Pentru eliminarea acuzațiilor de plagiat: [310309]
Anexa A
[anonimizat] a [anonimizat] 2018, [anonimizat]-o [anonimizat] (Legea 8/1996 modificată și completată prin Legea nr. 285/2004, Ordonanța de Urgență nr. 123/2005, modificată și Legea nr.329/2006).
Pentru eliminarea acuzațiilor de plagiat:
– [anonimizat]-o și nu am cumpărat-o, [anonimizat];
– [anonimizat];
– [anonimizat], imediat dupa frazele respective.
Am luat la cunoștință că existența unor părți nereferențiate sau întocmite de alte persoane poate conduce la anularea diplomei de licență.
Data Semnătura
REZUMATUL LUCRĂRII
Lucrarea de față “Tratarea parafinelor din țiței”, este prima care descrie modul de apariție a [anonimizat] a tratării prin metode termice.
Având în vedere că pe o conductă de transport țiței pe o distanța de 50 km apare saptămânal circa 50 [anonimizat] a se găsi metode de eliminare doar în acest caz a unei cantități de minimum 2600 kg pe an.
Tocmai de aceea am încercat prin acest studiu:
Să determin modalitatea de apariție a [anonimizat],
Să analizez în laborator cea mai bună metodă de eliminare a [anonimizat] a aceestui tip de deșeu.
De asemeni am reușit pentru prima oară în literatura de specialitate să prezint o metoda de utilizare a produselor secundare rezultate din activitatea de tratare a deșeurilor de tip parafină.
Cuvinte cheie: parafină, țiței, [anonimizat].
[anonimizat] s-a [anonimizat] [1] sub codul:
05 01 03* slamuri din rezervoare și din conducte ,
05 06 99 alte deșeuri nespecificate,
05 07 deșeuri de la purificarea și transportul gazelor naturale și a țițeiului.
Acest deșeu apare în timpul transportului țițeiului prin conducte și a extracției țițeiului parafinos prin țevile de extracție cantitatea anuală fiind de circa 100 de tone pe an.
De asemeni și Comunitatea Europeană a definit codurile de livrare și tranzacțiile internaționale a parafinei din petrol trecând-o la deșeu petrolier [2].
Drept urmare operatorii din industria petrolieră au încercat să găsească metode de eliminare a [anonimizat] [3].
[anonimizat] a [anonimizat], CO2, CO, produși rezultați în timpul arderii în cuptor.
Tocmai de aceea acest studiu are rolul de a găsi alte metode de eliminare a acestui tip de deșeu, descriind metoda de desorbție termică.
O altă metodă de eliminare a acestui tip de deșeu este și reducerea acestuia la minim, prin tratarea țițeiurilor parafinoase cu polimeri.
În urma acestui proces, parafina este transportată la rafinărie, fiind prelucrată în coloana de distilare si rezultând parafina de rafinare [4].
Această parafină este foarte utilă la formarea cerurilor, la fabricarea ambalajelor pentru alimente, în articole pentru echipamente medicale și în produse cosmetice.
În primul capitol am descris stadiul actual al cercetărilor în domeniul eliminării parafinei precum și modalitatea de apariție a acesteia.
În capitolul II am reușit să prezint un model numeric privind formarea parafinei si mai ales o modalitate de eliminare a acesteia prin utilizarea unui polimer adaugat in țiței.
În capitolul III am prezentat rezultatele experimentelor chimice realizate în laboratorul de analize chimice al Universității Ovidius Constanta, experimente care au avut rolul de a observa comportarea parafinei în timpul desorbției termice și mai ales comportarea țițeiului parafinos în timpul tratării cu polimer.
Concluziile prezintă cea mai buna metodă de eliminare a acestui tip de deșeu și cercetarile viitoare in acest domeniu.
Capitolul 1
STADIUL ACTUAL AL CERCETĂRII
ÎN DOMENIUL ELIMINĂRII PARAFINEI
Modul de apariție al parafinei
În cursul exploatării unui zăcământ de hidrocarburi și în timpul transportului prin conducte, din fluidele care se deplaseaza din strat, în sondă și în instalațiile de suprafață (de prelucrare și transport) se separă, în anumite condiții de presiune și temperatură, o mare cantitate de particule sub formă solidă.
Acestea se depun în diferite puncte ale acestui traseu.
Parafina sau ceara de petrol este cea mai cunoscuta fază solidă care se separă și are formula CnH2n+2 (începând de la C16H34 până la C64H130).
Parafina apare în următoarele compoziții:
Parafina din șantierele petroliere reprezintă un amestec de componenți lichizi, de produse solide (parafină, cerezine) sub formă de cristale fine, la care se adaugă substanțe asfaltoase, rășini, nisip, marnă, argilă.
Parafina obținută în rafinărie este constituită din amestecuri de hidrocarburi extrase din anumite produse de distilare ale uleiurilor din petrol sau din uleiuri din minerale bituminoase. Este o substanță translucidă, albă sau gălbuie, de structură cristalină destul de pronunțată.
Având în vedere conținutul de parafine din petrolul brut, pentru a se determina comportarea acestora în timpul extracției, transportului și prelucrării, țițeiurile românești s-au împărțit în trei categorii și anume:
– țițeiuri parafinoase (care au un conținut mai mare de 2 % parafină);
– țițeiuri semiparafinoase (care au un conținut de parafină între 1 – 2 %);
– țițeiuri neparafinoase (care au un conținut mai mic de 1 % parafină).
Separarea și depunerea parafinei din țiței este influențată de temperatură și de presiune.
Prin scăderea temperaturii se atinge un punct de început de cristalizare a parafinei, iar prin scăderea presiunii o parte din hidrocarburi ies din soluție, astfel încât capacitatea de dizolvare a particulelor solide scade.
Temperatura de început de cristalizare este cuprinsă între 35°C- 38 °C.
Această temperatura se atinge:
– în timpul extracției țițeiului între 600 și 1000 m, conform gradientului geotermic și în funcție de calitatea țițeiului;
– în timpul transportului țițeiului pe conducte se atinge dupa circa 5 km de pompare (țițeiul luând temperatura solului,care nu este mai mare de 24 °C).
Parafina se separă din țiței în cristale mici.
Acestea din cauza mișcării fluidului, vin în contact unele cu altele și se aglomerează în jurul unui nucleu (acesta pot fi un corp străin ca nisip, marna sau chiar particule fine metalice provenite ca urmare a fenomenelor de coroziune).
Aceste aglomerari de cristale de parafină se depun pe pereții interiori ai instalațiilor petroliere, fenomenul fiind accentuat de rugozitatea acestora.
Figura 1.1. Parafină depusă pe conductă
Depunerea de parafină se accentuează în următoarele cazuri:
la sondele care produc cu intermitență, datorită scurgerilor repetate ale țițeiului pe pereții interiori ai țevilor de extracție;
la conductele care pompeză doar țițeiuri parafinoase și cu intermitență din cauza opririi țițeiului și staționării acestuia pe perioade mai mari de timp (în care temperatura țițeiului atinge valori egale cu temperatura solului).
Zonele în care are loc depunerea de parafină în instalațiile petroliere de extracție și transport sunt:
– în porii stratului – în zona din imediata apropiere a găurii de sondă sau a conductei de transport;
– la ieșirea din strat pe coloana de exploatare la sondele de adâncimi mici;
– în interiorul coloanei de țevi de extracție pe prăjinile de pompare la sondele care produc în pompaj de adâncime;
– în interiorul instalației de suprafață și al conductelor de amestec.
Depunerile de parafină produc:
micșorarea capacității de producție a sondelor, datorită înfundării porilor la ieșirea din strat;
micșorarea secțiunii de curgere a fluidelor prin țevile de transport;
mărirea vîscozității țițeiului prin creșterea depunerilor de parafină.
Definiția parafinei
Parafina este comform Dicționarului Explicativ al României [5] definită ca fiind (PARAFÍNĂ, parafine, s.f.)
1. Substanță solidă, albă și translucidă, formată dintr-un amestec de hidrocarburi saturate obținute la distilarea țițeiului sau a cărbunilor și întrebuințată la fabricarea lumânărilor, la impregnarea hârtiei și a țesăturilor, ca materie primă în industria chimică etc.
2. (La pl.) parafine. – Din fr. paraffine.
Din studiile efectuate de către Departamentul de Bioinginerie, Inginerie Chimică și Fizică [6], pentru proiectul “ARTERIAL BLOCKAGE in the PETROLEUM and NATURAL GAS INDUSTRIES Project”, se specifică că parafina (provenită din rafinărie) este un deșeu format din hidrocarburi parafinice (C8-C36), și are o structură macrocristalină.
Parafina din rafinărie se gasește în stare solidă intrând în stare lichidă la circa 37 ° C (99 ° F), fiind formată din alcani ce se încadrează în gama 8 ≤ N ≤ 36 a formulei chimice CnH2n +2 [6].
Parafina sau ceara de petrol, este cea mai cunoscută fază solidă care se separă si are formula CnH2n+2 (începând de la C16H34 până la C64H130) și este un amestec de componenți lichizi, de produse solide (parafină, cerezine) sub formă de cristale fine, la care se adaugă substanțe asfaltoase, rașini, nisip, marnă, argilă. De asemeni se găsesc și deșeuri formate din hidrocarburi naftenice (C30-C60) cu o structură microcristalină.
Parafina studiată de mine este ceara de petrol și este diferită de combustibilul cunoscut în Marea Britanie, Irlanda si Africa de Sud ca uleiul de parafină sau kerosen (parafina de rafinărie) în cea mai mare din SUA, Canada, Australia și Noua Zeelandă [7].
Numele parafinei este derivat din latină parum ("abia") + affinis, care înseamnă "lipsit de afinitate" sau "lipsit de reactivitate", indicând natura nereactivă a parafinei [8].
Figura 1.2. Microcristaline de parafină
Ceara de petrol și parafina este insolubilă în apă și solubilă în benzen și are o densitate mai mare de 0,9.
Parafina rafinată este un produs cu caracteristicile [10]:
Parafina pură este un izolator electric excelent, cu o rezistivitate electrică de între 1013 și 1017 de ohmi /metru. [7] (fiind cel mai bun izolator cu excepția materialelor plastice și a teflonului).
Este un material excelent pentru a stoca căldura cu o capacitate de căldura specifică de 2.14-2.9 J g-1K-1 (joule pe gram Kelvin), și o căldură de topire de 200-220 g. J-1. [ 10]
Această proprietate este exploatată în gips-carton , parafina este infuzată în gips-carton în timpul fabricației, astfel încât, atunci când acesta este instalat, parafina se topește în timpul zilei, absoarbe căldura, și se solidifică din nou noaptea, eliberând căldură [11].
Tabelul 1.1. Caracteristicile parafinei rafinate
Figura 1.3. Parafina prelucrată
Ceara de parafină împreună cu radiatoare retractabile a fost utilizată pentru răcirea vehiculelor selenare [12].
Ceara se extinde în mod considerabil atunci când se topește și acest lucru permite utilizarea sa în termostate.
În conducte parafina se depune pe pereții interiori datorită faptului că în zona de ungere a acestora viteza este minimă (mai ales în cazul curgerii laminare).
Dupa cum se vede în figura 4, cristalele de parafină se depun pe pereții interiori datorită temperaturii acestora mai mică decât în centrul axului de curgere (temperatura peretelui conductei este egală cu cea a solului).
Figura 1.4.Curgerea țițeiului prin conducte
Figura 1.5. Variația volumului parafinei cu temperatura
(A. parafina transparentă, B-parafina opacă)
Figura 1.6. Structura cristalină a parafinei (la microscop electronic 0,49 nm x 0,84 nm)
Foto Miles MJ, Universitatea din Bristol
Metode de eliminare a deșeurilor de tip parafină din rafinărie
În raportul Comisiei Europene [14] privind Prevenirea și Controlul Integrat al Poluării (IPPC) -Documentul de referință privind cele mai bune tehnici disponibile în domeniul rafinăriilor de petrol și gaze Februarie 2003, se specifică următoarele:
Industria rafinăriilor de petrol și gaze trebuie să implementeze Secțiunea 2.1 a Anexei I a Directivei IPPC 96/61/CE (cele mai bune tehnici disponibile în domeniul rafinăriilor de petrol și gaze);
Industria rafinării petrolului este o industrie strategică importantă, rafinăriile de petrol satisfac singure 42% din cererea de energie din UE și 95% din cererea de carburant pentru transporturi. În UE, Elveția și Norvegia sunt circa 100 de rafinării de petrol care împreună prelucrează în jur de 700 milioane de tone de petrol anual.
Instalațiile sunt în general plasate în apropierea litoralului. Estimările arată că în sectorul rafinăriilor de petrol lucrează 55000 de angajați direcți și cam 35000 de angajați indirecți.
Instalațiile de rafinare sunt de obicei mari și complet integrate. Rafinăriile sunt amplasamente industriale care gestionează cantități uriașe de materii prime și materiale și în același timp mari consumatoare de energie și apă. În procesele de stocare și rafinare, rafinăriile generează emisii în atmosferă, in ape și pe sol, în asemenea măsură încât gestionarea mediului a devenit un factor major în cazul rafinăriilor. Tipul și cantitățile de emisii în mediu provenite de la rafinării sunt de obicei bine cunoscute. Principalii poluanți atmosferici generați de cele două sectoare sunt oxizii de carbon, azot și sulf, particulele (generate mai ales în procesele de ardere) și compușii organici volatili.
În rafinării este utilizată intensiv apa, atât în procesele de producție cât și pentru răcire. Aceste utilizări poluează apa cu compuși din petrol. Principalii poluanți ai apei sunt hidrocarburile, sulfurile, amoniacul și unele metale. Comparativ cu volumele uriașe de materii prime pe care le prelucrează, rafinăriile nu generează cantități substanțiale de deșeuri. În prezent, deșeurile generate de rafinării sunt predominant sub formă de gudroane, deșeuri de rafinărie nespecifice (menajere, din demolări etc.) și substanțe chimice epuizate (ex. acizi, amine, catalizatori).
Emisiile atmosferice reprezintă principalii poluanți generați de rafinăriile de petrol. Pentru fiecare milion de tone de țiței prelucrat (rafinăriile europene merg de la 0,5 la peste 20 milioane de tone), rafinăriile emit între 20000 și 820.000 tone de dioxid de carbon, 60-700 tone oxizi de azot, 103.000 tone particule, 30-6.000 tone oxizi de sulf și 50-6.000 tone de compuși organici volatili. Ele generează între 0,1 și 5 milioane de tone de ape uzate și între 10 și 2000 tone de deșeuri solide la fiecare milion de tone de țiței rafinat.
Aceste diferențe foarte mari între emisiile de la diferite rafinării europene pot fi parțial explicate prin diferențele de integrare și de tipul de rafinării (de ex. simplu sau complex). Însă principalele diferențe țin de diferențele de reglementări de protecție a mediului existente în Europa Principalele Emisii în aer provenite de la instalațiile de gaze sunt CO2, NOx SO2 și COV. Apa și deșeurile sunt de obicei mai puțin importante decât în cazul rafinăriilor de petrol.
Având în vedere progresele realizate de rafinării în reducerea emisiilor atmosferice de sulf, accentul a început să se deplaseze asupra COV (inclusiv mirosuri), particulelor (mărime și componență) și NOx, deoarece acesta se află în general în discuțiile referitoare la mediu. Tehnicile de epurare a apelor uzate de rafinărie sunt tehnici măture, accentul punându-se acum pe prevenire și reducere. Reducerea consumului de apă și/sau a concentrațiilor de poluanți ai apei pot avea efect asupra reducerii emisiilor finale de poluanți.
În studiul aprobat de către Comisa Europeană se face referință la deșeurile provenite din gudroane și din petrol, nefiind trecută parafina drept deșeu.
Totuși studiul alege ca și tehnici de eliminare în rafinărie a deșeurilor de tip petrol (în amestec cu parafina) următoarele procedee [14]:
Solidificare se adaugă la deșeuri materiale un agent de solidificare care înconjoară fizic contaminantul (de ex. ciment sau var) sau care utilizează un proces de fixare chimică care să le transforme în solide.
Deșeurile rezultate formează de obicei un solid ușor de manevrat cu percolare redusă.
Aceste procese sunt pe bază de:
Utilizarea în amestec cu ciment. În acest proces, deșeurile semilichide sunt amestecate cu ciment și în procesul de întărire sunt incorporate în formele rigide de beton. De exemplu, catalizatorul uzat de la instalația de cracare catalitică (FCCU) se poate utiliza ca aditiv în fabricarea cimentului. Atunci când se folosește ciment, componenta catalizator formează hidrați insolubili cu calcarul prezent în mixtura de ciment, ceea ce prezintă fixarea benefică a metalelor grele.
Utilizarea Tehnicilor termoplastice. În general, utilizarea tehnicilor de solidificare termoplastică se limitează la materialele solide uscate.
Amestec cu bitum. Prelucrarea deșeurilor cu bitum se aplică în industria prelucrării petrolului ca metodă de eliminare. Acest proces permite tratarea solidelor cu niveluri mari (până la 10%) de hidrocarburi cu puncte de fierbere ridicate.
Stabilizare – Transformarea unui deșeu într-o formă chimic stabilă care rezistă la percolare. Aceasta se poate realiza prin ajustarea pH-ului. Stabilizarea duce în general la un tip de solidificare (monolit sau solid granular uscat).
Ca și procedeu amintesc aici stabilizare chimică. Aceste procese se bazează pe reacția dintre var, materialele din deșeuri și apă pentru a forma un produs stabil. După compactare, porozitatea față de apă este foarte scăzută. Astfel se reduce riscul de percolare.
Încapsulare – Reprezintă completa acoperire sau încapsularea unui deșeu cu o substanță nouă, impermeabilă. Există două tipuri de încapsulare: Micro încapsulare și macro încapsulare.
Tehnicile de micro-încapsulare se bazează pe reducerea raportului suprafața-volumul deșeurilor prin formarea unei mase monolitice, dure, cu permeabilitate foarte scăzută.
Macro-încapsularea este închiderea unei cantități relativ mari de deșeuri, de exemplu un întreg container de deșeuri. Deșeurile sunt macro-încapsulate prin înconjurarea lor cu o matrice rigidă, rezistentă la greutate și o îmbrăcăminte fără îmbinări.
În rafinărie se prevede o cantitate de 8,9 % din toate deșeurile ca provenind din petrol si parafină. Dar se observă că Directiva Europeană nu a trecut parafina ca produs deșeu în rafinărie.
În rafinăriile din România parafina care nu este prelucrată este asimilată deșeurilor din petrol.
Metode de eliminare a deșeurilor de tip parafină provenite din activitatea de extracție și transport al țițeiului
În prezent se utilizează pentru eliminarea parafinei tratarea termică a acestui tip de deșeu.
Printre procedeele termice din cadrul tratării parafinei se numără incinerarea și piroliza.
Pe departe cel mai important procedeu termic este la ora actuală incinerarea deșeurilor de tip ceara de petrol.
În managementul modern al deșeurilor [22] de tip ceară de petrol, incinerare are rolul de:
inertizare, minimizând emisiile în aer și apă;
distrugerea deoarece aceste materiale sunt nocive organice;
concentrarea materialelor anorganice prezente în ceară;
reducerea masei de deșeuri de depozitat, în special a volumului;
transferarea acestor deșeurilor reziduale în materii prime secundare în vederea protejării celorlalte resurse materiale.
S-a ales această metodă deoarece instalațiile existente la ora actuală asigură:
• siguranța funcționării, cuptoarele de coincinerare există în industria cimentului;
• nu necesită noi investiții;
• nu necesită noi spații;
• cantitățile prelucrate sunt foarte mici, deci nu trebuie să se asigure noi investiții.
Tocmai de aceea se folosește această modalitate de tratare termică, fiind cea mai usoară metodă.
Dar în studiul meu voi propune o nouă metodă și anume desorbția termică (Capitolul 3).
O schemă de coincinerare a fost prezentată de către Mihai Rohan [23], și constă în următoarele:
Figura 1.7. Schema tratare parafină
Deci, o instalație de incinerare a deșeurilor constă din următoarele domenii de funcționare, expuse în continuare:
• preluarea deșeurilor;
• stocarea temporară, pretratarea (dacă este necesară);
• alimentarea în unitatea de incinerare;
• eliminarea și tratarea cenușei reziduale;
• tratarea și valorificarea emisiilor
Figura 1.8. Schema incinerator
Preluarea deșeurilor
La preluarea deșeurilor are loc mai întai o cântărire în vederea stabilirii cantității de deșeuri livrate. Toate deșeurile de tip parafină vor fi supuse unor teste în laborator pentru: conținut de metale grele, pH, punct de calcinare (formare pietre de calcinare) , putere calorică, punct de aprindere, clor, sulf și altele.
Stocarea temporară, prelucrarea
Pentru deșeurile livrate există un loc de stocare temporară, deoarece livrarea deșeurilor are loc discontinuu, iar alimentarea unei instalații de incinerare a deșeurilor trebuie să fie continuă. Buncărul de deșeuri servește pe de o parte drept tampon pentru cantitatea de deșeuri, iar pe de altă parte aici pot fi detectate materialele neadecvate pentru incinerare și sortate, sau pot fi îndrumate către o pretratare. În plus, în buncăr are loc o omogenizare a deșeurilor.
Prelucrarea deșeurilor de tip slam petrolier trebuie pretrarate (se face o centrifugare inainte pentru eliminarea apei).
Figura 1.9. Recepție deșeuri de tip parafină (ceară petrolieră)
Alimentarea în camera de incinerare
Pâlniile de umplere sunt de regulă astfel gradate, încat să asigure o funcționare continuă prin preluarea capacității de producție pe ora a unității de incinerare. Deșeurile din pâlnia de umplere ajung printr-un put de umplere în instalația de alimentare.
Figura 1.10.Instalație de alimentare
Figura 1.11. Pâlnie de umplere
Incinerarea propiu-zisă
Pentru incinerarea deșeurilor se folosesc, de regulă, instalațiile de ardere cu grătar și instalațiile cu cuptor rotativ. Pentru incinerarea deșeurilor de tip ceară petrolieră se folosesc la ora actuală cuptoare rotative.
Figura 1.12. Cuptor rotativ
Datorită rotirii continue și înclinației ușoare a cuptorului, transferul deșeurilor dintr-un capăt în altul a cuptorului este realizat ușor. În funcție de temperatura de ardere, dispozitivul de ardere a cenușei poate fi necesar sau nu. În cazul unor temperaturi de 1150 șC cenușa este aglomerată, iar la temperaturi de 1300 șC cenușa este topită și vitrifiată. De asemenea, cenușa de fund și cenușa recuperată din filtre pot fi reintroduse în cuptorul rotativ pentru aglomerare sau vitrifiere.
Este ideal ca cenușa din ceara petrolieră să fie topită și vitrificată, ea conținând compușii chimici din anexa.
Deoarece temperaturiile de ardere într-un cuptor rotativ sunt cu mult mai ridicate instalațiile secundare, cum ar fi camera de post-combustie, sau echipamentele de recuperare a energiei, sunt proiectate pentru a rezista la astfel de temperaturi ridicate.
Indiferent de cuptorul ales pentru incinerarea deșeurilor, următoarele trepte întâlnite în procesul de incinerare a deșeurilor, cum ar fi eliminarea cenușei, tratarea emisiilor, recuperarea energiei, etc. sunt asemănătoare.
Figura 1.13. Instalație de tratare a deșeurilor de tip parafină (cuptor rotativ)
Tratarea, respectiv eliminarea cenușei reziduale
Cenușa reziduală rezultată în urma incinerării parafinei este în principal un material neincinerabil cum ar fi silicați nedizolvabili în apă, oxizi de aluminiu si fier.
Cenușa reziduală pură conține, în general, următoarele:
• 3 – 5 % material neincinerat;
• 7 – 10 % metale feroase și neferoase;
• 5 – 7 % granule mari;
• 80 – 83 % granule fine.
Metode pentru diminuarea și combaterea depunerilor de tip parafină
Metodele pentru diminuarea și combaterea depunerilor de parafină sunt urmatoarele [15]:
– metode de prevenire prin care se evită sau se intarzie precipitarea și depunerea parafinei;
Adăugarea de aditivi de tipul polimeri [16], cu scopul de a reduce temperatura de congelare. Este cunoscut faptul că pentru menținerea în suspensie a cristalelor de parafină este necesară reducerea temperaturii de congelare, procedeu care se utilizează foarte des în tratarea motorinelor și a uleiurilor. În cazul particular al țițeiurilor parafinoase cu punct de congelare între 5 ° C și 25 ° C acești aditivi se folosesc foarte mult pentru asigurarea transportului prin conducte. S-au creat în acest scop un număr mare de copolimeri cu masa moleculară mică ca de exemplu copolimer etilenă-acetat de vinil, copolimeri ai esterilor acrilici, metacrilici si maleici.
Totuși acești copolimeri asigură depesarea produsului în limite restrânse (40 ° C și 60° C) și nu asigură eliminarea parafinei din zona pereților conductei (unde este temperatura apropiată de cea a solului).
În studiul de fată am folosit un copolimer al acetatului de vinil ca exemplu de reducere de congelare.
metode de curățire și îndepărtare a parafinei depuse în echipamentul prin care circulă țițeiul parafinos.
Acest procedeu constă în introducerea unui dop din poliuretan de joasă, medie și înaltă densitate (tip Godevil).
În literatura de specialitate acest tip de curațire este mai putin cercetată, fiind apanajul inginerilor chimiști cu aplicații în industria de petrol și mai ales în ultima perioadă în medicină.
Cele mai multe materiale studiază modul de depunere a particulelor de parafină pe pereții conductelor.
Astfel Universitatea Utah [18] a studiat și prezentat în raportul Controlling Wax Deposition in the Presence of Hydrates, efectele pe care depunerile de parafină le au asupra manifoldurilor și a echipamentelor de descărcare a navelor petroliere (caz similar cu OIL TERMINAL CONSTANTA) precum și modul de reducere a acestora.
În acest studiu se descriu metodele de reducere a depunerilor de parafină prin:
Utilizarea apei de mare în amestec cu țițeiul;
Introducerea de gaz hidrați în țițeiul rece, metodă utilizată și în România sub formă de introducere de gaze în soluție pentru reducerea temperaturii de congelare;
Introducerea sub presiune de gaz hidrați pentru eliminarea depozitelor de parafină (transport bifazic), o metodă dificil de realizat din cauza presiunilor mari necesare;
Godevilarea conductelor;
Curățirea chimică a conductelor;
Tratarea interiorului conductelor cu substanțe care să asigure pereții ai conductelor fără asperități (un film polimeric). Această metodă este utilă pentru conducte de diametru mare și lungimi mici, utilizându-se ca și vopsele fenoli, epoxi si teflon.
În România până la ora actuală s-au efectuat o serie de cercetări și s-au implementat o serie de metode [24] în domeniul curățirii conductelor de depozitele de parafină cele mai des utilizate fiind:
Curățirea cu mijloace mecanice;
Curățire prin metode chimice.
Reducerea depozitelor de parafină prin utilizarea apei pentru crearea unei emulsii apă în țiței
Sistemul constă în introducere de apă sărată în țiței pentru transportul țițeiului (Temperatura țițeiului T este mai mare decât temperatura apei de mare T). Prin acest lucru se dorește reducerea vîscozității și a temperaturii de congelare prin crearea unei emulsii de tip apă în țiței (temperatura țițeiului T devine egală cu cea a apei de mare).
Deci, se creează un depresant natural care va avea drept efect aglomerarea particulelor în emulsie.
Un alt sistem de recuperare a parafinei este reprezentat de schimbatorul de caldură pentru decantare-separare parafinei care apoi recuperează parafina prin introducerea schimbatorului de caldură în mare.
Figura 1.14. Sistem de transport emulsii apă în țiței
Figura 1.15. Recuperator parafină
Țițeiul cald se introduce în schimbător, în urma răcirii țițeiului și mai ales a vitezei mici de transport al țițeiului (în regim laminar) parafina se depune pe pereții schimbătorului. Se montează un sesizor de parafină care în momentul în care greutatea parafinei este mai mare decat cea acceptată în conductă se trece la scoaterea acestuia în afara și godevilarea sau spalarea cu chimicale.
1.9. Reducerea depozitelor de parafină prin dizolvare de gaze
Sistemul permite utilizarea unui jet de gaze în țiței și astfel se asigură o aglomerare a particulelor de parafină prin faptul că viteza fluidului scade și deci se aglomerează particulele de parafină (se folosește gazul deoarece greutatea particulei de parafină fiind mai mare decat amestecul țiței-gaze, atunci particula se depune pe fundul conductei, și deci, se recuperează apoi prin godevilarea acesteia).
Figura 1.16. Recuperare parafinei prin injectie cu gaze
1.10. Reducerea depozitelor de parafină prin asigurarea unui strat intern foarte fin de vopsea sau alți produși (strat fără rugozități)
Figura 1.17. Asigurarea stratului de protecție interior cu ciment
Prin această metoda se dorește reducerea asperităților conductei, loc unde se depozitează parafina.
De asemenea această metodă este utilă în reducerea coroziunilor interioare.
Figura 1.18. Interior conductă
Figura 1.19. Asigurarea stratului de protecție interior cu epoxy
1.11. Reducerea depozitelor de parafină prin godevilare
Această metodă are rolul de a înlătura depozitele de parafină prin introducerea unui dispozitiv de curățire din poliuretan.
Atunci când temperatura de formare a parafinei este egală sau mai mică decât temperatura țițeiului are loc depunerea particulelor de parfină, formând depozite.
Aceste depozite se solidifică în timp, fiind formate din parafină și particule de nisip. S-au găsit și naftene în aceste depozite, structura fiind macrocristalină.
În figura 13 se observă că dacă TW este temperatura țițeiului iar TWAT este temperatura de precipitare parafină ca urmare a scăderii temperaturii are loc o reducere a diametrului conductei [19].
În laboratorul Universității Arizona s-a obținut o reducere a diametrului conductei datorită staționării unui țiței parafinos de tip Arizona (densitatea 0,790) timp de 50 de zile.
S-a reușit ca în timp de 50 de zile conducta să se blocheze circa 80 %.
Figura 13.Mod de formare depozite parafină
Figura 1.20. Mod de formare depozite parafină
Figura 1.21. Mod de depunere parafină
În studiile efectuate de către T. Chiș [25], se arată că viteza de depunere a particulelor de parafină pe conductă este data de:
Viteza de transport a fluidului;
Temperatura fluidului;
Temperatura solului.
Pentru a se analiza efectul depunerilor de parafină s-au efectuat următoarele analize:
-s-a luat un țiței tip C MARIN cu următoarele proprietăți:
Densitate 0.825 la 15 °C,
Vîscozitate 1.3 °E,
Congelare -8 °C,
Sulf 0,2 %,
Temperatura țiței +35 °C
După 50 km s-a anlizat țițeiul și s-a găsit o modificare a propietăților fizice
Densitate 0.822 la 15 °C,
Vîscozitate 1.1 °E,
Congelare -15 °C,
Temperatura țiței +24 °C,
Ce s-a întâmplat de fapt:
Parafina s-a asezat pe pereții conductei de țiței formând o crustă de depozitare:
Figura 1.22. Depunere parafină țiței C marin
Urmare a curățirii conductei a apărut o cantitate de parafină petrolieră (ceară) de 100 kg (după o perioadă de 1 lună)
Figura 1.23. Parafină țiței C marin
Pentru eliminarea parafinei se utilizează un sistem de godevilare format din godevile din poliuretan.
Sistemul de godevilare este urmatorul:
Când nu se cunoaste starea conductei se apeleaza la un dop de poliuretan de joasă densitate (figura 19);
După ce s-a efectuat prima trecere se alege un nou godevil de poliuretan de medie densitate (primul va fi simplu iar al doilea poate să fie și cu perii de sârmă în acest caz);
Apoi se trece la godevilarea cu dopuri de poliuretan de înalta densitate.
Se utilizează la inceput dopuri fără părti metalice deoarece:
Nu necesită curbe speciale (se poate utiliza orice conducta);
Dacă conducta este blocată de dop, acesta se distruge la o presiunea cu 15 % mai mare decât presiunea de operare (oricum mai mică decât presiunea maximă de operare (cu 25 % mai mare);
După ce s-a efectuat controlul conductei, adică apar godevilele se trece la utilizarea de noi godevilări cu părți metalice și cupe de poliuretan.
Figura 18.Dop de poliuretan de joasă densitate (9-10 lbs/ft3)
Figura 1.24. Dop de poliuretan de medie densitate (lbs 12-14)
Figura 1.25. Dop de poliuretan de înaltă densitate (lbs 14-16)
Pentru a se se putea utiliza un dop de poliuretan pentru curățirea conductei trebuie ca acesta să depășească forța dată de frecarea pe pereții conductei Ff, forță dată de înlăturarea depozitelor de parafină Fb și forța dată de greutatea depozitele de parafină Fm.
Ft=Ff+Fb+Fm (1.1)
Figura 1.26. Curățire conductă
Figura 1.27. Curățire conductă
Figura 1.28. Curățire conductă
Figura 1.29. Godevil de curățare conductă
Capitolul 2
MODELAREA PROCESELOR DE SEPARARE
ȘI ELIMINARE CHIMICĂ A PARAFINEI
2.1. Considerații teoretice
În timpul transportului țițeiului și, în general, în tehnologia chimică, unele materiale care intră în diferite procese de fabricație sau de transport, precum și unele produse (intermediare sau finite) sunt sisteme eterogene.
Un sistem eterogen (țițeiul parafinos de exemplu) este format din cel puțin două faze (țițeiul este lichid, iar parafina este formată din particule solide), dintre care una (sau mai multe) constituie faza (fazele) dispusă (internă) sub formă de particule (solide, lichide sau gazoase), mărginite pe tot conturul lor de o fază continuă (externă) gazoasă, lichidă sau solidă.
În cazul transportului țițeiului faza dispusă internă este formată din particulele de parafină, iar faza continuă este reprezentată de țiței.
Împărțirea sistemelor în sisteme omogene și eterogene este în mare măsură arbitrară.
De obicei în mod convențional un sistem este considerat omogen atunci când dimensiunile particulelor care formează faza dispersă sunt de ordinul de mărime al moleculelor și este considerat eterogen atunci cand sunt vizibile în interiorul lui părți ale sistemului (cu proprietăți distincte), delimitate prin suprafețe de separare.
Starea fizică a sistemelor eterogene (în cazul nostru țițeiul transportat) este definită de starea de agregare a fazei continue (lichidă sau bifazică funcție de tipul de transport), din acest punct de vedere sistemele eterogene de tip țiței putând fi gazoase, lichide sau solide. (gazoase se întâlnesc cazurile sistemelor de transport bifazice de tipul gazolină, lichide sunt țițeiurile normale iar solide sunt țițeiurile de tipul șisturi bituminouși).
Sistemele eterogene se subclasifică în funcție de natura fazei disperse și de dimensiunile medii ale particulelor, care constituie această fază.
Se consideră dimensiunile medii ale particulelor întrucat numai în cazuri cu totul excepționale faza dispersă este constituită din particule cu aceleași dimensiuni. În tabelul de mai jos se prezintă o clasificare convențională a sistemelor eterogene gazoase și lichide, pe baza criteriilor enunțate prezente în țiței.
Necesitățile tehnologice de prelucrare și de transport precum și de fabricație a produselor petroliere finite pot impune separarea sistemelor eterogene în fazele constituente în scopul purificării fazei continue, recuperării fazei disperse, apărării sănătății personalului tehnic sau protejării mediului ambiant, a utilajelor etc.
Separarea sistemelor eterogene în fazele constituente se realizează, în general, fie sub acțiunea diferențială a unor câmpuri de forță gravitațională (centrifugală, electrică, acustică etc,) asupra fazelor de densități diferite, fie prin folosirea unui mediu de filtrare care reține la suprafața sa faza dispersă și permite să treacă faza continuă.
În funcție de forța motrice care determină separarea sistemelor eterogene sau de modul în care se realizează, se disting următoarele procese: sedimentarea, filtrarea, centrifugarea, separarea electrică.
Asa cum am arătat în timpul transportului țițeiului prin conducte și în faza de depozitare a acestuia au loc procese de sedimentare a fazei solide (parafina) care se depune pe pereții conductei.
Pe lângă fenomenele mai sus menționate pentru separarea țițeiului de parafină se mai utilizează metode termice (răcirea țițeiului), metode electrice (atracția particulelor prin câmp electric), metode acustice (aglomerarea particulelor), etc.
Tabelul 2.1. Metode termice pentru separarea țițeiului de parafină.
2.2. Sedimentarea parafinei
Prin sedimentarea parafinei din țiței se înțelege separarea sistemelor eterogene lichide, țițeiul) în fazele constituente, sub acțiunea diferențială a gravitației asupra fazelor de densități diferite.
În general, particulele de parafină ce formează faza dispersiei, cu densitatea ρp, mai mare decât densitatea fazei continue ρ sub acțiunea câmpului de forțe gravitaționale, se depun cu o viteză , denumită viteză de sedimentare ws a cărei valoare depinde de natură, formă, caracteristicile geometrice și densitatea lor, precum și de proprietățile fizico-chimice ale fazei continue.
În cazul sistemelor eterogene lichide, atunci când densitatea particulelor care formează faza dispersă este mai mică decât densitatea fazei continue, particulele se vor ridica la suprafața liberă a sistemului eterogen cu o viteză pe care o numim convențional viteză de sedimentare, și a cărei mărime depinde tot de factorii enumerați anterior.
Separarea sistemelor eterogene prin sedimentare este un proces frecvent utilizat ca urmare a simplității sale și a costului redus a separării. Dezavantajele acestui procedeu constau în faptul că eficiența separării este redusă atunci când diametrul particulelor care formează faza dispersă este mai mică de 35 … 50 µm, iar la separarea sistemelor eterogene lichide este necesară o aparatură voluminoasă.
2.3. Curățarea chimică a parafinei
În timpul curățirii mecanice a conductei se constata că rămân zone cu parafină necurățată (zone de coroziune internă sau asperități).
De aceea se acceptă și curățarea chimică a conductelor prin introducerea de amestecuri de solvenți.
Cei mai deți folosiți solvenți sunt următorii:
Bisulfura de carbon este unul dintre cei mai cunoscuți solvenți pentru îndepărtarea depunerilor de ceară petrolieră; cu toate acestea, este extrem de periculoasă, iar utilizarea sa este interzisă în majoritatea țărilor. Este exploziv, cu un punct de aprindere de -22 ° F (-30 ° C) și temperatura de autoaprindere de 212 ° F (100 ° C). De asemenea, este foarte otravitoare.
Solvenții clorurați sunt solvenți excelenți, dar deteriorează catalizatorii folosiți în procesul de rafinare și sunt considerați un pericol pentru incendiu și pentru sănătate. Prin urmare, detectarea lor minimă, în orice ulei brut duce la respingerea lui de către rafinării.
Benzenul este un solvent excelent, cu toate acestea, este extrem de inflamabil și este un compus cancerigen (cauzator de cancer).
Xilenul și toluenul sunt, de asemenea, solvenți excelenți, cu toate acestea, se ajunge rapid la punctul de saturație, astfel, sunt necesare mari cantități pentru curățarea conductelor.
Când solvenții vin în contact cu depozitele, se dizolvă aceste depozite (de hidrocarburi grele), până cand la solvenți ating nivelul lor de saturație.
În cazul în care solvenții nu sunt eliminați imediat, după ce nivelul lor de saturație este atins, atunci o parte din parafina dizolvată va precipita din soluție (seva recristalizată).
Uneori, recristalizarea conduce la o problemă de colmatare mai rea decât ceea ce a fost prezentă înainte de tratament, din cauza aglomerarării de depozite în zone care nu au avut anterior nici depozite.
Prin urmare, solvenții ar trebui să fie utilizați cu precauție.
Figura 2.1. Curățare conductă-zonă ramasă cu parafină
Pentru eliminarea chimică a deșeurilor de parafină se utilizează ca si chimicale pe lângă solvenți și bioacid pentru eliminarea mucegaiurilor, tetraclorura de carbon, pentru eliminarea carbonaților din conductă etc.
Figura 2.2. Curățare conductă-cu bioacid si eliminare
carbonți
Capitolul 3
PROCESE DE TRATARE TERMICA A PARAFINEI
DESORBTIA TERMICA
3.1. Modul de gestionare a deșeurilor
Principalele faze ale activității de tratare a parafinei (ceara petrolieră) sunt următoarele:
– extragerea din conducte a parafinei;
– separarea fazei lichide printr-un proces de centrifugare;
– tratarea într-o instalație de desorbție termică sau stabilizarea cu lianți minerali conform schemei următoare:
Având ăn vedere că o instalație de tratare a acestui tip de deșeu nu poate fi pornită pentru cantități mici este necesară în prima etapă depozitarea acesteia.
Pentru lucrarea de fata am studiat modul de realizare a unui depozit de substanțe periculoase de maximum 1000 de tone.
Figura 3.1. Depozit de produse petroliere
SISTEMUL CONSTRUCTIV AL DEPOZITULUI
Sistemul constructiv de realizare a impermeabilizării este prevăzut pentru eliminarea tuturor riscurilor de poluare a solului și a apelor subterane.
Celula operațională este acoperită cu o structură metalică ce împiedică pătrunderea apelor pluviale în timpul operațiunilor de manipulare a deșeurilor periculoase industriale precum și răspândirea eventualelor particule în suspensie rezultate din această activitate de manipulare.
În momentul în care prima celulă se umple, acoperișul va fi deplasat pe următoarea celulă, iar prima celulă va fi acoperită conf. Ord. 757/2004 pentru aprobarea normativului tehnic.
Figura 3.2. Depozit de produse petroliere-structura de impermeabilizare
Figura 3.3. Depozit de produse petroliere-acoperiș retractabil
3.2. Eliminarea parafinelor prin desorbție termică
Tehnologia de desorbție termică cuprinde două faze:
– încălzirea materialului poluat în vederea volatilizării contaminanților (450șC -580șC);
– oxidarea gazelor rezultate la temperaturi de 800șC – 870șC.
Gazele sunt apoi răcite cu ajutorul schimbătoarelor de căldură și ulterior tratate cu var pentru neutralizarea NOx, SOx, CO, CO2, TOC.
În final, gazele sunt filtrate cu ajutorul filtrelor sac și evacuate în atmosferă, cu respectarea limitelor impuse de H.G. nr. 128/2002.
Instalația mobilă de desorbție termică este compusă din:
– buncăr alimentare;
– transportor cu bandă;
– uscător rotativ prevăzut cu arzător ce folosește ca și combustibil păcură sau motorină;
– echipament de răcire sol tratat, pe bază de apă, dotat cu filtru tip sac.
Gazele rezultate din uscătorul rotativ sunt tratate prin:
– ciclon pentru separarea pulberilor;
– oxidator prevăzut cu arzător ce folosește ca și combustibil păcură sau motorină;
– 2 schimbătoare de căldură cu aer;
– Compresor;
– Scurber tratare gaze reziduale cu var;
– Filtru mare tip sac;
– Exhaustor;
– Coș de fum.
Alte dotări:
– cabină de comandă și control;
– transportoare tip șnec;
– rezervor de combustibil.
Sistemul de construcție este modular-containerizat astfel încât întreaga instalație poate fi
transportată de pe un amplasament pe altul.
Stabilizarea cu lianți minerali
Principalele scopuri de aplicare ale tratării prin stabilizare cu lianți minerali sunt:
– se mărește capacitatea de retenție a substanțelor poluante pentru a limita dispersia lor în mediu;
– se transformă compușii poluanți în elemente mai puțin poluante;
– se îmbunătățesc proprietățile fizice ale deșeului pentru a facilita transportul și depozitarea;
– atingerea unei stări relativ perene.
În vederea îmbunătățirii reacțiilor ce au loc, frecvent se utilizează și diverși aditivi: aceștia conferind deșeului stabilizat anumite proprietăți fizico-chimice în concordanță cu obiectivele de calitate dorite.
Procesele de stabilizare cu lianți minerali combină fixarea chimică cu solidificarea.
Trei obiective pot fi atinse simultan:
– formarea fazelor insolubile care fixează substanțele poluante (carbonați ai metalelor grele de exemplu);
– adsorbția prin adăugarea de hidrați în matricea mineralelor;
– conferirea unei stări fizice de bloc solid.
Aceste procese sunt numite procese reci întrucât nu este necesară căldura în nicio etapă.
Astfel, deșeurile, după o posibilă altă pretratare (spălare etc.), sunt amestecate, pentru un anumit timp, împreună cu reactivi, aditivi și apă.
Fiecare componentă adugată este, în prealabil, cântărită pentru a corespunde cu formula de dozaj pregătită în laborator pe baza caracteristicilor deșeului.
Dupa finalizarea procesului de tratare mai sus menționat și efectuare de determinări de laborator privind caractersticile materialului rezultat, acesta poate fi depozitat direct în celula de depozitare pentru deseuri nepericuloase sau folosit ca strat de acoperire.
Procesele de stabilizare având la bază lianți minerali folosesc numeroși reactivi:
– var, ciment și beton;
– cenuși zburătoare, zguri, deșeuri de oțel, zguri de la ciment;
– alți reactivi cum ar fi silicați, argile, zeoliți sau cărbune activ.
Clincherul de ciment este un produs rezultat în urma arderii până la clincherizare a unui amestec artificial sau natural de calcar și argilă sau alte materii prime cu compoziție similară.
INERCEM, este o gama de lianți hidraulici creata special pentru urmatoarele domenii de aplicatie:
Stabilizarea și / sau solidificarea deșeurilor în vederea depozitării în depozite
conforme;
Reabilitarea siturilor cu soluri poluate.
Compozitia INERCEM :
Constituenți
– Clincher Portland: >20%;
– Componente latent hidraulice: <20%;
– Componente inerte: <30%;
– Var calcic: >30%;
– Componente minore: <5%.
Regulator de priză:
– Gips: 2%
– Aditivi: –
Caracteristici fizice:
– suprafață specifica (Blaine) cm2/g – 5000
– densitatea specifică (g/cm2) – 2,90
– valoare pH – 12
– finețe de măcinare (rest pe sită 0,09 mm%) – < 15
– umiditate(%) – < 2
Caracteristici chimice:
– CaO -65,8%
– SiO2 – 23,3%
– SO3 – 2,0%
– Al2O3 – 2,8%
– Fe2O3 – 1,6%
– MgO – 3,2%
– Na2O – 0,28%
– K2O – 0,73%
– PC – 2,1%
Figura 3.4. Instalația de desorbție termică
Tabelul 3.1. Parafina inainte de tratare
Tabelul 3.2. Parafina dupa tratare
Tabelul 3.3. Analiza gaze după tratare
Nota:
Parafina tratată este utilizată ca și strat de susținere a unui depozit de deșeuri municipal.
Figura 3.5. Prelevarea de probe din stratul de susținere
3.3. Comportarea parafinelor in cazul tratamentelor termice
Scop
În cadrul lucrării mele am încercat să studiez:
Variația cantității de parafină din țițeiurile românești,
Tratatea termică a parafinelor în vederea extragerii compușilor organici petrolieri până la compușii anorganici –pentru utilizarea acestora în amestec cu clingherul-pentru stabilizarea gropilor de gunoi,
Tratarea parafinei cu polimeri pentru a reduce pierderile acesteia (depunerea pe conductă) și deci transportul acesteia în rafinărie.
variația parafinelor în țițeiurile românești
Determinarea conținutului de parafină în țiței se realizeză cu metoda ICPPG CÂMPINA.
Metoda se bazează pe separarea substanțelor rășinoase și asfaltoase prin adsorbție pe pământ decolorant activat, dizolvarea produsului neadsorbit în amestec de dizolvanți apoi separarea parafinelor prin cristalizare și filtrare la temperaturi scăzute; la temperatura de -30°C se determină parafina totală, iar la 0°C se determină parafina solidă. Parafina se determină prin cântărire după îndepărtarea dizolvantului.
Pentru determinare se cântăresc cu precizie intr-un vas Erlenmeyer de 300 cm3, 2 g produs deshidratat care se dizolvă în 150 cm3 hexan sau benzină normală.
În soluția obținută se adaugă, la temperatura camerei, 10 g de pământ decolorant, activat timp de 6 h la temperatura de 150°C, agitându-se continuu 30 min.
Amestecul se filtrează prin filtru de sticlă, iar pământul decolorant se spală cu 100 cm3 n-hexan sau benzină normală, iar daca filtratul este încă închis la culoare se repetă tratarea cu pământ decolorant și apoi spălarea.
Dizolvantul din filtrat se îndepărtează prin distilatie, apoi prin încălzire ăn etuvă la 105°C, iar reziduul se dizolvă în 30 cm3 amestec acetonă-toluen (70-30% vol).
Pentru o dizolvare mai bună, conținutul din balon se încălzește, folosind un refrigerent ascendent.
Soluția adusă la temperatura camerei se răcește în baia de răcire (vas Dewar iar ca mediu de răcire alcool si bioxid de carbon lichid) la -30°C timp de 30 min respectiv 0°C timp de 20 min.
După aducerea la aceste temperaturi soluția cristalizată se filtrează pe filtrul de sticla nr.3, adus la masă constantă.
Parafina de pe filtru se spală de mai multe ori cu cantități variabile din amestecul de dizolvanți (de la 25 la 60 cm3) răcit la temperatura de determinare (-30, respectiv 0°C), pînă când o picătură de filtrat nu lasă urme de ulei.
După spălare, filtrul cu parafină se așează într-o cupa de cristalizare, adusă la masă constantă, apoi împreuna se usucă în etuvă timp de 4 h la 105°C, se răcește în exicator și se cântărește, operație care se repetă până la masă constantă.
Conținutul de parafină, in % greutate, se calculează cu relația:
(3.1)
în care:
m1 este cantitatea de parafină rezultată, în g;
m2 este cantitatea de probă luată în analiză, în g.
Ca rezultat se ia media aritmetică a doua determinari între care se admit diferențe de 0,5% la repetabilitate și 1% la reproductibilitate.
Tabelul 3.4. Cantitatea de parafină din țițeiurile românești
După cum se observă:
condensatul de sondă deține cea mai mare cantitate de parafină,
țițeiul tip C este de tipul parafinos, dar cele extrase din zona Ghercești au fost amestecate cu țițeiurile de tip B,
țițeiurile de tipul B conțin circa 6 % din cantitate de parafină.
De asemenea am efectuat următoarele experimente:
Determinarea densității prin metoda picnometrului și a temperaturii parafinei cu termometrul,
Comportarea parafinei în timpul tratamentului termic,
Comportarea parafinei la tratarea cu depresant de tipul aditiv termopolimer.
Analize efectuate și mod de lucru
Determinarea densității și temperaturii parafinei
Densitatea parafinei de tip petrolier s-a efectuat prin următoarea schemă de lucru:
S-a cântărit un pahar Berzelius de 100 ml,
S-a introdus în pahar 50 ml de parafină,
S-a măsurat cantitatea totală (parafină+pahar),
S-a măsurat temperatura +21 C ș,
S-a calculat densitatea și variația densității cu temperature.
S-a cercetat parafina din zona Moreni. Datele măsurate sunt următoarele:
Tabelul 3.5. Date analiză parafină Moreni
Tabelul 3.6. Temperatura (°C) | densitatea (kg/m3)
Figura 3.6. Variatia densitatii parafinei cu temperatura
Pentru această comportare (a densității parafinei funcție de temperatură) am scris o ecuație de forma:
y = 0.0002×4 – 0.0199×3 + 0.9622×2 – 21.132x + 1063.8 cu coeficientul de regresie egal cu 1 (R² = 1). (3.2)
În ecuația de mai sus y reprezintă densitatea (kg/mc) și x este temperatura (șC).
Studiul comportării parafinei în timpul tratării termice
Metoda constă în tratarea termică a unei cantități de parafină până la 500 șC.
Am folosit un balon de distilare.
Menționez că în acest experiment am studiat comportarea parafinei pana la 500 șC, fără a introduce în experiment tratarea totală a parafinei și oxidarea gazelor (trebuia să o fac la peste 900 șC și în atmosferă controlată și pe un computer gaz comatograf).
De asemeni, am încercat să tratez gazele prin hidroxid de calciu (o neutralizare parțial).
S-a utilizat 9,50 grame de parafină ce s-au încălzit până la 500 șC.
Tabelul 3.7. Variația greutății parafinei a fost următoarea:
Figura 3.7. Variația masei parafinei funcție de variația temperaturi de tratare
Comportarea parafinei la transportul prin conducte.
Pentru a obseva cum se comportă parafina la diverse temperaturi în timpul pompării pe conducte s-au umplut trei conducte de 50 cm cu țiței parafinos de tipul Moreni.
În fiecare conductă s-a măsurat temperatura și din 10 în 10 grade s-a golit conducta, s-a măsurat greutatea conductei și apoi s-a umplut din nou conducta.
Diferența dintre masa conductei inițiale și masa conductei cu parafină este dată mai jos.
Tabelul 3.8. Diferența dintre masa conductei inițiale și masa conductei cu parafină
Figura 3.8. Variația masei parafinei funcție de temperatură și de tipul conductei
Capitolul 4
SIMULAREA DISTILĂRII UNUI TITEI PARAFINOS SI A UNUI ASFALTOS PE O INSTALATIE DE DISTILARE
Simularea s-a efectuat pe o instalație de distilare creată în CHEMCAD și care are următoarea tioplogie constructivă:
Figura 4.1. Structura instalației de distilare.
Figura 4.2. Coloana de distilare atmosferică.
Figura 4.3. Coloana de distilare în vid.
Țițeiul ales este un Siberian Light cu următoarele proprietăți:
Stream No. 1
Name titei
– – Overall – –
Molar flow kmol/h 679.2130
Mass flow kg/h 139190.8594
Temp C 65.0000
Pres bar 4.0000
Vapor mole fraction 0.0000
Enth kcal/h -8.7189E+006
Tc C 483.0347
Pc bar 46.6705
Std. sp gr. wtr = 1 0.840
Std. sp gr. air = 1 7.076
Degree API 36.8590
Average mol wt 204.9296
Actual dens kg/m3 800.7628
Actual vol m3/h 173.8228
Std liq m3/h 165.6118
Std vap 0 C m3/h 15223.6396
Curba de distilare a acestui țiței este:
Stream No. 1
Stream Name titei
Temp C 65.0000*
Pres bar 4.0000*
Enth kcal/h -8.7189E+006
Vapor mole frac. 0.00000
Total kmol/h 679.2130
Total kg/h 139190.8594
Total std L m3/h 165.6118
Total std V m3/h 15223.64
Flow rates in kg/h
Water 0.0000
Propane 269.0606
I-Butane 298.4203
N-Butane 696.8425
NBP7C 515.3661
NBP24C 905.9102
NBP40C 943.0327
NBP57C 954.3701
NBP72C 2388.4724
NBP86C 3289.2493
NBP100C 3489.7229
NBP114C 3650.3052
NBP128C 3756.6152
NBP141C 3860.5127
NBP155C 3973.5737
NBP169C 4042.8533
NBP183C 4098.9678
NBP197C 4310.2422
NBP211C 4197.6987
NBP225C 4082.4890
NBP239C 3981.0337
NBP253C 3836.8494
NBP266C 3677.2524
NBP280C 3348.4141
NBP301C 6288.9629
NBP329C 6161.0972
NBP357C 6302.5771
NBP385C 6080.0586
NBP426C 11447.8203
NBP482C 10418.1318
NBP537C 9320.6660
NBP593C 8166.8047
NBP648C 10437.4873
Bilanțul de materiale pe această simulare este:
Overall Mass Balance kmol/h kg/h
Input Output Input Output
Water 172.366 172.371 3105.182 3105.259
Propane 6.102 6.102 269.061 269.061
I-Butane 5.134 5.134 298.420 298.420
N-Butane 11.989 11.989 696.843 696.842
NBP7C 8.559 8.559 515.366 515.366
NBP24C 13.595 13.595 905.910 905.910
NBP40C 12.732 12.732 943.033 943.032
NBP57C 11.570 11.570 954.370 954.370
NBP72C 26.413 26.413 2388.472 2388.471
NBP86C 33.775 33.775 3289.249 3289.250
NBP100C 33.395 33.395 3489.723 3489.721
NBP114C 32.686 32.686 3650.305 3650.304
NBP128C 31.576 31.576 3756.615 3756.619
NBP141C 30.542 30.542 3860.512 3860.511
NBP155C 29.631 29.631 3973.573 3973.573
NBP169C 28.441 28.440 4042.853 4042.853
NBP183C 27.173 27.173 4098.968 4098.968
NBP197C 26.969 26.969 4310.242 4310.241
NBP211C 24.822 24.822 4197.699 4197.695
NBP225C 22.845 22.845 4082.489 4082.491
NBP239C 21.093 21.093 3981.033 3981.031
NBP253C 19.257 19.257 3836.849 3836.851
NBP266C 17.488 17.488 3677.252 3677.253
NBP280C 15.096 15.096 3348.414 3348.412
NBP301C 26.181 26.181 6288.963 6288.960
NBP329C 22.344 22.344 6161.098 6161.102
NBP357C 20.739 20.739 6302.577 6302.580
NBP385C 18.226 18.226 6080.059 6080.058
NBP426C 30.023 30.023 11447.820 11447.821
NBP482C 23.078 23.078 10418.132 10418.133
NBP537C 17.950 17.950 9320.666 9320.667
NBP593C 13.643 13.643 8166.805 8166.807
NBP648C 16.146 16.146 10437.487 10437.486
Total 851.579 851.584 142296.031 142296.125
Overall Energy Balance kcal/h
Input Output
Feed Streams -1.85221e+007
Product Streams -4.58023e+006
Total Heating 2.97835e+007
Total Cooling -1.58415e+007
Power Added 0
Power Generated 0
CHEMCAD 6.5.6 Page 3
Simulation: Atmospheric Distillation of Date: 06/17/2018 Time: 00:47:25
Total -4.58016e+006 -4.58023e+006
Produsele finite au următoarele proprietăți
Stream No. 5 6 7 8
Stream Name benzina nafta nafta grea kerosen
Temp C 37.7778 163.3487 37.7778 243.0643
Pres bar 3.3095 3.7294 1.3790 1.6449
Enth kcal/h -1.6438E+006 -4.0477E+005 -7.8167E+005 8.6173E+005
Vapor mole frac. 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
Total kmol/h 145.6121 204.1399 67.8889 100.5425
Total kg/h 12116.5703 27560.1074 9893.8193 21201.2070
Total std L m3/h 18.5617 35.9049 12.6462 25.0404
Total std V m3/h 3263.70 4575.52 1521.64 2253.52
Flow rates in kg/h
Water 4.1179 55.1649 2.4596 7.7523
Propane 268.6082 0.3059 0.1465 0.0000
I-Butane 296.4628 1.3856 0.5720 0.0000
N-Butane 690.3054 4.7266 1.8104 0.0001
NBP7C 508.0626 5.3498 1.9535 0.0002
NBP24C 883.1006 16.8394 5.9689 0.0011
NBP40C 902.4095 30.5043 10.1145 0.0032
NBP57C 885.0237 53.1130 16.2225 0.0086
NBP72C 2098.8711 228.7087 60.8285 0.0514
NBP86C 2590.6494 577.5841 120.8300 0.1555
NBP100C 2010.7870 1289.9537 188.5311 0.3806
NBP114C 814.5298 2543.8025 290.8669 0.9562
NBP128C 143.3745 3173.4158 437.1104 2.4055
NBP141C 17.8991 3195.1033 640.8410 6.0257
NBP155C 2.0966 3046.5942 908.7524 14.8251
NBP169C 0.2420 2785.8909 1218.9025 35.1909
NBP183C 0.0276 2465.3652 1545.0192 83.3052
NBP197C 0.0032 2195.2302 1876.7887 227.5549
NBP211C 0.0003 1754.3318 1692.8953 730.6598
NBP225C 0.0000 1354.6283 732.9063 1958.4506
NBP239C 0.0000 1011.4785 124.3657 2778.2327
NBP253C 0.0000 715.4075 14.3326 2986.5352
NBP266C 0.0000 477.0209 1.4644 2982.4741
NBP280C 0.0000 281.8924 0.1313 2695.4836
NBP301C 0.0000 233.1310 0.0062 4295.8472
NBP329C 0.0000 53.0619 0.0000 1884.5536
NBP357C 0.0000 8.9074 0.0000 427.9875
NBP385C 0.0000 1.1327 0.0000 72.8498
NBP426C 0.0000 0.0773 0.0000 9.3825
NBP482C 0.0000 0.0005 0.0000 0.1343
NBP537C 0.0000 0.0000 0.0000 0.0005
NBP593C 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
NBP648C 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
CHEMCAD 6.5.6 Page 3
Simulation: Atmospheric Distillation of Date: 06/17/2018 Time: 00:49:35
FLOW SUMMARIES:
Stream No. 9 10
Stream Name Diesel pacura
Temp C 319.9844 382.9099
Pres bar 1.6843 1.7237
Enth kcal/h 2.1929E+006 6.6545E+006
Vapor mole frac. 0.00000 0.00000
Total kmol/h 70.5463 94.5440
Total kg/h 22286.9219 46205.3867
Total std L m3/h 24.9412 48.5905
Total std V m3/h 1581.20 2119.08
Flow rates in kg/h
Water 2.0339 1.6263
Propane 0.0000 0.0000
I-Butane 0.0000 0.0000
N-Butane 0.0000 0.0000
NBP7C 0.0000 0.0000
NBP24C 0.0002 0.0001
NBP40C 0.0005 0.0003
NBP57C 0.0013 0.0007
NBP72C 0.0075 0.0040
NBP86C 0.0210 0.0108
NBP100C 0.0466 0.0228
NBP114C 0.1016 0.0477
NBP128C 0.2157 0.0973
NBP141C 0.4475 0.1946
NBP155C 0.9251 0.3807
NBP169C 1.9122 0.7145
NBP183C 3.9413 1.3093
NBP197C 8.2785 2.3853
NBP211C 15.8302 3.9779
NBP225C 29.8610 6.6444
NBP239C 55.8415 11.1134
NBP253C 102.2677 18.3076
NBP266C 186.4912 29.8026
NBP280C 325.3355 45.5692
NBP301C 1579.8242 180.1514
NBP329C 3783.9102 439.5757
NBP357C 4907.0825 958.6021
NBP385C 4304.5322 1701.5431
NBP426C 5276.7500 6161.6118
NBP482C 1522.3933 8895.6045
NBP537C 171.9144 9148.7529
NBP593C 6.6731 8160.1338
NBP648C 0.2814 10437.2051
De asemeni am luat în calcul simularea pentru un țiței greu tip Bashard
În acest caz proprietățile țițeiului și curba de distilare este:
Molar flow kmol/h 604.3652
Mass flow kg/h 149895.1875
Temp C 65.0000
Pres bar 4.0000
Vapor mole fraction 0.0000
Enth kcal/h -9.3499E+006
Tc C 552.5868
Pc bar 48.3817
Std. sp gr. wtr = 1 0.905
Std. sp gr. air = 1 8.564
Degree API 24.8361
Average mol wt 248.0209
Actual dens kg/m3 864.8970
Actual vol m3/h 173.3099
Std liq m3/h 165.6118
Std vap 0 C m3/h 13546.0283
Temp C 65.0000*
Pres bar 4.0000*
Enth kcal/h -9.3499E+006
Vapor mole frac. 0.00000
Total kmol/h 604.3652
Total kg/h 149895.1875
Total std L m3/h 165.6118
Total std V m3/h 13546.03
Flow rates in kg/h
Water 0.0000
Propane 176.5710
I-Butane 121.2332
N-Butane 600.0600
NBP7C 270.4929
NBP24C 917.3645
NBP40C 1305.2637
NBP57C 1713.0342
NBP72C 1880.2310
NBP86C 2091.7427
NBP100C 2175.6130
NBP114C 2266.0073
NBP128C 2364.1685
NBP141C 2464.2632
NBP155C 2587.7095
NBP169C 2672.3433
NBP183C 2756.6265
NBP197C 2862.3230
NBP211C 2928.5640
NBP225C 2996.5303
NBP239C 3069.7954
NBP253C 3135.1675
NBP266C 3199.7371
NBP280C 3395.7424
NBP301C 6895.9585
NBP329C 6626.5645
NBP357C 3396.0159
NBP385C 3874.7800
NBP426C 9240.7490
NBP482C 11376.2256
NBP537C 13776.0000
NBP593C 16413.7168
NBP648C 30344.6035
Iar produsele finale au următoarele proprietăți:
Stream No. 5 6 7 8
Name benzina nafta nafta grea kerosen
– – Overall – –
Molar flow kmol/h 147.5958 183.7612 55.0770 75.8435
Mass flow kg/h 12526.9023 28728.6270 10613.4053 22570.9473
Temp C 37.7778 188.2840 37.7778 323.1051
Pres bar 3.3095 3.7294 1.3790 1.6449
Vapor mole fraction 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
Enth kcal/h -1.4941E+006 27538. -8.0377E+005 2.1838E+006
Tc C 236.5023 385.9518 437.0762 547.5718
Pc bar 36.1342 31.0747 23.4739 16.7813
Std. sp gr. wtr = 1 0.677 0.800 0.836 0.901
Std. sp gr. air = 1 2.930 5.398 6.653 10.275
Degree API 77.5029 45.3449 37.6796 25.4815
Average mol wt 84.8730 156.3367 192.7014 297.5992
Actual dens kg/m3 655.5488 656.6967 819.3093 685.0859
Actual vol m3/h 19.1090 43.7472 12.9541 32.9462
Std liq m3/h 18.5029 35.9047 12.6896 25.0405
Std vap 0 C m3/h 3308.1599 4118.7588 1234.4755 1699.9285
– – Vapor only – –
Molar flow kmol/h
Mass flow kg/h
Average mol wt
Actual dens kg/m3
Actual vol m3/h
Std liq m3/h
Std vap 0 C m3/h
Cp kcal/kmol-C
Z factor
Visc cP
Th cond kcal/h-m-C
– – Liquid only – –
Molar flow kmol/h 147.5958 183.7612 55.0770 75.8435
Mass flow kg/h 12526.9014 28728.6270 10613.4053 22570.9473
Average mol wt 84.8730 156.3367 192.7014 297.5992
Actual dens kg/m3 655.5487 656.6967 819.3093 685.0859
Actual vol m3/h 19.1090 43.7472 12.9541 32.9462
Std liq m3/h 18.5029 35.9047 12.6896 25.0405
Std vap 0 C m3/h 3308.1599 4118.7588 1234.4755 1699.9285
Cp kcal/kmol-C 46.3048 98.3806 88.1758 208.9503
Z factor 0.0166 0.0231 0.0125 0.0144
Visc cP 0.2409 0.2096 1.855 0.3220
Th cond kcal/h-m-C 0.1056 0.0900 0.1082 0.0734
Surf. tens. N/m 0.0163 0.0121 0.0281 0.0115
CHEMCAD 6.5.6 Page 3
Simulation: Atmospheric Distillation of Date: 06/17/2018 Time: 00:59:45
STREAM PROPERTIES
Stream No. 9 10
Name Diesel pacura
– – Overall – –
Molar flow kmol/h 52.5801 92.7041
Mass flow kg/h 24233.4199 51279.4727
Temp C 440.1766 501.1372
Pres bar 1.6843 1.7237
Vapor mole fraction 0.0000 0.0000
Enth kcal/h 4.3719E+006 1.0725E+007
Tc C 672.7441 765.7104
Pc bar 10.6217 9.7442
Std. sp gr. wtr = 1 0.972 1.055
Std. sp gr. air = 1 15.913 19.099
Degree API 14.1315 2.5804
Average mol wt 460.8857 553.1519
Actual dens kg/m3 694.8587 746.9031
Actual vol m3/h 34.8753 68.6561
Std liq m3/h 24.9410 48.5907
Std vap 0 C m3/h 1178.5121 2077.8379
– – Vapor only – –
Molar flow kmol/h
Mass flow kg/h
Average mol wt
Actual dens kg/m3
Actual vol m3/h
Std liq m3/h
Std vap 0 C m3/h
Cp kcal/kmol-C
Z factor
Visc cP
Th cond kcal/h-m-C
– – Liquid only – –
Molar flow kmol/h 52.5801 92.7041
Mass flow kg/h 24233.4199 51279.4727
Average mol wt 460.8857 553.1519
Actual dens kg/m3 694.8587 746.9031
Actual vol m3/h 34.8753 68.6561
Std liq m3/h 24.9410 48.5907
Std vap 0 C m3/h 1178.5121 2077.8379
Cp kcal/kmol-C 357.7206 436.5842
Z factor 0.0188 0.0198
Visc cP 0.2629 0.4175
Th cond kcal/h-m-C 0.0591 0.0516
Surf. tens. N/m 0.0101 0.0110
Bilanțul de masă și energie este:
Overall Mass Balance kmol/h kg/h
Input Output Input Output
Water 172.366 172.368 3105.182 3105.213
Propane 4.004 4.004 176.571 176.571
I-Butane 2.086 2.086 121.233 121.233
N-Butane 10.324 10.324 600.060 600.060
NBP7C 4.483 4.483 270.493 270.493
NBP24C 13.731 13.731 917.365 917.364
NBP40C 17.622 17.622 1305.264 1305.263
NBP57C 20.920 20.920 1713.034 1713.034
NBP72C 21.085 21.085 1880.231 1880.231
NBP86C 21.864 21.864 2091.743 2091.743
NBP100C 21.114 21.114 2175.613 2175.613
NBP114C 20.496 20.496 2266.007 2266.010
NBP128C 19.993 19.993 2364.168 2364.168
NBP141C 19.535 19.535 2464.263 2464.263
NBP155C 19.274 19.274 2587.709 2587.709
NBP169C 18.737 18.737 2672.343 2672.342
NBP183C 18.222 18.222 2756.626 2756.626
NBP197C 17.865 17.865 2862.323 2862.323
NBP211C 17.281 17.281 2928.564 2928.564
NBP225C 16.740 16.740 2996.530 2996.531
NBP239C 16.252 16.252 3069.795 3069.796
NBP253C 15.745 15.745 3135.167 3135.167
NBP266C 15.260 15.260 3199.737 3199.738
NBP280C 15.393 15.393 3395.742 3395.744
NBP301C 29.021 29.020 6895.958 6895.952
NBP329C 24.545 24.545 6626.564 6626.569
NBP357C 11.383 11.383 3396.016 3396.015
NBP385C 11.776 11.776 3874.780 3874.780
NBP426C 24.528 24.528 9240.749 9240.752
NBP482C 25.765 25.765 11376.226 11376.224
NBP537C 27.760 27.760 13776.000 13776.000
NBP593C 29.748 29.748 16413.717 16413.717
NBP648C 51.813 51.813 30344.604 30344.615
Total 776.732 776.733 153000.359 153000.422
Overall Energy Balance kcal/h
Input Output
Feed Streams -1.91531e+007
Product Streams 3.49215e+006
Total Heating 4.17331e+007
Total Cooling -1.90886e+007
Power Added 0
Power Generated 0
CHEMCAD 6.5.6 Page 3
Simulation: Atmospheric Distillation of Date: 06/17/2018 Time: 01:00:30
Total 3.49137e+006 3.49215e+006
Total -4.58016e+006 -4.58023e+006
Proprietățile instalației sunt:
Fired Heater Summary
Equip. No. 1 3
Name FH-1001 FH-1002
Temperature Out C 204.4444 315.5556
Heat Absorbed kcal/h 1.1589e+007 1.5754e+006
Fuel Usage(SCF) 68129.5391 9262.0264
Purchase cost $ 671023 0
Installed cost $ 872330 0
Tower Plus Summary
Equip. No. 2 4
Name T-1001 T-1002
No. of stages 15 20
Calc cond duty kcal/h -6.4542e+006 -9.5323e+006
Calc. exchanger 1 duty 1.0670e+007 1.7898e+007
(kcal/h)
Calc. Pumparound 1 duty -1.2600e+006 -1.8421e+006
(kcal/h)
Calc. Pumparound 1 temp 127.7973 374.6709
(C)
Calc. Pumparound 1 rate 180.7033 68.5720
(kmol/h)
Pumparound 1 stage 8.0000 12.0000
Calc main colm P drop 0.1379 0.1379
(bar)
Calc cond pressure 3.3095 1.3790
(bar)
Calc. Reflux ratio 2.6456 3.3246
Calc. Reflux mole 390.4832 183.1074
(kmol/h)
Calc. Reflux mass 33141.4805 35285.0469
(kg/h)
Tower Plus # 2 T-1001
Configuration:
No. of strippers 1 No. of pumparounds 1
No. of side exchangers 1 No. of side products 0
Main Column:
Colm No. of stgs 13
Press of colm top bar 3.6542
Column press drop bar 0.1379
CHEMCAD 6.5.6 Page 2
Simulation: Atmospheric Distillation of Date: 06/17/2018 Time: 01:09:33
EQUIPMENT SUMMARIES
Bottom steam rate 75.6002
(kmol/h)
Steam temperature C 168.3333
Steam pressure bar 7.9290
1st feed stage # 11
Condenser:
Have a condenser (Y/N) ? Y
Condenser type 2
Subcooled temp C 37.7778
Cond. pressure bar 3.3095
Reboiler:
Est temperature C 232.2222
Side Strippers:
Stripper no. 1
No. of stages 2
Draw from stage 8
Return to stage 7
Steam flow rate 22.6796
(kmol/h)
Steam temp C 168.3333
Steam pressure bar 7.9290
Bot. vol. flow m3/h 35.9046
Pumparounds:
Pumparound no. 1
From stage no. 8
To stage no. 6
Vol. flow rate m3/h 34.4472
Heat duty kcal/h -1.2600e+006
Side Exchangers:
Side exchanger no. 1
Exchanger location 11
Tray Specifications:
Tray no. 10 13
Liq vol.flow m3/h 2.6498 111.2911
Tower Plus # 4 T-1002
Configuration:
CHEMCAD 6.5.6 Page 3
Simulation: Atmospheric Distillation of Date: 06/17/2018 Time: 01:09:33
EQUIPMENT SUMMARIES
No. of strippers 2 No. of pumparounds 1
No. of side exchangers 1 No. of side products 0
Main Column:
Colm No. of stgs 16
Press of colm top bar 1.5858
Column press drop bar 0.1379
Bottom steam rate 40.8233
(kmol/h)
Steam temperature C 168.3333
Steam pressure bar 7.9290
1st feed stage # 14
Condenser:
Have a condenser (Y/N) ? Y
Condenser type 2
Subcooled temp C 37.7778
Cond. pressure bar 1.3790
Reboiler:
Est temperature C 315.5722
Side Strippers:
Stripper no. 1 2
No. of stages 2 2
Draw from stage 8 12
Return to stage 7 11
Steam flow rate 15.1196 18.1437
(kmol/h)
Steam temp C 168.3333 168.3333
Steam pressure bar 7.9290 7.9290
Bot. vol. flow m3/h 25.0405 24.9411
Pumparounds:
Pumparound no. 1
From stage no. 12
To stage no. 10
Vol. flow rate m3/h 31.1350
Heat duty kcal/h -1.8421e+006
Side Exchangers:
Side exchanger no. 1
Exchanger location 14
CHEMCAD 6.5.6 Page 4
Simulation: Atmospheric Distillation of Date: 06/17/2018 Time: 01:09:33
EQUIPMENT SUMMARIES
Tray Specifications:
Tray no. 13 16
% Overflash 5.0000
Liq vol.flow m3/h 48.5905
Profilul temperaturii în coloana de distilare în cazul țițeiului greu este:
Figura 4.5. Profilul temperaturii în coloana de distilare.
Observații:
Cantitatea de energie necesară este cu 30 % mai mare la rafinarea țițeiurilor parafinoase,
Cantitatea de benzină este mai redusă la țițeiurile parafinoase dar crește cantitatea de motorină si nafta,
Foarte mult kerosen se obține din țițeiurile parafinoase (cu peste 30 % față de țițeiurile grele).
Capitolul 5
NORME DE SECURITATEA MUNCII
Normele de securitatea muncii sunt conforme legislației în vigoare [25].
4.1. Deparafinarea cu generatoare de abur transportabile
Art. 183. – Exploatarea și întreținerea agregatelor transportabile pentru deparafinare se vor face conform instrucțiunilor tehnice ale furnizorului.
Art. 184. – (1) La amplasarea, punerea în funcțiune și exploatarea generatoarelor transportabile de abur pentru deparafinare la sonde, se va verifica dacă:
– distanța față de gura sondei sau habe să corespundă normativului în vigoare;
– etanșarea perfectă a rezervoarelor de combustibili și lubrifianți proprii;
– toate organele în mișcare ale agregatului să aibă apărători;
– toate conductele de abur ale agregatului să fie izolate termic;
– toate utilajele anexă să fie bine fixate pe platforma agregatelor pentru evitarea trepidațiilor;
– toate armăturile cazanului să fie în stare de funcționare;
– evitarea scurgerilor de combustibil în focar;
(2) Inainte de pornire se face aerisirea focarului.
Focul se aprinde de la distanta cu facla, stand in pozitie laterala, conform instructiunilor de lucru.
Art. 185. – Conductele de legatura dintre agregat si capul de eruptie sau pompare vor fi probate la o presiune egala cu 1,5 presiunea maxima de lucru. Nu sunt admise neetanseitatile.
Art. 186. – La deparafinarea sondelor in pompaj prin circulatie de titei fierbinte se vor lua urmatoarele masuri:
– incalzirea titeiului se va face numai cu abur sau apa calda in recipiente acoperite;
– legaturile dintre recipientii cu titei incalzit si sonda, vor fi etanse, neadmitandu-se scapari pe la imbinari;
– manevrarea robinetelor din instalatie se va face numai cu manusi de protectie.
Art. 187. – La deparafinarea tevilor de extractie in statii destinate special, vor fi amenajate paravane de protectie si bariere la capetele de introducere a aburului.
Art. 188. – La deparafinarea tevilor de extractie in turla la deget, se vor amenaja scaune prevazute cu orificii pentru introducerea aburului si cu racorduri de scurgere a parafinei.
Art. 189. – Se interzice incalzirea cu flacara directa a materialului tubular pentru eliminarea dopurilor de parafina, ciment, gheata, pamant, nisip etc.
Prevederi comune privind extractia titeiului
Art. 15. – Generatoarele transportabile de abur pentru deparafinare vor fi deservite numai de personal calificat si autorizat.
Art. 16. – Exploatarea zacamintelor de titei se realizeaza pe baza de studii si proiecte elaborate si aprobate conform reglementarilor in vigoare si in care vor fi prevazute masurile de prevenire a accidentelor si a imbolnavirilor profesionale.
Art. 17. – La avizarea documentatiilor si la receptia instalatiilor se vor analiza si verifica masurile pentru exploatarea in conditii de siguranta.
Art. 18. – Nici o instalatie nu va fi pusa in functiune decat pe baza avizului comisiei de receptie. Este interzisa pornirea si exploatarea instalatiilor fara dispozitivele de protectie si siguranta prevazute in documentatie, sau sub rezerva completarii lor ulterioare.
Art. 19. – Experimentarea tehnologiilor noi se va face numai cu respectarea metodologiei in vigoare.
Art. 20. – Este interzisa blocarea intrarilor si cailor de acces interioare sau exterioare instalatiilor tehnologice, atelierelor, rampelor, bazelor auto etc.
Art. 21. – Nu se permite:
– modificarea instalatiilor sau proceselor tehnologice, fara acordul proiectantului;
– punerea in functiune a echipamentelor dupa orice oprire, fara dispozitivele de protectie si de siguranta si aparatura de masura si control cu care au fost dotate;
– demontarea acestora in timpul functionarii instalatiilor.
Art. 22. – Personalului de exploatare a instalatiilor i se interzice:
– sa intervina sau sa execute reparatii la instalatiile electrice, acestea fiind de competenta personalului specializat si autorizat;
– sa execute manevra de anclansare-declansare decat cu folosirea echipamentului de protectie prevazut pentru operatiile ce le executa;
– sa scoata din proprie initiativa, ingradirile instalatiilor electrice si sa nu participe la operatiile de revizie a acestora.
Art. 23. – Accesul personalului in incaperile unde se gasesc gaze de orice fel, particule de praf, carbune, metal pulverizat sau fum provocat de incendii etc., este permis numai dupa ce incaperea a fost complet aerisita, sau dupa ce personalul a fost echipat corespunzator atmosferei in care se patrunde. Indepartarea pericolului va fi confirmata pe baza analizelor de laborator.
Art. 24. – Orice lucrari la instalatiile electrice in medii cu pericol de explozie sau toxic se vor face numai in baza permisului de lucru eliberat dupa efectuarea analizei gazelor din mediul respectiv. Analiza si permisul de lucru vor fi valabile numai pentru o zi de lucru.
Art. 25. – Instalatiile tehnologice vor avea afisate instructiunile de functionare si schemele tehnologice la zi, cu precizari privind:
– modul de pornire si oprire normala si in caz de pericol;
– parametrii normali de functionare;
– principalele masuri de prevenire a accidentelor, exploziilor si incendiilor.
Art. 26. – Toate locurile de munca si instalatiile vor fi marcate cu tablite avertizoare si semnalizate vizual sau/si acustic privind factorii de risc existenti.
Art. 27. – Echipamentul tehnic cu parti exterioare mobile situate pana la 2,5m inaltime va fi protejat cu aparatori, plase de sarma sau pereti despartitori incombustibili.
Art. 28. – (1) Lucrarile de reparatii si de intretinere (revizii, reglari, gresari, inlocuiri de piese, curatiri etc.) se vor executa numai dupa oprirea din functiune a echipamentului si asigurarea impotriva pornirii accidentale, prin inscriptii sau dispozitive adecvate.
(2) Indepartarea oricarei aparatori, cu echipamentul in functiune este strict interzisa.
(3) Este permisa gresarea echipamentelor in functiune numai in cazul existentei dispozitivelor speciale de ungere de la distanta, fara a se indeparta aparatorile si numai daca prin constructia sa echipamentul permite gresarea de la distanta.
Art. 29. – (1) Este interzisa urcarea sau stationarea personalului pe instalatii sau utilaje in functiune, sau care au elemente in miscare.
(2) Accesul este permis numai dupa oprirea si asigurarea impotriva pornirii accidentale a acestora.
Art. 30. – Instalatiile si echipamentele vor fi revizuite si reparate periodic, conform prescriptiilor inscrise in cartea tehnica, cu respectarea normativelor in vigoare.
Art. 31. – La executarea lucrarilor sunt interzise improvizatiile. Lucrarile se efectueaza conform succesiunii tehnologice de lucru sau de montaj, folosind scule adecvate.
Art. 32. – Este interzisa utilizarea a doua cabluri de tractiune pe aceeasi rola de troliu. Ochiurile de cablu simple sau impletite vor fi asigurate cu cel putin trei cleme corespunzatoare diametrului cablului.
Art. 33. – La lucrarile ce folosesc scule de percutie, de taiere sau unde se pot produce radiatii intense, scantei, span, brocuri, ca si la controlul vizual al elementelor in miscare se vor folosi obligatoriu ochelari sau ecrane de protectie, iar zona va fi protejata pentru a evita accidentarea personalului din apropiere.
Art. 34. – Este interzisa punerea in functiune si exploatarea recipientilor sub presiune sau instalatiilor de ridicat fara verificarea efectuata de inspectoratului de Stat pentru Cazane si instalatii de Ridicat (I.S.C.I.R) si fara aparatura si dispozitive de masura, control, protectie si siguranta.
Art. 35. – Fiecare lucrator care lucreaza la o inaltime de peste 2m va folosi obligatoriu, echipamentul de protectie, conform normativelor in vigoare.
Art. 36. – Centura de siguranta si cordonul de legatura vor fi verificate separat la inceputul fiecarui schimb, de catre conducatorul locului de munca, care va urmari si modul in care executantul a fixat-o pe corp si respectiv modul cum a ancorat cordonul de siguranta de un element de rezistenta al instalatiei in care lucreaza.
Art. 37. – Daca in urma controlului, conducatorul locului de munca, constata ca nu sunt respectate prescriptiile normativelor in vigoare, el poate dispune:
– interzicerea folosirii cordonului sau a centurii de siguranta necorespunzatoare si inlocuirea pe loc a celor care prezinta defectiuni (destramari, rupturi, nituri slabite) sau lipsuri, cum sunt: catarame, prinzatoare sau sigurante defecte;
– scoaterea din uz a centurilor de siguranta si a cordoanelor defecte, precum si a acelora care au fost solicitate dinamic, prin socul produs de suspendarea corpului uman in cadere.
Art. 38. – La urcarea pe scari, pana la locul de munca, executantul va controla starea scarilor, a barierelor, a podetelor (balcoanelor) si va raporta imediat lipsurile sau degradarile constatate. Pe timp friguros, cu polei si/sau gheata, vor fi luate masuri de indepartarea poleiului si/sau ghetii, pentru a preveni alunecarea.
Art. 39. – Este interzis sa se efectueze lucrari de montaj sau intretinere cu persoane situate simultan pe aceeasi verticala la nivele diferite daca locul de munca nu e prevazut cu platforma sau pod de protectie.
Art. 40. – Nu este permisa aruncarea sculelor, obiectelor sau a unor piese de la inaltime pe sol sau invers.
Art. 41. – (1) Sculele de mana vor fi controlate inainte si dupa utilizare.
(2) Sculele cu muchii taioase sau varfuri ascutite vor fi pastrate si transportate in teci si depozitate separat, cu partea de prindere catre exterior.
(3) Sculele si materialele marunte, necesare lucrarilor la inaltime vor fi pastrate si transportate in genti
speciale din material rezistent, prevazute cu incuietori. Greutatea acestora va fi limitata la 10kg.
Art. 42. – La terminarea lucrului se va controla locul de munca, trusele de scule si materialele folosite pentru a se asigura ca nu au ramas la inaltime obiecte care pot cadea.
Art. 43. – Este interzis sa se lucreze la inaltime, in aer liber, in urmatoarele situatii:
(1) – conditii meteorologice deosebite:
– vant puternic, de peste 60 km/ora;
– praf in atmosfera;
– ploaie torentiala;
– descarcari electrice;
– temperaturi sub -20oC;
– ceata (lipsa de vizibilitate)
(2) pe elementele de montaj, acoperite de produse petroliere, zapada sau gheata;
(3) in cazul eruptiilor de titei sau gaze;
(4) zgomot puternic, care face imposibila comunicarea cu cei de pe sol;
(5) pe timpul noptii, daca locul de munca este iluminat insuficient.
CONCLUZII FINALE ȘI RECOMANDĂRI
Parafina de tip petrol (reuperată din conductă) este un produs considerat în ultima perioadă deșeu industrial din cauza lipsei capacităților de prelucrare.
Parafina prelucrată este un bun material conducător termic, util în proiectarea de instalații de recuperare a energiei solare.
Parafina poate fi tratată atât prin metode termice de ardere cât și prin metode de tratare termică cu recuperarea gazelor și tratarea acestora-oxidarea sau tratarea chimică.
Conductele de oțel mențin parafina în interstiții.
Este necesar a se continua cercetările prin analizarea efectelor polimerilor asupra congelării și asupra produselor finale de rafinare.
Este necesar a se cerceta și efectul gazelor rezultate din tratare termică asupra mediului ambiant.
Este necesar a se cerceta parafina ca și produs de prelucrare și nu ca deșeu.
BIBLIOGRAFIE
HOTĂRÂRE nr. 856 din 16 august 2002 privind evidența gestiunii deșeurilor și pentru aprobarea listei cuprinzând deșeurile, inclusiv deșeurile periculoase – Lista coduri deseuri,
REGULAMENTUL (CE) NR.213/2008 AL COMISIEI din 28 noiembrie 2007, pg.1-20,
M.Rohart- Gestionarea corecta a deseurilor din industria petroliera, Simpozion Managementul Integrat al deseurilor, Impactul Directivei Cadru si Societate Europeana a Reciclarii, Bucuresti, 12-13 aprilie, 2011, pg.1-10,
Lukoil – FIȘĂ CU DATE DE SECURITATE, Conform Regulamentului (CE) nr.1907/2006 și Regulamentului (CE) nr. 1272/2008 PETROLEUM PARAFFIN WAX (N), 2010, pg.1-4,
DEX Online-WWW. WEBDEX.RO , 2012,
Paraffin / Wax and Waxy Crude Oil- The Role of Temperature on Heavy Organics Deposition from Petroleum Fluids , ARTERIAL BLOCKAGE in the PETROLEUM and NATURAL GAS INDUSTRIES Project, 2012, University Of Illnois at Chichago, pg.1-30,
Freund, Mihály; Mózes, Gyula; Jakab, E. (trans) (1982). Paraffin products: properties, technologies, applications. Amsterdam, Netherlands: Elsevier. p. 121. ISBN 0-444-99712-1.
Nasser, William E (1999). "Waxes, Natural and Synthetic". In McKetta, John J. Encyclopedia of Chemical Processing and Design. 67. New York: Marcel Dekker. p. 17. ISBN 0-8247-2618-9.
"Electrical insulating materials". Kaye and Laby Tables of Physical and Chemical Constants. National Physical Laboratory. 2005, pg.202,
Parafina, Standard de fabricatie 8/2002, STEAUA ROMANA, 2002, pg.1,
"Paraffin, n". Oxford English Dictionary. Oxford, England: Oxford University Press. March 2009,
"Attenuation of fast neutrons: neutron moderation and diffusion". Kaye and Laby Tables of Physical and Chemical Constants. National Physical Laboratory. 2007, pg.23,
OUG 125/27.12.2011 – modificare si completare Cod Fiscal incepand cu 01 ianuarie 2012.
Comisia Europeana- Prevenirea și Controlul Integrat al Poluării (IPPC) ,Documentul de referință privind cele mai bune tehnici disponibile în domeniul rafinăriilor de petrol și gaze, Februarie 2003, pg.1-90,
T.Chis-Transportul petrolului, Editura Pim, Iasi, 2012, pg.120-140,
L.Crisan-Aditiv disperasnt si depressant pentru titeiurile parafinoase si metoda de obtinere a acestora, Brevet de inventie 111560 B, 2002, pg.1-5,
A.A. Hamouda, An Approach for Simulation of Paraffin Deposition in Pipelines as a Function of Flow Characteristics With a Reference to Teesside Oil Pipeline, SPE International Symposium on Oilfield Chemistry, 14-17 February 1995, San Antonio, Texas, pg.1-20,
Controlling Wax Deposition in the Presence of Hydrates, Utah University, 2012, pg. 1-20,
Arizona State University- Multiscale Modeling of Wax Deposition in Oil Pipelines, Project, 2012, pg.1-5,
Paraffin Deposition and control, University of Montreal, 2012, projects, pg.1-30,
Wang KS, Wu CH, Creek JL, Shuler PJ, Tang Y. 2003. Evaluation of effects of selected wax inhibitors on paraffin deposition. Covina, CA, USA:Power, Environmental, and Energy Research Center, Division of Chemistry and Chemical Engineering, California Institute of Technology; [ January 2003; October 31, 2010].,
Metode si tehnologii de gestionare a deseurilor, Tratarea termica, Ministerul Mediului si Gospodarirea Apelor, 2012, pg.1-22,
Mihai Roha, “Managementul Integrat al Deseurilor – Impactul Directivei Cadru si Societatea Europeana a Reciclarii”, 12 – 13 Aprilie 2011, București,
Peter Verkiel-Cleanig of the pipe, Oil and Gas Environment Conference Romania, Buucresti, 2011, pg.1-20,
T.Chis-Godevilarea conductelor de transport titei si gaze, Monitorul de petrol si gaze, nr. 5/2012,
https://www.iprotectiamuncii.ro/norme-protectia-muncii/nssm-43
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Pentru eliminarea acuzațiilor de plagiat: [310309] (ID: 310309)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.