,16    

III D3 13,5 63,65 0,7700 0,7656 10,34 33,02 100 2239,59 124,42VS D3 5,30 25,01 0,7677 0,7633 4,05 14,57 39,29    D`3 21,22 100,04 0,7692 0,7648 16,23 58,52 157,16    

IV D4 7 33,00 0,7250 0,7204 5,04 15,18 100 707,24 39,29Vs D4 3,30 15,56 0,7210 0,7164 2,36 8,04 47,15    D`4 11,00 51,87 0,7235 0,7189 7,91 26,98 157,16    

b) Bilanţ termic pe striper

Calculul temperaturii în baza striperului,

Aceste calcule se vor efectua după stabilirea temperaturii pe talerele de extragere a fracţiilor laterale.

Striperul cu abur

Etapele pentru calculul temperaturii în baza striperului sunt :

41

Page 42: Proiect TDP 2

1. În funcţie de SFi se calculează ΔtSaproximativ cu ajutorul graficului din figura alăturată unde ΔtSaproximativ reprezintă scăderea de temperatură între intrarea produsului în striper şi baza striperului pentru produsul Di ca efect al vaporizării, cunoscând că aburul şi produsul care intră în striper cu aceeaşi temperatură.

SF1=30% → Δt=34°C

SF2=25% → Δt=25°C

SF3=18% → Δt=22°C

SF4=18% → Δt=22°C

2. Funcţie de ΔtS aproximativ se determină cu ajutorul graficului din figura alăturată diferenţa reală de temperatură între intrarea în striper şi baza striperului, Δtreal ; în acestă figură se are in vedere faptul că temperatura de alimentare a striperului este diferită de temperatura aburului.

t0%D`1=354°C → Δt aprox-Δt real=0°C → Δt real=34°Cto%D`2=339,25°C → Δt aprox- Δt real=0°C → Δt real=25°Ct0%D`3=273,75°C → Δt aprox- Δt real=-1°C → Δt real=23°Ct0%D`4=201,5°C → Δt aprox- Δt real=-2°C → Δt real=24°C

3. În cazul striperului cu abur ca efect al vaporizării fracţiilor uşoare,temperatura scade din vârf spre bază şi se consideră o variaţie liniară între talerele 1 şi 4.

Rezultă:

42

Page 43: Proiect TDP 2

4. Se verifică prin efectuarea unui bilanţ termic conform conturului III, în jurul

striperului din care iese produsul Di.

Din bilanţ rezultă [kcal/kg].

5. În funcţie de entalpia la densitatea Di , se determină .

1. Se compară calculat cu presupus la punctul 3.Diferenţa admisă este de ±(1÷2)°C.

Distilat t alimentare t4 t2 Di presupus t2 Di realD4 215 206,5 181 179D3 290 283,75 265 263D2 350 344,25 327 325D1 360 354 336 334

43

Page 44: Proiect TDP 2

3.4.6.2. Calculul temperaturilor pe talerele de extragere ale produselor laterale

Temperatura pe talerul de culegere a unei fracţii laterale corespunde cu temperatura de fierbere a produsului nestripat ce se extrage în condiţiile de pe taler. Temperatura de fierbere a produsului lichid depinde de presiunea de pe talerul de culegere şi de acţiunea de gaz inert pe care o au fracţiunile mai uşoare în fază de vapori şi aburul în condiţiile de presiune si temperatură de pe talerul respectiv.

44

Page 45: Proiect TDP 2

Pe talerul de culegere efect de gaz inert se consideră a avea aburul şi toate fracţiunile de deasupra celei care se extrage, exceptând fracţia imediat superioară.Temperatura pe talerul de extragere a unui produs lateral va fi deci temperatura la 0% pe curba VE la 1 atmosferă a produsului nestripat corectată la presiunea parţiala a vaporilor produsului de deasupra talerului.Deoarece în calculul presiunii parţiale intră şi refluxul intern din zona considerată (reflux intern nedeterminat anterior), calculul temperaturilor de extragere a produselor laterale este iterativ.

Algoritmul de calcul pentru determinarea temperaturii pe talerul de culegere nDi este:1. Se determină t0% Di’ prin extrapolarea curbei la 1at a produsului nestripat Di cu procentul

de vapori stripaţi VSi (exprimat faţă de Di), conform figurii de mai jos.

unde t0% VE Di – temperatura de fierbere a produsului nestripat Di

45

Page 46: Proiect TDP 2

2. Se determină funcţie de t%0Di’ cu graficul 6, temperatura aproximativă pe talerul de culegere al produsului Di, tDi.

3. Se face bilanţ termic pe conturul situat deasupra talerului de extragere a produsului Di şi până în baza coloanei pentru a determina căldura preluată de refluxul RDi+1.

4. Se calculează .

5. Se calculează cantitatea de reflux care curge pe talerul de culegere al produsului Di în kg/h, respectiv în kmol/h.

6. Se calculează presiunea parţială a vaporilor de produs pe talerul Di, pDi:

unde: πDi - presiunea pe talerul Di [mmHg];

- numărul de moli de reflux care cade pe talerul de culegere al produsului Di

[kmoli/h]; mAB – numărul de moli de abur dat la baza coloanei [kmoli/h]; pentru fracţiunile D2, D3,

D4 se adaugă şi aburul introdus în striperele inferioare;

- numărul de moli de fracţiuni superioare produsului Di,care au

efect de gaz inert.

46

Page 47: Proiect TDP 2

7. În funcţie de pDi şi t0% VE Di, se calculează temperatura pe talerul de culegere (cu graficul Aznîi sau Cox).

8. Se compară tDi calculat cu tDi presupus. Diferenţa admisă este de ±(1÷2)°C.

Deoarece în calculul temperaturilor pe talerele de culegere a fracţiunilor laterale intervin fluxuri ce circulă prin stripere, este necesar calculul striperului.

3.4.6.2.1. Calculul temperaturii pe talerul de extragere a motorinei grele D1

47

Page 48: Proiect TDP 2

Bilanţ termic pe conturul V:

1. Se presupune din profilul de temperatură, tD1. (fig. I.8)

2. Se calculează din bilanţul pe conturul V:

[Kcal/h]

unde :

48

Page 49: Proiect TDP 2

În relaţia de calcul a căldurii preluate de refluxul (bilanţ pe conturul V), ,

reprezintă lichidul rezultat din condensarea pe talerul a vaporilor stripaţi , iar

vapori la ieşirea de pe talerul .

Semnificaţia celorlalţi termeni a fost menţionată anterior.

3. Se calculează cantitatea de reflux care cade pe talerul .

[kg/h]

[kmol/h]

4. Se calculează presiunea parţială a vaporilor de motorină grea:

[mmHg]

5. Se compară tD1 presupus cu tD1 calculat. Diferenţa admisă este ±(1÷2)°C, unde tD1

calculat se află cu nomograma Cox sau Aznîi în funcţie de pD1 şi t0% VE D1 .tD1 calculat=320°C

3.4.6.2.2.Calculul temperaturii pe talerul de extragere a motorinei uşoare D2

Pentru calculul temperaturii de extragere a celui de-al doilea produs lateral, D2 se va efectua un bilanţ termic pe conturul VI.

49

Page 50: Proiect TDP 2

1. Din profilul de temperatură se presupune temperatura pe talerul (fig. I.8)

2. Se calculează cantitatea de căldură preluată de reflux:

[Kcal/h]

50

Page 51: Proiect TDP 2

3. Se calculează cantitatea de reflux care cade pe talerul .

[kg/h]

[kmol/h]

4. Se determină presiunea parţială a vaporilor de motorină uşoară:

[mmHg]

5. cu graficul Aznîi - Cox se determină calculat.

calculat=280°C

3.4.6.2.3.Calculul temperaturii pe talerul de extragere a petrolului D3

1.

51

Page 52: Proiect TDP 2

2.

= 26117040 kcal/h

3.

4.

5.

3.4.6.2.4.Calculul temperaturii pe talerul de extragere a benzinei grele D4

1.

2.

52

Page 53: Proiect TDP 2

3.

4.

5.

3.4.7.Calculul temperaturilor la vârful coloanei

Temperatura la vârful coloanei se determină ţinând cont de faptul că produsul de vârf D5 iese 100% vaporizat.

53

Page 54: Proiect TDP 2

Etapele de calcul sunt următoarele:1. Din profilul de temperaturǎ trasat pe întreaga înǎlţime a coloanei se presupune

temperatura aproximativă la vârful coloanei. tV se poate determina cu graficul

din figură funcţie de t100%VE .

tV=120°C

54

Page 55: Proiect TDP 2

Figura 1. Profil de temperatură

2. Se calculeazǎ cǎldura preluatǎ de refluxul rece de la vârful coloanei ( kcal/h ) prin bilanţ termic:

QR = [QF + QAB + QA1 + QA2 + QA3 + QA4] - [ QB + QD1 + QD2 + QD3 + QD4 + QVeN]

QR = [GV’·HtiZV + GB’ ·HtiZV + (GAB + GA1 + GA2 + GA3 + GA4) ·H ] – [GB ·htB + GD1 · ht2D1 + GD2 ·

ht2D2 + GD3 ·ht2D3 + GD4 · ht2D4 + GD5 ·Htr + (GAB + GA1 + GA2 + GA3 + GA4) ·H ]

QR=29876205 kcal/h

3. Se calculeazǎ debitul masic şi debitul molar de reflux rece:

[ kcal/h ]

Temperatura de intrare a refluxului rece este funcţie de provenienţa apei utilizate pentru condensarea şi rǎcirea produselor de vârf şi variazǎ între 28 – 400C.

4. Se calculeazǎ presiunea parţialǎ a vaporilor la vârful coloanei:

55

Page 56: Proiect TDP 2

[ mmHg ]

5. Se corecteazǎ t100%VE la presiunea pn şi se determinǎ tn calculat. tn calculat=118,5°C

6. Se compară tn presupus cu tn calculat :

tn presupus - tn calculat = ( 1 2 )0C=120°C-118,5°C=1,5°C

7. După determinarea cantităţii de reflux se calculează şi raţia de reflux, r :

56

Page 57: Proiect TDP 2

CAP.4. DIMENSIONAREA TEHNOLOGICĂ A COLOANEI DE FRACŢIONARE

4.1.Calculul diametrului coloanei cu talere cu clopoţei

Diametrul coloanei se calculeazã cu relaţia:

unde: V=sarcina maximã de vapori la nivelul talerului N-1

vr=viteza realã a vaporilr în coloanã

=viteza maximã admisibilã a vaporilor în secţiunea liberã a coloanei

Fi=factor de imersare a talerului în lichid

c=constantã de vitezã funcţie de închiderea hidraulicã şi distanţa dintre talere

dL,dV=densitatea lichidului,respectiv densitatea vaporilor în condiţiile de pe talerul N-1.

57

Page 58: Proiect TDP 2

4.2.Determinarea înãlţimii coloanei

=timpul de staţionare al lichidului în baza coloanei;pentru coloana de DA =5 min.

58

Page 59: Proiect TDP 2

CAP.5. CONCLUZII

În urma dimensionãrii coloanei de distilare atmosfericã de tip U cu talere cu clopoţei am obţinut diametrul D=3,07 m şi ȋnãlţimea H=28,281 m.

Deşi coloanele de tip U nu se mai folosesc în industrie ca atare,modul de calcul al coloanelor de tip R şi A se bazeazã pe un calcul preliminar al unei coloane de tip U.

Coloana de tip U este neeconomicã deoarece cãldura eliminatã nu poate fi recuperatã datoritã unui nivel de temperaturã prea scãzut şi este eliminatã în atmosferã prin condensatorul rãcitor de la vârful coloanei.Coloana prezintã,pe lângã deficienţele specifice tipului(pierderi mari de cãldurã,randamente relativ mici),o serie de inconveniente legate de numãrul de talere: fiind mic, separarea nu este bunã.

Cap.6. NORME DE PROTECŢIA MUNCII ÎN INSTALAŢIA DA

59

Page 60: Proiect TDP 2

La repararea utilajelor pentru pregatirea materiei prime, in vederea evitarii accidentelor de munca trebuia sa se respecte in afara de normele generale de protectie a muncii si urmatoarele regulispecifice:- reglarea, ungerea sau orice remediere trebuie executata numai dupa oprirea utilajelor;- in afara cazurilor de accidente, utilajele de evaporatoare se opresc din functionare numai dupa ce s-a evacuat si prelucrat tot materialul cu care au fost alimentate;- la demontarea evaporatoarelor se folosesc utilaje de ridicat si cabluri corespunzatoare greutatii lor;- piesele demontate se asigura impotriva caderii, de regula este indicat ca aceste piese sa fie asezate pe capre sau direct pe sol si nu pe fundatiile utilajelor respertive.- montarea utilajelor in instalatii (pe fundatii sau pe esafodaje), dirijarea si centrarea lor se executa cu ajutorul unei funii legata de un utilaj si nu prin impingere manuala;- inainte de punerea in functiune a utilajului, dupa refacere, se verifica daca toate sigurantele si aparatoarele de protectie au fost montate. De asemernea nu se va porni utilajul daca impamantarea nu este facuta.Pentru crearea unor conditii de lucru care sa nu pericliteaze sanatatea sau viata muncitorilor din echipele de intretinere si reparare a utilajelor de evaporare trebuiesc cunoscute si aplicate toate instructiunile de tehnica a securitatii muncii de o importanta deosebita fiind considerate urmatoarele:- operatiunea de ungere a instalatiei de evaporare se va executa numai atunci cand utilajele sunt oprite si de catre personalul calificat pentru aceasta, verificarea sistemului de ungere se va face numai de catre seful de echipa sau de schimb, ori de catre tehnicianul care are aceasta sarcina;- este interzisa trecerea personalului in apropierea sau pe sub corpurile evaporatoarelor ;- oprirea evaporatoarelor pentru reparatii planificate se va efectua numai dupa evaporarea materialului din intregul traseu;- operatiile demontare si montare a pieselor si subansamblurilor se vor executa cu ajutorul unor dispozitive verificate in prealabil si adecvate sprcificului operatiilor;- pentru executarea operatiilor de cordaj si ridicare a pieselor grele se vor utiliza dispozitive de lucru verificate cu grija, dimensionate corespunzator solicitarilor si care vor fi manipulate in mod special;- sculele de lucru vor fi cele adecvate naturii lucrarilor si de o calitate care sa nu reclame eforturi suplimentare sau sa puna in pericol de accidente pe cei ce le folosesc;- transportul si depozitarea pieselor si subansamblurilor necesare reparatiilor se vor efectua mecanizat si cu luarea tuturor masurilor de siguranta contra acidentelor posibile prin alunecarea, rasturnarea sau caderea lor; - pe toata perioada reparatiilor motoarele electrice de actionare sunt scoase de sub tensiune, iar pe panourile de comanda se aseaza la locuri vizibile placi de avertizare care interzic punerea sub tensiune si pornirea acestora;

60

Page 61: Proiect TDP 2

- pentru executarea lucrarilor de reparatii la inaltimi mari se vor construi schele si esafodaje a caror rezistenta si stabilitate sa permita executarea operatiilor in deplina siguranta;- executarea lucrarilor de sudare la locul de montaj al utilajului impune luarea masurilor coraspunzatoare, astfel ca activitatea normala a echipelor de reparatii sa nu fie stanjenita (asigurarea ventilatiei, montarea de ecrane de protectie, indepartarea materialelor inflamabile etc);- pornirea si oprirea utilajelor de evaporare se face numai de catre personalul calificat si numai la dispozitia sefului de tura sau de echipa;- pornirea evaporatoarelor dupa revizii sau reparatii se face in prezenta conducatorului lucrarilor dupa verificarea amanuntita a tuturor imbinarilor si dupa indepartarea materialelor, pieselor si sculelor din zona de lucru, se vor lua masuri de siguranta, ca personalul sa nu circule in apropierea utilajului;- dupa efectuarea probelor de functionare a utilajului iesit din reparatii sau revizii, se monteaza toate dispozitivele de protectie (balustrade, aparatori de protectie) si se da comanda de pornire a utilajului in probe tehnologice;- toate interventiile care se executa in perioada probelor tehnologice se vor face cu oprirea utilajelor, luanduse de fiecare data masuri ca la pornire sa nu se produca accidente; aceste lucrari se executa sub indrumarea si in prezenta conducatorului reparatiei si el este singurul care dispune pornirea si oprirea utilajului.

BIBLIOGRAFIE

61

Page 62: Proiect TDP 2

1. Manadalopol Dan, „Tehnologia distilãrii ţiţeiului’,Editura Zacasin,Bucureşti,1999

2. Ţunescu R.C.,”Tehnologia distilãrii ţiţeiului’,Editura Didacticã şi Pedagogicã,Bucureşti,1982

3. Pavlov C.F., Romankov P.G., Noskov A.A.,”Procese şi aparate ȋn ingineria chimicã”,Editura Tehnicã,Bucureşti,1981

4. Koncsag C.I.,”Fizico-chimia petrolului’,Ovidius University Press,Constanţa,2003

5. Prof. Dr. Ing. Constantin Ionescu,Conf. Dr. Ing. Sarina Feyer Ionescu, „Ingineria prelucrãrii petrolului’,vol.4,Editura Tehnicã,Bucureşti,1993

ANEXE

62

Page 63: Proiect TDP 2

Anexa 1-Curbe PRF,VE ţiţei

Anexa 2-Curbe procente medii-densitate

63

Page 64: Proiect TDP 2

Anexa 3-Curba randament-densitate

Anexa 4-Curbe VE şi PRF benzinã uşoarã

64

Page 65: Proiect TDP 2

Anexa 5-Curbe VE şi PRF benzinã grea

Anexa 6-Curbe VE şi PRF petrol

65

Page 66: Proiect TDP 2

Anexa 7-Curbe VE şi PRF motorinã uşoarã

Anexa 8-Curbe VE şi PRF motorinã grea

66

Page 67: Proiect TDP 2

Anexa 9 – Curba VE a țițeiului la diferite presiuni

67