Techniki RozdzielaniaTCh II/II (sem. IX dla studiów „zintegrowanych”)

Wykład I-szy2016-17

prof. M. Kamioskimarkamin@pg.gda.pl

Tel. 601-40-18-24Gdaosk 2016

Techniki Rozdzielania - kontynuacja Inżynierii Chemicznej - Procesowej wzakresie operacji rozdzielania w skali od laboratoryjnej do procesowej,szczególnie dla operacji sorpcji-desorpcji (adsorpcji – desorpcji, absorpcji –desorpcji, wymiany jonowej i chromatografii w różnych układach faz) - wukładach płyn* – ciało stałe *, płyn – ciecz, a także, operacji z zastosowaniemstałych i ciekłych membran, z zupełnie skrótowym powtórzeniempodstawowych zasad inżynierii chemicznej procesowej, aktualnych dla opisuw/w operacji jednostkowych oraz procesów z ich zastosowaniem.

PLAN 1. Zakres i ogólny program przedmiotu – wykład / laboratorium oraz

warunki zaliczenia

2. Wiedza i umiejętności konieczne dla efektywnego studium przedmiotu „TR” (zakłada się znajomośd przez Studentów podstawowych zasad matematyki, fizyki,

chemii fizycznej, oraz inżynierii chemicznej – procesowej, a także, nawyk dążenia do zrozumienia studiowanej problematyki (!))

3. Znaczenie zrozumienia problematyki przedmiotu (zwłaszcza zasad

podstawowych - szczególnie w przypadku inżyniera pracującego w nowoczesnym przemyśle

lub centrum badawczo – rozwojowym) - dla efektywnego wykorzystania w praktyce zawodowej- wiedzy i umiejętności zdobytych na studiach (!)

4. Znaczenie poznania ogólnych zasad inżynierii operacji jednostkowych, a także znajomości różnych technik i metod rozdzielania - w różnej skali

zastosowao - dla „technologa” (na przykładzie opisu ważniejszych operacji

jednostkowych oraz procesów technologicznych „BLOKU OLEJOWEGO” Grupy LOTOS SA –destylacji i rektyfikacji atmosferycznej i próżniowej, ekstrakcji furfuralem, odparafinowania Di-Me (krystalizacji, odparowywania ciągłego, filtracji), ekstrakcyjnego od-asfaltowania propanem, magazynowania asfaltów, … oraz na przykładzie efektywnego stosowania HPLC w skali laboratoryjnej.

Zakres i program przedmiotu TR : wykład / laboratorium + warunki zaliczenia

– zasada - 2W(E)/1L(5x3h) 2 godz. lekcyjne wykładu przez cały semestr

zimowy + 5 dwiczeo laboratoryjnych w II-giej części semestru - dopóki Inżynieria Chemiczna Procesowa na I-szym etapie studiów Technologii Chemicznej, wg systemu bolooskiego nie wróci do tradycyjnej zasady 2-u semestralnego studium; obecnośd na wykładzie oraz laboratorium - obowiązkowa , zgodnie z decyzją Senatu i Zarządzeniem Rektora – podpisywana lista obecności - począwszy od II-giegotygodnia;

-- warunki zaliczenia:-- laboratorium : oceny z „wejściówek” podczas dwiczeo + oceny sprawozdao – ocena koocowa jako średnia, z uwzględnieniem aktywności studenta przez prowadzącego laboratorium;-- „wykład” : egzamin pisemny w sesji zimowej, warunkiem przystąpienia – zaliczenie laboratorium; zalicza 60% punktów, pod warunkiem braku „dyskwalifikujących” fragmentów pracy pisemnej; takie prace nie są dalej sprawdzane, ani nie jest obliczana punktacja-- ocena koocowa : 75% - ocena za „wykład”, 25 % - ocena za laboratorium, z możliwością podwyższenia w przypadku takiej decyzji prowadzącego przedmiot.

Wiedza i umiejętności konieczne dla efektywnego studium przedmiotu „Techniki Rozdzielania”

-- Zakłada się znajomośd przez Studentów podstawowych zasad oraz wybranych metodyk stosowania- matematyki, - fizyki, - chemii fizycznej

oraz - inżynierii chemicznej – procesowej,

a także,

-- nawyk dążenia do zrozumienia studiowanej problematyki (!)

Zrozumienie problematyki każdego studiowanego przedmiotu(zwłaszcza zasad podstawowych ) - w przypadku inżyniera pracującego w nowoczesnym

przemyśle lub centrum badawczo – rozwojowym - posiada podstawowe znaczenie dla efektywnego wykorzystania w praktyce zawodowej-wiedzy i umiejętności zdobytych na studiach (!)

Proszę o przypomnienie sobie poznanych już podstawowych zasad Inżynierii Chemicznej - Procesowej w zakresie :

1. Właściwości (parametry) „mediów” procesowych - ich znajdowanie/obliczanie:- płynu (gazu, plazmy, cieczy, podkrytycznej/nadkrytycznej cieczy, roztworu koloidalnego,

zawiesiny, emulsji, mgły), - ciała stałego (w postaci ziarnistej i porowatej/nieporowatej, w postaci kształtek o

określonej geometrii itp.),

2. Transportu / oporu przepływu / dyspersji (efektywnej dyfuzji, HETP) płynów, (szczególnie newtonowskich, ale też innych), przez przewody / kanały / statyczne nieściśliwe / ściśliwe warstwy porowate- zasady powstawania oporów, obliczania / projektowania,3. Transportu i hydrodynamiki w układach płyn – ziarniste, także wewnętrznie porowate ciało stałe - w postaci zawiesiny / aerozolu / mgły: opadanie cząstek, sedymentacja, dekantacja, elutriacja, cyklony, fluidyzacja, …4. Dyfuzyjnego / konwekcyjnego ruchu oraz wymiany ciepła, masy, a także – ciepła i masy, jednocześnie,5. „Klasycznych” technik rozdzielania - w skali procesowej, które były przedmiotem kursu Inżynierii Chemicznej i Procesowej: odparowywanie i wyparki, suszenie i suszarki, absorpcja – desorpcja gaz – ciecz, destylacja i rektyfikacja, ekstrakcja stopniowa oraz aparatury odpowiedniej dla realizacji w/w operacji jednostkowych

W ramach niniejszego wykładu zostaną przypomniane tylko najważniejsze zasady, mające znaczenie dla operacji omawianych w bieżącym semestrze

Niektóre wielkości procesowe i ich wymiary

s

m

d

dVVVw

3

s

m

sm

m

Sd

dvu

2

3

s

kg

d

dmWWM mm

sm

kg

Ad

dwwm m

mm 2

s

molW

d

dNN A

Natężenie objętościowe

Strumieo objętościowy (prędkośd liniowa)

Natężenie masowe

Strumieo masowym

Natężenie molowe

V

sm

molW

Ad

dNn A 2

Strumieo molowy

PROFIL PRZEPŁYWU PŁYNU w PRZEWODACH / RUROCIĄGACH

A – ruch laminarny (uwarstwiony); B – ruch burzliwy (wirowy)Re<2300 Re>3000 (10 000)

DYSPERSJA MASY w PŁYNACH - w PRZEWODACH / RUROCIĄGACH

dominujedyfuzja molekularna

dominują oporyprzenoszenia masy

mikro-wiry zmniejszajądyspersję

Prawo Pascala – nie zapominad!

2

132

d

LuP

2

2u

d

LP

zw

zwhzast

O

Srdd 44

Hydrodynamika – rurociągi – opór przepływu

Równanie Poiseuille'a – ruch laminarny Równanie Darcy-Weisbacha – ruch burzliwy

λ = f (Re)

λ = f (R e)

Re = udρ/η [1]

2

3

22 1

2

400

u

d

L

RP

ee

Opór przepływu – warstwy porowatej

K – współczynnik oporu przepływu

Re = u dp ρ / η

u – liniowa prędkośd przepływu płynu w warstwie porowatej

de – zastępcza średnica wypełnienia o określonej geometrii

dp – średnia średnica wypełnienia ziarnistego o ziarnach kulistych / nieregularnych

dz – średnica zastępcza wypełnienia ziarnistego

mddd zep

mLL c

Dyspersja – osiowa (aksjalna) / promieniowa (radialna) w warstwie porowatej WARUNEK: „tłokowy” profil przepływu płynu w poprzecznym przekroju wypełnienia

1. Testowanie na zasadzie pomiarudyspersji poprzez przeźroczystą ścianękolumny z warstwą 2. Testowanie dyspersji na podstawie sygnału

detektora na wylocie kolumny

HETP = Lc μ2/M12

HETPi = 1/5.54 Lc (S1/2i / lr

i )2

HETP = μ2L /M1

L

Deff = HETP u ; u=Lc/tr

L

L

Przebieg zmian stężenia w ciągłych procesach wymiany masy

Przeciwprąd

2ln

kp

k

p

kp

zast

CC

C

C

CCC

ckP Osmoza

dx

dcD

Ad

dNW A

BAA /

2

2

/2

2

dx

cdD

Ad

Nd ABA

1-sze

2- gie

Prawa Fick’a

,

1,

1,

1,

cMTfD

mHnHNh ptptmpjmpj ....

- ciśnienie osmotyczne

Wysokośd kolumny

Opadanie swobodne i wymuszone cząstek – prawo Stokesa

Adsorpcja

Warto pamiętad, że sprawdzenie wymiaruwyznaczanej wielkości, np. liczby kryterialnej, lubobliczanego parametru może byd dobrym„narzędziem” kontroli poprawności wykonanegoobliczenia operacyjnego / wyznaczeniaokreślonego parametru. Np. sprawdzenie wymiarujakiejkolwiek liczby kryterialnej powinno doprowadziddo rezultatu „[1]”

TECHNOLOGIA PRZEROBU ROPY NAFTOWEJ GRUPA LOTOS S.A. - przed zakooczeniem etapu „10+”

-- BLOK OLEJOWY --

Ta częśd wykładu ma za zadanie uzmysłowid znaczenie znajomościprzez „technologa” ogólnych zasad inżynierii operacji jednostkowych,a także różnych technik i metod rozdzielania - w różnej skalizastosowao - na przykładzie opisu ważniejszych operacji jednostkowych oraz

procesów technologicznych „BLOKU OLEJOWEGO” Grupy LOTOS SA sprzed etapu„10+” :– destylacji i rektyfikacji atmosferycznej i próżniowej, ekstrakcji furfuralem, odparafinowania Di-Me (krystalizacji, odparowywania ciągłego, filtracji), ekstrakcyjnego od-asfaltowaniapropanem, …

Należy mied świadomośd, że prawie każda technologia chemiczna, a także, badaniaw różnej skali - jej dotyczące - od skali laboratoryjnej do procesowej, związane są z

koniecznością umiejętnego i efektywnego stosowania rozdzielania !!!

- oznacza, że ma miejsce operacja / proces rozdzielania

Uproszczony schemat ideowy gdaoskiej rafinerii Grupy LOTOS S.A.

destylacja

atmosfery-

czna

destylacja

próżniowa

hydroodsiar-

czanie

benzyn

izomeryzacjafr. szczyt

200

350

destylacja

LPGLPG

platforming

410

710

reforming

CCR

b.lekka

LON

SON

hydroodsiar-

czanie

olejów napędowych

300

500

pozostałość

atmosferyczna

hydro-

kraking

merox

PON

fr.A

fr.B

fr.C

blok

olejowy

CON

b.ciężka

b.ciężka

b.lekka

440

100

9001100 12001300 1400

fr.D

oksydacja

i blending

asfaltów

poz. próżniowa

ekstrakty

PDA

oleje

bazowe

gacze

oleje

opałowe

ciężkie

LPG

oleje

napędo-

we

oleje

opałowe

lekkie

paliwo

Jet A-1

ol. napędowy

nafta

nafta

LPG

benzyny

LPG

propan

LPG z

410 ,440 i 150

LPGbutan

150

1000

asfalty

pozost.

z hydrokrak.

nafta, LON

HON

reformat

reformat

LPG

ropa

fr.slopowa

deasfaltyzat

fr.slopowej

dPON

izomeryzat

310

merox

PEK

1800

zbiorniki

ropy

Blok paliwowy

Blok olejowy

Dobór surowca

Kryteria jakie powinna spełniad ropa naftowa dla LOTOS SA z punkty widzenia Bloku Olejowego

- wykazywad charakter parafinowy,

- zawierad odpowiednią udział destylatów olejowych,

- „posiadad” wysoką wydajnośd oleju bazowego,

- „dawad” odpowiednie właściwości oleju bazowego.

Etapy produkcji olejów bazowych( z wyróżnieniem ważniejszych operacji jednostkowych

inżynierii technik rozdzielania )

- destylacja próżniowa pozostałości atmosferycznej (rektyfikacja)

- od-asfaltowanie propanem pozostałości próżniowej (ekstrakcja)

- ekstrakcja furfuralem frakcji olejowych (ekstrakcja)

- odparafinowanie rozpuszczalnikowe (precypitacja z krystalizacją, odparowywanie próżniowe, filtracja ciągła w obrotowych filtrach nadciśnieniowych, ew. wirowanie ciągłe

- hydrorafinacja olejów bazowych (hydrorafinacja katalityczna wielostopniowa na porowatym nieruchomym złożu katalizatora (głównie MoS))

Asfalt PDA

Destylaty próżnioweDAO

Deparafinat

Rafinat

Destylacja próżniowa

Ekstrakcja furfurolem

Odparafinowanie Di-Me

Hydrorafinacja

Odasfaltowanie propanem

Pozostałośd atmosferyczna

Ekstrakt aromatyczny

Gacz parafinowy

Olej bazowy

Schemat ideowy Gr. LOTOS S.A. – blok olejowy

destylacja

próżniowaekstrakcja

furfurolem

13001200

odparafinowanie

rozpuszczalnikowe

900

BLOK

HYDROKRAKINGOWY

fr.A

fr.B

fr.C

fr.D

PON

fr..slop

poz. próżniowa

1100

PEK

asfalt PDA

DAO

odasfaltowanie

propanem

1000

asfalty

rafinat

ekstrakt

fr..slop

ekstrakt

1400

hydrorafinacja

gacz

ekstrakt

zbiorniki

ekstraktów

S 72-73

S 82- 84

zbiorniki

rafinatów

S 65-71

zbiorniki

deparafinat

S 74-79

oleje

podstawowe

S 85-98

gacze

S 117-120

zbiorniki

2000

S 53- 64

poz.

atmosferyczna

Blok Olejowy

Destylacja próżniowa

Fizykochemia

Pozostałośd atmosferyczna rozfrakcjonowana zostaje w kolumnie próżniowej (wieży destylacyjnej) z wypełnieniem pakietowym. Proces prowadzi się pod obniżonym ciśnieniem dzięki czemu przebiega w znacznie niższych temperaturach niż miałoby to miejsce w warunkach ciśnienia atmosferycznego.

Pozwala to na uniknięcie rozkładu węglowodorów zawartych w pozostałości atmosferycznej, spowodowanego wysoką temperaturą.

Destylacja próżniowa

CW

PAT

(pozostałośd atmosferyczna)

PON (próżniowy olej napędowy)

Frakcja A

Frakcja B

Frakcja C

Frakcja D

Opary

PPR (pozostałośd próżniowa)

Parametry procesu

Ciśnienie w kolumnie próżniowej 4,7 kPa (ok. 35 mmHg)

Temperatura w kolumnie próżniowej - 390°C na dole - 220°C na górze

Instalacja destylacji próżniowej (900)

Wsad

- pozostałośd po destylacji atmosferycznej

lepkośd w 100°C 16 - 27 cSt

Produkty

- PON - lepkośd w 100°C 2,3 - 2,5 cSt,

- frakcja A - lepkośd w 100°C 4,5 - 4,8 cSt,

- frakcja B - lepkośd w 100°C 6,2 - 6,6 cSt,

- frakcja C - lepkośd w 100°C 13,2 - 14,0 cSt,

- frakcja D - lepkośd w 100°C 22 - 23 cSt,

- frakcja slopowa - lepkośd w 100°C 50 - 60 cSt,

- pozostałośd próżniowa - lepkośd w 1200°C cSt.

Uzyski produktów

- PON 14,39 %m/m

- Frakcja A 4,43 %m/m

- Frakcja B 13,75 %m/m

- Frakcja C 19,55 %m/m

- Frakcja D 4,17 %m/m

- Frakcja slopowa 5,23 %m/m

- Pozostałośd próżniowa 38,01 %m/m

- Straty-gaz odlotowy 0,30 %m/m

destylacja

próżniowaekstrakcja

furfurolem

13001200

odparafinowanie

rozpuszczalnikowe

900

BLOK

HYDROKRAKINGOWY

fr.A

fr.B

fr.C

fr.D

PON

fr..slop

poz. próżniowa

1100

PEK

asfalt PDA

DAO

odasfaltowanie

propanem

1000

asfalty

rafinat

ekstrakt

fr..slop

ekstrakt

1400

hydrorafinacja

gacz

PWO

ekstrakt

zbiorniki

ekstraktów

S 72-73

S 82- 84

zbiorniki

rafinatów

S 65-71

zbiorniki

deparafinat

S 74-79

oleje

podstawowe

S 85-98

gacze

S 117-120

zbiorniki

2000

S 53- 64

poz.

atmosferyczna

Blok Olejowy

Fizykochemia

Na instalacji odasfaltowania propanem

zachodzi proces ekstrahowania propanem

z pozostałości próżniowej lub z frakcji slopowej

albo też z mieszaniny pozostałości próżniowej

i frakcji slopowej prostych węglowodorów nie

zawierających heteroatomów (olej)

z pozostawieniem ciężkich składników – asfaltenów,

żywic, naftenów, heterozwiązków (związki siarki,

azotu, tlenu) jako asfalt PDA.

Odasfaltowanie propanem

C1

Poz. próż

C2 C3

DAO

C4

Para strip.

C5

Para strip.

Asfalt

PDA

V3V1Propan

Parametry procesu

Temperatura pracy kontaktora: 65 - 75°C (góra) 38 - 42°C (dół)

Stosunek propan / wsad 4 - 6

Ciśnienie w kontaktorze 3 MPa

Rozdzielanie ma miejsce we wszystkich modułach obok

Instalacja od-asfaltowania propanem (1100)

Surowce

- pozostałośd próżniowa,

- frakcja slopowa.

Produkty

- deasfaltyzat DAO, lepkośd w 100°C 33-36 cSt,

uzysk około 35% na wsad,

- asfalt PDA, penetracja w 25°C 15 do 25 0,1mm,

uzysk około 65% na wsad.

destylacja

próżniowaekstrakcja

furfurolem

13001200

odparafinowanie

rozpuszczalnikowe

900

BLOK

HYDROKRAKINGOWY

fr.A

fr.B

fr.C

fr.D

PON

fr..slop

poz. próżniowa

1100

PEK

asfalt PDA

DAO

odasfaltowanie

propanem

1000

asfalty

rafinat

ekstrakt

fr..slop

ekstrakt

1400

hydrorafinacja

gacz

PWO

ekstrakt

zbiorniki

ekstraktów

S 72-73

S 82- 84

zbiorniki

rafinatów

S 65-71

zbiorniki

deparafinat

S 74-79

oleje

podstawowe

S 85-98

gacze

S 117-120

zbiorniki

2000

S 53- 64

poz.

atmosferyczna

Blok Olejowy

Fizykochemia

Podstawowym procesem jest ekstrakcja z frakcji

próżniowych lub deasfaltyzatu węglowodorów

aromatycznych oraz żywic, asfaltenów

i heterozwiązków za pomocą rozpuszczalnika

selektywnego – furfurolu (furfuralu)

Poza procesem ekstrakcji na instalacji następuje :

- oddzielenie furfurolu od rafinatu i ekstraktu przez destylację

w kolumnach atmosferycznych i próżniowych z parą strippingową

- osuszenie furfurolu z wody i zawrócenie go do procesu

Rafinacja (ekstrakcja) „furfurolem” (furfuralem)

Parametry procesu

Temperatura pracy kontaktora: 108 - 131°C (góra) 95 -122°C (dół)

Stosunek furfurol / wsad 2,7 - 4,2

Instalacja rafinacji furfurolem (1200)

Surowce- frakcje próżniowe A, B, C- deasfaltyzat DAO

Produkty- rafinaty:

- SN 140- SAE 10/85, SAE 10/95- SAE 30/80, SAE 30/95- BS 30/85, BS 30/90

- ekstrakty: - po SN 140 - po SAE 10- po SAE 30- po BS

Zdolnośd przerobowa instalacji uzależniona jest od rodzaju przerabianej frakcji.

Obciążenie instalacji:

- dla frakcji A 46- 65 t/h,- dla frakcji B 41- 64 t/h,- dla frakcji C 36- 56 t/h,- dla BS-85 53- 64 t/h,- dla BS-90 35- 46 t/h.

Zdolnośd przerobowa instalacji1200

destylacja

próżniowaekstrakcja

furfurolem

13001200

odparafinowanie

rozpuszczalnikowe

900

BLOK

HYDROKRAKINGOWY

fr.A

fr.B

fr.C

fr.D

PON

fr..slop

poz. próżniowa

1100

PEK

asfalt PDA

DAO

odasfaltowanie

propanem

1000

asfalty

rafinat

ekstrakt

fr..slop

ekstrakt

1400

hydrorafinacja

gacz

PWO

ekstrakt

zbiorniki

ekstraktów

S 72-73

S 82- 84

zbiorniki

rafinatów

S 65-71

zbiorniki

deparafinat

S 74-79

oleje

podstawowe

S 85-98

gacze

S 117-120

zbiorniki

2000

S 53- 64

poz.

atmosferyczna

Blok Olejowy

Fizykochemia

Podstawowymi procesami zachodzącymi w instalacji są :

- krystalizacja węglowodorów parafinowych w roztworze

wsad – rozpuszczalnik,

- filtracja – rozdzielenie ciekłego oleju od stałych parafin,

- destylacja – odzysk rozpuszczalnika z deparafinatu,

gaczu i wody procesowej oraz osuszanie rozpuszczalnika.

Częścią instalacji odparafinowania jest

instalacja chłodnicza (z ciekłym propanem

jako czynnikiem chłodniczym), której celem

jest uzyskanie odpowiednio niskiej

temperatury rozpuszczalnika myjącego,

gaczu filtracyjnego oraz mieszaniny wsad –

rozpuszczalnik w sekcji krystalizacji.

W procesie stosuje się rozpuszczalnik w celu:

- ułatwienia wytrącania się parafiny – rozpuszczalnik winien rozpuszczad selektywnie wszystkie węglowodory poza parafinami

- stworzenia warunków dla tworzenia się dużych kryształów parafin przez zmniejszenie lepkości roztworu wsadu.

W celu zapewnienia odpowiedniej selektywności jakorozpuszczalnik stosuje się mieszaninę chlorku metylenu(Me) i chlorku etylenu (Di) w odpowiednich proporcjach.

Odparafinowanie rozpuszczalnikowe

Parametry procesu

Temperatura filtracji 28°C - -17°CTemperatura oleju płuczącego 26°C - -15°CTemperatura na wlocie do krystalizatora 35°C - 65°C

ClCl

ClCl

Instalacja odparafinowania rozpuszczalnikowego (1300)

Surowce:- rafinaty:

- SN 140- SAE 10/85, SAE 10/95 - SAE 30/80, SAE 30/95- BS 30/85, BS 30/90

- hydrorafinat PON

Produkty:- deparafinaty:

- SN 140- SAE 10/85, SAE 10/95 - SAE 30/80,SAE 30/95- BS 30/85, BS 30/90

- gacze parafinowe: po PON, lekki, średni, ciężki

destylacja

próżniowaekstrakcja

furfurolem

13001200

odparafinowanie

rozpuszczalnikowe

900

BLOK

HYDROKRAKINGOWY

fr.A

fr.B

fr.C

fr.D

PON

fr..slop

poz. próżniowa

1100

PEK

asfalt PDA

DAO

odasfaltowanie

propanem

1000

asfalty

rafinat

ekstrakt

fr..slop

ekstrakt

1400

hydrorafinacja

gacz

PWO

ekstrakt

zbiorniki

ekstraktów

S 72-73

S 82- 84

zbiorniki

rafinatów

S 65-71

zbiorniki

deparafinat

S 74-79

oleje

podstawowe

S 85-98

gacze

S 117-120

zbiorniki

2000

S 53- 64

poz.

atmosferyczna

Blok Olejowy

Fizykochemizm

Proces hydrorafinacji polega na kontakcie oleju wsadowego z gazem wodorowym, w wyniku czego:

- wodór zastępuje azot, siarkę i tlen w strukturze chemicznej węglowodorów,

- wysyca nienasycone wiązania w węglowodorach.

Dla ułatwienia powyższych reakcji proces zachodzi na katalizatorze niklowo-molibdenowym (Al-Ni-Mo).

W efekcie powstają :- nasycone węglowodory o obniżonej zawartości azotu, siarki i tlenu,

- amoniak,- siarkowodór,- woda.

Charakterystyka procesu

Proces przebiega w następujących etapach :

- wstępne podgrzanie wsadu, dodanie gazu wodorowego

- podgrzanie mieszaniny wsad - gaz wodorowy

w piecu technologicznym

- reakcja w reaktorze na katalizatorze

- wysoko i nisko ciśnieniowa separacja węglowodorów

od gazów poreakcyjnych

- oczyszczenie węglowodorów z lekkich produktów

i wody w kolumnie próżniowej

- filtrowanie i chłodzenie hydrorafinatu.

Hydrorafinacja olejów

Parametry procesu

Ilośd gazu wodorowego 5 Nm3/ m3 wsadu. Ciśnienie gazu wodorowego 3,8 MPa. Temperatura w reaktorze 220- 300°C w zależności od typu wsadu.

Hydrorafinat (produkt) w stosunku do

deparafinatu (wsad) charakteryzuje się:

- jaśniejszą barwą

- większą odpornością na utlenianie

- większą odpornością na emulgowanie i pienienie

Instalacja hydrorafinacji olejów smarowych (1400)

Surowce:- deparafinaty:

- SN 140 - SAE 10/85, SAE 10/95- SAE 30/80, SAE 30/95- BS 30/85, BS 30/90

- PON

Produkty:- hydrorafinaty (oleje podstawowe):

- SN 140 - SAE 10/85, SAE 10/95 - SAE 30/80, SAE 30/95- BS 30/85, BS 30/90

- hydrorafinat PON

Produkty Bloku Olejowego

- Oleje Podstawowe

- Gacze Parafinowe

- Plastyfikatory naftowe

Lp.

Wymagania

Jednostki

SAE 10/95

Metody badań

1. Wygląd w temperaturze 20°C przezroczysty, bez zawiesin

wizualnie

2. Lepkość strukturalna w temp.-20°C, nie wyższa niż

mPa.s * PN-88/C-04150

3. Lepkość kinematyczna w temperaturze 100°C

mm2/s 5,2 - 5,9 PN-81/C-04011

4. Lepkość kinematyczna w temperaturze 40°C

mm2/s * PN-81/C-04011

5. Wskaźnik lepkości, nie niższy niż 95 PN-79/C-04013

6. Temperatura płynięcia, nie wyższa niż C - 15 PN-83/C-04117 ASTM D-5950

7. Temperatura zapłonu, nie niższa niż C 210 PN-EN 22592

8. Pozostałość po koksowaniu, nie więcej niż

%(m/m) 0,03 PN-85/C-04075 PN-EN ISO 10370

ASTM D-4530

9. Liczba kwasowa, nie wyższa niż mgKOH/g 0,05 PN-88/C-04049

10. Pozostałość po spopieleniu, nie więcej niż

%(m/m) 0,005 PN-82/C-04077

11. Zawartość wody % (m/m) * ASTM D-4928

12. Działanie korodujące w temperaturze

100C w ciągu 3h, na płytkach z miedzi

stopień korozji 1 PN-85/C-04093 metoda A

13. Zawartość części lotnych metodą Noacka, nie więcej niż

%(m/m) 15 PN-C-04124:2000 DIN 51581

14. Odporność na pienienie : PN-85/C-04055

15. Barwa, nie wyższa niż numer wzorca 1,0 PN-80/C-04034

16. Gęstość w temperaturze15 C g/cm3 * ASTM D-4052

Tabela wymagao wg WT dla oleju SAE 10/95

Oleje Podstawowe

Lepkość kin.

w temp. 100°C

[cSt]

WL

>

Barwa

>

[nr wzorca]

SN 140 > 4,5 95 1,0

SAE 10/95 5,2 - 5,9 95 1,0

SAE 30/95 9,6 -12,9 95 1,5

BS 30/85 > 30 85 5,5

BS 30/90 > 30 90 5,0

Gacze Parafinowe

Zawartość

oleju

[%(m/m)]

Temperatura

krzepnięcia

>

[°C]

Gacz po PON do 8 42

Gacz Lekki od 2 do 4+ 48

Gacz Średni od 6 do 10+ 58

Gacz Ciężki od 6,5 do 6,5+ 65

Plastyfikatory naftowe

Lepkość kin.

w temp. 100ºC

[cSt]

Gęstość

w temp. 15ºC

[g/cm3]

PG-12 6 – 12 0,960 -1,000

PG-30 16 - 30 0,965 -1,010

Ideowy schemat komponowania olejów

destylacja

próżniowaekstrakcja

furfurolem

13001200

odparafinowanie

rozpuszczalnikowe

900

BLOK

HYDROKRAKINGOWY

fr.A

fr.B

fr.C

fr.D

PON

fr..slop

poz. próżniowa

1100

PEK

asfalt PDA

DAO

odasfaltowanie

propanem

1000

asfalty

rafinat

ekstrakt

fr..slop

ekstrakt

1400

hydrorafinacja

gacz

PWO

ekstrakt

zbiorniki

ekstraktów

S 72-73

S 82- 84

zbiorniki

rafinatów

S 65-71

zbiorniki

deparafinat

S 74-79

oleje

podstawowe

S 85-98

gacze

S 117-120

zbiorniki

2000

S 53- 64

poz.

atmosferyczna

Blok OlejowyProdukcja asfaltów

R-1A

R-1B

Dopalacz

Zbiornik

asfaltu

S-...

M

A

A

A

A

A

A

Zbiornik

asfaltu

S-...

Zbiornik

asfaltu

S-...

Wsad

do utleniania

Gaz opalowy

Powietrze

E - 1

E - 2

SKRU

BER

M

Woda

Instalacja oksydacji (1000)

Produkcja asfaltów

Surowce i produkty instalacji utleniania asfaltów

Surowce:

- pozostałośd próżniowa,

- asfalt PDA,

- frakcje próżniowe,

- ekstrakty.

Produkty:

- asfalty drogowe 20/30, 35/50, 50/70,

- asfalt przemysłowy PS 95/35,

- asfalt typu Multigrade UNIBIT 35/50.

Schemat ideowy procesu blendingu asfaltu w

zbiorniku

Inne

komponenty

Pozostałość

prożniowa

Asfalty

twardeAsfalty

komponowane

Schemat ideowy procesu blendingu asfaltu w

mieszalniku statycznym

Instalacja modyfikacji asfaltów polimerami (1050)

Struktura elastomeru styren - butadien - styren

STYREN

BUTADIEN

KOPOLIMER

BLOKOWY

LINIOWY GWIAŹDZISTY

Asfalty modyfikowane SBS-em

Asfalty średniomodyfikowane:

- Modbit 30B,

- Modbit 80B,

- Modbit 160B.

Asfalty wysokomodyfikowane:

- Modbit 80C.

Dokumenty określające wymagania dla asfaltów klasycznych

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

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

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

- Wewnętrzne wymagania dla asfaltów drogowych – Warunki Techniczne – zaostrzone wymagania normy

Dziękuję za uwagę!