Rafinarie de ulei

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Rafinărie Shell din Martinez , California

O rafinărie de petrol este o unitate în care brut petrol (care este un amestec de hidrocarburi de diferite greutate moleculară , în special parafinice și naftenice hidrocarburilor [1] ) este separat în componentele sale (numite „tăieturi“), iar în cazul în care acestea din urmă sunt tratate într - un serie de procese ulterioare până la obținerea produselor comerciale, care pot fi de diferite tipuri, inclusiv:

fundal

Schiță tehnologică
Această secțiune despre subiectul tehnologiei este doar o schiță . Contribuiți la îmbunătățirea acestuia în conformitate cu convențiile Wikipedia . Urmați sfaturile de proiectare de referință .

Prima rafinărie de petrol a fost fondată în 1857, la Râfov, lângă Ploiești (Ploiesci), care se află la 60 km de București și a fost prima rafinărie industrială de petrol din lume.

Scheme de rafinare

Rafinăriile au un ciclu de procesare care poate fi clasificat în funcție de plantele prezente și de produsele produse.

Unele scheme posibile de rafinare sunt:

  • hidroskimming : este o plantă caracterizată printr-un randament scăzut în produse ușoare și un randament ridicat în păcură . Această schemă de rafinare implică următoarele procese:
  • Schema de conversie : spre deosebire de rafinăriile de hidrosfumare, fracțiunile grele nu sunt vândute ca păcură, ci transformate termic sau catalitic în fracțiuni mai ușoare. Rafinăriile de acest tip sunt mai flexibile în a răspunde cerințelor diferite ale pieței (sezonalitatea produselor).
  • Lube : o rafinărie Lube produce în principal baze pentru uleiuri lubrifiante . Semifabricatele utilizate trebuie să fie pe bază de parafină.

Instalatii de rafinare

Următoarele sunt principalele plante care sunt utilizate într-o rafinărie. Unele dintre ele sunt prezente în toate rafinăriile (de exemplu, distilarea și desulfurarea toppingului ), în timp ce altele nu. Acest lucru depinde de caracteristicile petrolului procesat de rafinăria în cauză și de cerințele pieței.

Diagrama simplificată a unui proces de rafinare a țițeiului: din distilarea atmosferică ( topping ) se obțin diferitele bucăți de benzină, procesate ulterior în instalații specifice. Fracțiunile mai grele sunt procesate într-o coloană de vid (vid) în care preluați alți combustibili.

Tratamente preliminare

Înainte de a fi procesat, petrolul trebuie separat de apă , săruri și nisip care pot fi prezente în suspensie . Aceste operații, împreună cu stabilizarea (îndepărtarea fracțiunii gazoase care însoțește uleiul) se efectuează și la "capul puțului", adică în timpul fazei de extracție . Se preferă repetarea acestora, mai precis, înainte de a începe orice prelucrare în rafinărie.

Desalinizare

Detaliul rafinăriei Bid Boland, Iran

Datorită vâscozității sale ridicate, picăturile și solidele suspendate nu reușesc să sedimenteze spontan, deci este necesar să recurgeți la o operație de desalinizare (în engleză desalting). [2]

Desalinizarea țițeiului are scopul de a preveni efectele de dezactivare a catalizatorului utilizat în crăparea catalitică și de murdărire sau coroziune a echipamentelor chimice . [3]

Operația de desalinizare are loc într-un echipament în care sunt efectuate următoarele operații: [4]

  • inițial, țițeiul preîncălzit la 150 ° C la 12 bar presiune se adaugă la o anumită cantitate de apă demineralizată și la unii aditivi, apoi trece printr-o supapă de laminare , ceea ce favorizează amestecarea acestuia.
  • Sistemul de apă brută astfel format este trimis în interiorul unui desalinizator (care exterior arată ca un rezervor mare), între două plăci încărcate electric, care acționează ca electrozi la capetele cărora se aplică o diferență de potențial de 15000 - 30000 V.; câmpul electric aplicat favorizează coalescența picăturilor de apă, care se separă astfel de țiței. Coalescența picăturilor de apă în prezența câmpului electric se datorează naturii polare a moleculelor de apă (compușii care alcătuiesc brutul sunt nepolari).
  • Uleiul brut este separat prin gravitație de apa de spălare (mai grea), care este extrasă din fund și transportă impuritățile conținute în brut.

Uleiul este tratat în general într-un alt desalter (adică se efectuează o operație în două etape).

Trenul de preîncălzire

Brutul este încălzit înainte de desalinizare într-unul sau mai multe schimbătoare de căldură până la 50-150 ° C , în funcție de vâscozitatea inițială, pentru a scădea. [ fără sursă ]

Această preîncălzire are loc în detrimentul unuia sau mai multor fluxuri de produse fierbinți care părăsesc instalația.

După desalinizare, pentru a fi separat în componentele sale, țițeiul trebuie încălzit în continuare și parțial vaporizat până la aproximativ 350 ° C [ fără sursă ] [5] , temperatura la care ne oprim pentru a evita crăparea hidrocarburilor cu formarea consecventă de cocs și, prin urmare, murdărirea coloanei de topping. Această operațiune se efectuează într-un cuptor și necesită o cantitate considerabilă de combustibil . Pentru a minimiza consumul de combustibil, fluxul de ulei fostdesalinifiată este pre-încălzit în detrimentul produselor fierbinți care părăsesc instalația de distilare topping. Numărul de schimbătoare de căldură utilizate poate fi considerabil (chiar și 20 sau 30). [ fără sursă ]

Pentru a maximiza eficiența recuperării căldurii , uleiul va schimba căldura cu curenții în ordine crescătoare de temperatură, mai întâi cele mai reci și apoi cele mai fierbinți (prin efectuarea unui schimb de căldură în contracurent ). Împreună cu produsele care părăsesc fabrica, „pompa din jur” , care sunt refluxuri intermediare de produse, eliberează de asemenea căldură uleiului. Aceste produse sunt îndepărtate, răcite și returnate în coloană cu câteva plăci mai sus. În acest fel, se realizează condensarea unei părți a vaporilor care se ridică în coloană. Acest set de schimbătoare este denumit în mod obișnuit tren de schimb sau tren de preîncălzire .

Distilarea de topping

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Coloana Distilare și Distilare .
Schema de distilare brută

Petrolul este un amestec foarte complex de hidrocarburi care nu poate fi utilizat direct. În special, este necesar să-l separați în fracții (sau „tăieri de ulei”) prin operația de distilare de topping (sau „distilare atmosferică”).

Turnul de fracționare (sau "coloana de distilare") utilizat la distilarea de topping este un echipament chimic format dintr-un turn de oțel cilindric ( aproximativ 50 m înălțime și 6,50 m lățime [ necesită citare ] ), în interiorul căruia, la intervale regulate, există plăci orizontale, care împart turnul în diferite „etape”. Plăcile pot avea geometrii diferite și au scopul de a pune cele două fluxuri (lichide și gazoase) care se întâlnesc la fiecare placă în contact intim. Temperatura turnului este ridicată la bază și scade odată cu înălțimea.

Încărcarea, parțial în faza de vapori, este plasată în "zona de epuizare" a coloanei (adică în partea de jos), unde este vaporizată în continuare datorită unei reduceri a presiunii (de exemplu, merge de la 5 bari la 2 bari ).

Pe măsură ce vaporii cresc în coloană, acesta intră în contact cu lichidul care coboară din plăcile de distilare superioare. Compușii care au o temperatură de fierbere mai mică (adică sunt mai volatili ) trec în faza de vapori și se ridică spre partea de sus a coloanei, în timp ce produsele mai grele (numite „reziduu atmosferic” sau „reziduu de topping ”), care au o temperatură mai mare de fierbere, ele rămân în faza lichidă, deci sunt luate din partea de jos a coloanei.

Din unele vase de distilare, bucățile de ulei sunt „extrase” [6] și trimise pentru procesare ulterioară.

Tăierile de ulei sunt amestecuri de hidrocarburi care au o temperatură de fierbere într-un anumit interval. Fracțiile obținute dintr-o coloană de distilare sunt în general:

Distilare sub vid (sau vid )

Diagrama unei coloane de distilare sub vid

Reziduul de topping conține încă alți compuși care pot fi utilizați, dar punctul lor de fierbere la presiunea atmosferică este atât de mare încât sarcina s-ar crapa înainte de vaporizare. Pentru a depăși acest dezavantaj, reziduul de topping este distilat la o presiune considerabil mai mică (aproximativ 0,1 atm). Reziduul de topping este reîncălzit într-un cuptor ( până la 450 ° C [ fără sursă ] ) și introduse în partea inferioară a coloanei de vid . Vidul poate funcționa și fără cuptor, în special dacă există o instalație de conversie termică în aval.

Produsele obținute din distilarea sub vid depind de tipul de brut utilizat.
În cazul semifabricatelor parafinice pentru lubrifianți, avem:

  • combustibil diesel cu vid (VGO)
  • trei fracțiuni de lubrifiere ușoare și medii
  • reziduuri de vid ( asfaltene și fracție de lubrifiere grea)

În cazul țițeiului pentru producția de combustibili, avem:

  • motorină cu vid ușor (LVGO)
  • motorină vidată grea (HVGO)
  • reziduu de vid (asfaltene).

Păcurilele sub vid pot fi utilizate pentru alimentarea navelor sau pentru producerea benzinei și motorinei pentru transport prin procese de cracare termică sau catalitică.

Desulfurare

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Desulfurarea și procesul Claus .

Produsele de distilare au în general un conținut prea ridicat de sulf și , prin urmare , sunt trimise la desulfurizare tratamente, în care H2 este injectat, care este apoi separat în formă de H 2 S ( hidrogen sulfurat ) și ulterior oxidate în plante pentru procesul Claus , cu sulf elementar. Sulful trebuie eliminat deoarece este foarte coroziv. Mai mult, în timpul arderii, eliberează dioxid de sulf care, atunci când este combinat cu apă, formează așa-numita ploaie acidă .

Cracare

Pictogramă lupă mgx2.svg Cracare (chimie)

Produsele grele precum motorina și păcura sunt obținute din distilarea sub vid. Aceste produse nu pot fi utilizate imediat comercial, deoarece adesea nu îndeplinesc toate specificațiile, cum ar fi numărul octanic sau conținutul de sulf. Mai mult, este puțin probabil ca cantitățile produse să respecte proporțiile cantităților vândute. Prin urmare, tehnicile de proces s-au dezvoltat de-a lungul timpului, prin care moleculele de hidrocarburi cu greutate moleculară mare sunt împărțite în molecule mai scurte, de exemplu prin intermediul unei reacții precum: [7]

C 13 H 28 + H 2 → C 7 H 16 + C 6 H 14

În exemplul indicat, o moleculă de heptan și unul dintre hexan (care sunt constituenți ai benzine ușoare) sunt obținute pornind de la C 13 tăiat ( de exemplu , motorină ).

Aceste procese se numesc procese de cracare (literal: „tocare”). Acestea sunt reacții care au loc în condiții de temperatură ridicată (reacțiile în cauză sunt endoterme) și în prezența catalizatorilor pe bază de alumină , în așa-numitele reactoare cu pat fluidizat sau FCC (din engleză: Fluid Catalitic Cracking ).

Reformarea

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: reformarea catalitică .

Un parametru fundamental al combustibililor este numărul lor octanic , care trebuie să fie ridicat. Depinde de „complexitatea” moleculelor care alcătuiesc combustibilul, de exemplu de prezența ramurilor .

Din acest motiv , au fost dezvoltate procese de reformare (literal: „reformare”), care modifică structura moleculelor de hidrocarburi prin creșterea numărului octanic al combustibilului astfel obținut. Aceste procese au loc la temperaturi ridicate (reacțiile de reformare sunt endoterme) și în prezența catalizatorilor pe bază de platină, în reactoarele cu pat fix.

Dezolierea

Înainte de a fi eliminată , apa uleioasă provenită din procesul de desalinizare este trimisă la stația specială de tratare pentru îndepărtarea uleiului.

Un separator apă-ulei de tip „ API ” poate fi utilizat pentru a de-uleia efluenții. [8] [9]

Separatoarele API-ulei sunt separatoare de gravitație , adică funcționarea lor se bazează pe diferența de densitate dintre reziduurile de hidrocarburi, apa și impuritățile solide. Solidele sunt apoi extrase din fundul rezervorului, în timp ce apa și brutul sunt retrase prin exploatarea faptului că brutul este mai ușor decât apa.

În aval de separatorul de apă-ulei API, se poate înființa o instalație de flotație și / sau de tratare biologică pentru a reduce în continuare concentrația de poluanți în apă.

În plus față de separatoarele API-ulei, există și alte tipuri de construcții de separatoare de ulei, cum ar fi separatoarele de plăci paralele .

  • Separator apă-ulei de tip API

  • Separator de plăci paralel

Produsele rafinăriei

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Produse petroliere .

Printre produsele obținute din procesele de rafinărie a țițeiului, se numără:

  • nafta virgină , care este principala materie primă pentru industria petrochimică, în special pentru producția de materiale plastice și cauciucuri sintetice ;
  • fracțiunile grele ( C20 și peste), care au un interes comercial redus și care sunt adesea utilizate în rafinării pentru producerea de energie în cazane speciale.

Rafinăria și mediul înconjurător

Fără surse!
Această intrare sau secțiune pe tema ecologiei nu citează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți .
Puteți îmbunătăți această intrare adăugând citări din surse de încredere în conformitate cu liniile directoare privind utilizarea surselor . Urmați sfaturile de proiectare de referință .

O rafinărie de petrol este o instalație industrială cu un puternic impact asupra mediului , atât pentru zona pe care o ocupă în mod normal (măsurabilă în hectare ), cât și pentru componenta energetică mare (aproape toate procesele de rafinare sunt de fapt termice) și pentru efectul asupra mediului datorat la efluenții eliberați.

Trebuie avut în vedere faptul că inițial singurul produs care putea fi utilizat din rafinare era kerosenul, pentru lămpi; în consecință, benzina (prea periculoasă din cauza inflamabilității) și motorina (greu de aprins) au fost evacuate în sistemul de canalizare. Difuzia motorului cu ardere internă a intervenit pentru a rezolva această poluare, ceea ce a făcut utile chiar și pe cele care până în acel moment erau considerate deșeuri.

În ultima perioadă, tehnologiile de rafinare au redus mult descărcările lichide și gazoase; astăzi este posibil să locuiți lângă o rafinărie fără probleme grave de sănătate. Cu toate acestea, emisiile, deși reduse, nu sunt anulate, iar dimensiunea mare a acestor centrale înseamnă că aceste emisii, mici dacă sunt considerate relativ, sunt încă importante în termeni absoluți.

Pe de altă parte, rafinăriile sunt o piesă esențială în filosofia actuală a vieții. Prin urmare, dacă este corect să funcționeze pentru un impact din ce în ce mai redus asupra mediului al rafinăriei, trebuie întotdeauna să se țină seama de faptul că niciun proces, fizic sau chimic, nu poate lăsa vreodată mediul înconjurător nealterat.

Dezafectarea unei rafinării este deosebit de costisitoare datorită contaminării terenului din jur cu deșeuri toxice și canalizare. O tehnică utilizată pentru recuperare este exorbția termică , care constă în arderea reziduurilor de ulei, cu inconveniente considerabile pentru populația supusă inhalării de vapori toxici.

Construcția de noi rafinării în țările occidentale a fost oprită de aproape douăzeci de ani: acest lucru se datorează probabil faptului că companiile petroliere așteptau iminentul vârf de petrol care ar fi redus drastic consumul de hidrocarburi și ar face ca plantele actuale să fie excesive. în ceea ce privește nevoile de producție. În perioada cuprinsă între 2004 și 2006 , dimpotrivă, a existat o creștere netă a investițiilor, atât în instalațiile noi și în îmbunătățirea celor existente. Construcția primei rădăcini iarba rafinărie din Statele Unite ale Americii , după aproape douăzeci de ani este de așteptat să înceapă în 2007 - în Pascagoula , TX , precum și totalul sau renovarea parțială a unui număr mare de rafinării este în curs de desfășurare. Cauza acestui fapt rezidă probabil în costul ridicat al țițeiului, care permite companiilor de rafinare să facă investiții mari, realizând astfel economii de proces și de scară.

Siguranța privind incendiile

Operațiuni de stingere a incendiilor după o explozie la o rafinărie din Texas City .

Țițeiul arde cu dificultate, dar deoarece o rafinărie conține petrol în diferite stări de procesare, este echipată cu sisteme avansate de stingere a incendiilor. Fiecare rafinărie, pe lângă sistemele automate și răcirea rezervoarelor în caz de incendiu, are o echipă de pompieri, pentru a asigura protecția centralei și a proteja siguranța angajaților și a cetățenilor care locuiesc în zonele învecinate. .

Componentele echipelor VV.F. stagiarii au obținut calificări de la școli speciale de stingere a incendiilor și urmează un program și exerciții de actualizare constantă. Programul de instruire include toate măsurile avansate de stingere a incendiilor și de siguranță a plantelor, salvare tehnică în general, intervenții cu substanțe periculoase (NBCR) și salvare cu tehnici speciale ( Salvare industrială ).

Personalul repartizat în alte sarcini este instruit pentru prima intervenție, grație cursurilor de formare internă; prima intervenție include manevrele de bază pentru stingerea principiilor focului și noțiunile de bază ale primului ajutor medical (BLS).

Un număr suficient de stingătoare portabile și cu roți, hidranți pentru alimentarea cu apă sau un amestec de apă și spumă, echipamente care însoțesc hidranții (furtunuri, lănci etc.), monitoare transportabile (tunuri de apă) trebuie amplasate în zonele ocupate de plante cu flux mare și montat pe cărucior) și plăci de ardere (monitoare fixe), precum și stingătoare cu roți „agent dublu” (livrare simultană de pulbere și spumă).

Cele mai frecvente vehicule de stingere a incendiilor sunt mașinile de pompieri grele cu echipament universal de stingere a incendiilor, camioane cisternă pentru transportul unor cantități mari de apă și spumă, camioane cu scară (sau „Snorkel”) echipate cu monitoare de mare capacitate, vehicule „turn de apă” (snorkel fără coș dar doar cu tunul de apă, capabil să atingă înălțimi mai mari de 50 de metri), vehicule ușoare de intervenție rapidă cu sistem de agent dublu , vehicule speciale pentru intervenții NBCR, ambulanțe speciale cu echipamente pentru salvare la înălțime.

Unele dintre vehiculele furnizate au multe caracteristici comune cu cele utilizate într-un sistem de stingere a incendiilor de la aeroport, în principal debitul ridicat al pompelor și al monitoarelor.

Echipele interne sunt deseori chemate să intervină în afara uzinei, atunci când situațiile deosebit de grave necesită utilizarea de personal cu abilități speciale sau vehicule speciale care nu sunt incluse în echipamentul pompierilor publici. Câteva exemple sunt incendiile cisternelor și transformatoarelor electrice mari, incendiile cu gaz provenite din defecțiuni din rețeaua publică, dar și incendiile forestiere de extindere considerabilă.

Un exemplu concret este reprezentat de incendiul Lubritalia din Palagiano (TA), care a avut loc în 2009: o cantitate enormă de păcură a alimentat un incendiu mare, pentru a-l controla a fost necesară intervenția pompierilor interni ai oțelului ILVA fabrică și a rafinăriei ENI din Taranto [10] [11] [12] . Un alt exemplu este incendiul de la rafinăria Milazzo din 27 septembrie 2014 în care au ars peste un milion de litri de combustibil.

Rafinării de petrol din Italia

Notă

  1. ^ Petrolio , pe treccani.it . Adus la 26 septembrie 2012 .
  2. ^ Wauquier , pp. 236-237.
  3. ^ Wauquier , p. 237.
  4. ^ Wauquier , pp. 241-245 .
  5. ^ Giampietro Paci, Green Technology .
  6. ^ Termenul „spillare” (din engleză în spill ) este adesea folosit în ingineria chimică și poate fi tradus prin „a scoate”, a obține (referindu-se la un curent material care este „extras” de un echipament chimic).
  7. ^ Reacția indicată este un exemplu particular de fisurare: pornind de la o moleculă de hidrocarburi cu 13 atomi de carbon, se obțin 2 molecule (una cu 7 atomi de carbon și cealaltă cu 6 atomi de carbon). Reacția nu trebuie privită în termeni generali, ci doar ca exemplu, de fapt fisurarea poate transforma orice moleculă de hidrocarbură conținută în mediul de reacție în molecule cu o greutate moleculară mai mică, iar pentru fiecare tip de reactiv de hidrocarbură pot avea loc mai multe reacții de fisurare .
  8. ^ American Petroleum Institute (API) , Managementul deversărilor de apă: proiectarea și operațiunile separatoarelor de petrol-apă , ediția I, American Petroleum Institute, februarie 1990.
  9. ^ Milton R. Beychok, Deșeuri apoase din plante petroliere și petrochimice , ed. I, John Wiley & Sons, 1967, LCCN 67019834 .
  10. ^ Comunicat de presă ILVA din 29.06.09, articol din „La Repubblica.it - ​​Bari” din 29.06.09
  11. ^ Acasă. Grupul ILVA ( PDF ), pe ilvataranto.com . Adus la 15 ianuarie 2011 (arhivat din original la 26 aprilie 2015) .
  12. ^ Foc într-un zăcământ de fum și uleiuri de frică în Tarantino | Bari la Repubblica.it

Bibliografie

Elemente conexe

Alte proiecte

Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Raffineria_di_petrolio&oldid=119971483 ”