lesson2 refining gr
DESCRIPTION
refining in Greek LanguageTRANSCRIPT
6/10/2014
1
Μάζεκα 2ν
Διζαγωγή ζηο διςλιζηήπιο
Τύποι διεπγαζιών
Απόζηαξη (αημοζθαιπική και ςπό κενό)
Γιύλιζη
z Σν αξγό πεηξέιαην δελ ρξεζηκνπνηείηαη σο έρεη- ύγρξνλνη θηλεηήξεο νρεκάησλ απαηηνύλ εμεηδηθεπκέλαπξντόληα θαζνξηζκέλσλ ηδηνηήησλ (πξνδηαγξαθέο)- Οη ηύπνη αξγώλ πεηξειαίσλ δηαθέξνπλ πνιύ κεηαμύ ηνπο- Λόγνη αζθαιείαο
zΓηύιηζε:- Γηαρσξηζκόο ηνπ αξγνύ πεηξειαίνπ κε θπζηθέοδηεξγαζίεο γηα παξαζθεπή λέσλ πξντόλησλ- Αλαβάζκηζε / εμεπγεληζκόο ελδηάκεζσλ θαη ηειηθώλπξντόλησλ- Γηακόξθσζε ηειηθνύ πξντόληνο
zΓηπιηζηήξηα- Απιά: παξαγσγή θαπζίκσλ- ύλζεηα: θαύζηκα + ρεκηθά
Τεσνολογίερ Εκμεηάλλεςζηρ και Αξιοποίηζηρ Υδπογονανθπάκων © Σηέλλα Μπεζεπγιάννη 2009 2
Κλάζμαηα Πεηπελαίος
Ελαθπά αέπια (-162..-42οC)
Υγπαέπια (-32..0οC)
Ελαθπιά νάθθα (25..130οC)
Βαπιά νάθθα (80..200οC)
Κηποζίνη (150..250οC)
Νηίζελ (250..360οC)
Ελαθπύ Αεπιέλαιο (200..320οC)
Βαπύ Αεπιέλαιο (260..400οC)
Αεπιέλαιο Κενού (400..600οC)
Αημοζθαιπικό Υπόλειμμα (>400οC)
Υπόλειμμα Κενού (600οC)
Τεσνολογίερ Εκμεηάλλεςζηρ και Αξιοποίηζηρ Υδπογονανθπάκων © Σηέλλα Μπεζεπγιάννη 2009 3
Γιεπγαζίερ Γιςλιζηηπίος
z Πξσηνγελείο ή βαζηθέο- Γηαρσξηζκόο ή κεηαηξνπή αξγνύ πεηξειαίνπ ζεπξντόληα
- Αλαβάζκηζε / εμεπγεληζκόο πξντόλησλ
- Γηεξγαζίεο θπζηθέο ή κεηαηξνπήο�Απόζηαμε, ππξόιπζε θηι
zΓεπηεξνγελήο ή ηειηθέο- Δμεπγεληζκόο πξώησλ πιώλ γηα λα πιεξνύληαη νη
πξνδηαγξαθέο ηειηθώλ πξντόλησλ�Απνπαξαθίλσζε ιηπαληηθώλ
zΓεπηεξεύνπζεο δηεξγαζίεο- Παξαζθεπή ηειηθώλ πξντόλησλ
�Αλάκημε πξντόλησλ (blending), πξνζζήθε πξνζζέησλ
Τεσνολογίερ Εκμεηάλλεςζηρ και Αξιοποίηζηρ Υδπογονανθπάκων © Σηέλλα Μπεζεπγιάννη 2009 4
Διαθξείο Τδξν/θεο C1-C4
Νάθζα Τδξνγνλν- Καηαιπηηθή
επεμεξγαζία Αλακόξθσζε
Ιζνκεξηζκόο
Πνιπκεξηζκόο
Αιθπιίσζε
Ιζνκεξίσκα
Αλακόξθσκα
Βελδίλε Πνιπκεξηζκνύ
Αιθπιίσκα
Βελδίλε Αιθπιίσζεο
Καύζηκν
Αέξην
Τγξαέξηα
Καύζηκα
Τδξνγνλν-επεμεξγαζία
Βαξύ Αεξηέιαην
Αηκνζθ.
ηήιε
Διαθξύ Αεξηέιαην Κελνύ
Βαξύ Αεξηέιαην Κελνύ
ηήιεΚελνύ
ΑλαβάζκηζεΒαξέσλ
Κιαζκάησλ
Θεξκηθή
Κεξνδίλε απεπζείαο απόζηαμεο
Νηίδει απεπζείαο απόζηαμεο
Βελδίλε θαηαιπηηθήο
Τδξνγνλν- Καηαιπηηθή ππξόιπζεο
επεμεξγαζία Ππξόιπζε Νηήδει θαηαιπηηθήο
ππξόιπζεο
Βελδίλε Τδξνγνλνππξόιπζεο
Τδξνγνλν-
ππξόιπζε Μεζαία Κιάζκαηα Τδξνγνλνππξόιπζεο
Καύζηκν Αέξην θαη Βελδίλε
Θεξκηθήο Καηεξγαζίαο
ΔπεμεξγαζίαΛηπαληηθώλ
Αεξνπνξίαο
Νηήδει
Ακόιπβδε
Βελδίλε
Καύζηκα
Θέξκαλζεο
Ληπαληηθά Έιαηα
Κσθ
Καηεξγαζία Άζθαιηνη
Τεσνολογίερ Εκμεηάλλεςζηρ και Αξιοποίηζηρ Υδπογονανθπάκων © Σηέλλα Μπεζεπγιάννη 2009 5
Γιεπγαζίερ Παπαγωγήρ Υγπών Καςζίμων
Φπζηθέο δηεξγαζίεο- Γηαρσξηζκόο αξγνύ πεηξειαίνπ ζε ελδηάκεζα πξντόληαζηαζεξώλ ηδηνηήησλ (ππθλόηεηα, θακπύιε απόζηαμεο)
- Αθαιάησζε, Αηκνζθαηξηθή απόζηαμε, απόζηαμε ππόθελό
Γηεξγαζίεο κεηαηξνπήο- Μεηαηξνπή ησλ αξρηθώλ κνξίσλ
�Γηάζπαζε κεγάισλ κνξίσλ, θνξεζκόο αθόξεζησλ δεζκώλ,
ηζνκεξίσζε, απνκάθξπλζε S, N, κεηάιισλ
- Καηαιπηηθή ππξόιπζε, πδξνγνλναπνζείσζε, αιθπιίσζε
- Γηεξγαζίεο ζεξκηθέο ή/θαη θαηαιπηηθέο
Τεσνολογίερ Εκμεηάλλεςζηρ και Αξιοποίηζηρ Υδπογονανθπάκων © Σηέλλα Μπεζεπγιάννη 2009 6
6/10/2014
2
Βεληίωζη Πποϊόνηων από Γιεπγαζίερ
Πηγή: Σηούπναρ Σ., Λόηρ Δ. και Εαννίκορ Φ., Σημειώζειρ Τεσνολογίαρ Καςζίμων και Λιπανηικών, 2002
Τεσνολογίερ Εκμεηάλλεςζηρ και Αξιοποίηζηρ Υδπογονανθπάκων © Σηέλλα Μπεζεπγιάννη 2009 7
Αθαλάηωζη
Αθαλάηωζη (Desalting)
z Πξώηε δηεξγαζία επεμεξγαζίαο ηνπ αξγνύ
πεηξειαίνπ
zΑπνκάθξπλζε αιάησλ από ην αξγό πεηξέιαην- Ύπαξμε ζαιαζζηλνύ λεξνύ (NaCl)
zΘέξκαλζε αξγνύ πεηξειαίνπ θαη πξνζζήθε
απνγαιαθησκαηνπνηεηή
zΑπνκάθξπλζε αιάησλ ζε ειεθηξνζηαηηθό
αθαιαησηή- Αλάπηπμε ηζρπξνύ ελαιιαζζόκελνπ πεδίνπ (4kV)
- πλερόκελε θίλεζε κνξίσλ λεξνύ δηαζπνύλ ην
γαιάθησκα κε ηε βνήζεηα ηνπ γαιαθηνκαηνπνηεηή θαη
δηαρσξίδνληαη ιόγσ βαξύηεηαο από ην αξγό πεηξέιαην
Τεσνολογίερ Εκμεηάλλεςζηρ και Αξιοποίηζηρ Υδπογονανθπάκων © Σηέλλα Μπεζεπγιάννη 2009 9
Γιεπγαζία Αθαλάηωζηρ
ΑπνγαιαθησκαηνπνηεηήοΑθαιαησκέλν
Δλαιιάθηεοζεξκόηεηαο
ΑξγόΠεηξέιαην
Νεξό
πξντόλ
Ηιεθηξνζηαηηθόοαθαιαησηήο
Υξεζηκνπνηεκέλνλεξό
Τεσνολογίερ Εκμεηάλλεςζηρ και Αξιοποίηζηρ Υδπογονανθπάκων © Σηέλλα Μπεζεπγιάννη 2009 10
Απόζηαξη
αημοζθαιπική και ςπό κενό
Απόζηαξη
z Φπζηθόο δηαρσξηζκόο δύν ή πεξηζζνηέξσλ
ζπζηαηηθώλ κίγκαηνο ρξεζηκνπνηώληαο ηελ
δηαθνξά ηνπ ζεκείνπ βξαζκνύ ηνπο
z ηόρνη απόζηαμεο ζε δηπιηζηήξην- Ιθαλνπνηεηηθή πνηόηεηα πξντόληνο
- Μεγηζηνπνίεζε αλάθηεζεο πξντόλησλ
- Διαρηζηνπνίεζε θαηαλάισζεο ελέξγεηαο
Τεσνολογίερ Εκμεηάλλεςζηρ και Αξιοποίηζηρ Υδπογονανθπάκων © Σηέλλα Μπεζεπγιάννη 2009 12
6/10/2014
3
TBP Πεηπελαίος & Πποϊόνηων
Πηγή: Σηούπναρ Σ., Λόηρ Δ. και Εαννίκορ Φ., Σημειώζειρ Τεσνολογίαρ Καςζίμων και Λιπανηικών, 2002
Τεσνολογίερ Εκμεηάλλεςζηρ και Αξιοποίηζηρ Υδπογονανθπάκων © Σηέλλα Μπεζεπγιάννη 2009 13
Βαζικέρ Απσέρ Απόζηαξηρ
z ύζηεκα δηαρσξηζκνύζπζηαηηθώλ κίγκαηνο ζύκθσλακε ην ζεκείν δέζεώο ηνπο
z Δλέξγεηα εηζέξρεηαη ζηελ
αηκνζθαηξηθή ζηήιε γηαδηαρσξηζκό:
- Διαθξηά κόξηα ηείλνπλ λαβξίζθνληαη ζηελ αέξηα θάζε
- Βαξηά κόξηα ηείλνπλ λα Τποθοδοζία
βξίζθνληαη ζηελ πγξή θάζε- Λόγσ βαξύηεηαο ε πγξή θάζε
πέθηεη πξνο ηα θάησ ελώ ε αέξηααλεβαίλεη πξνο ηα επάλσ
Q
Αέπιο
πποϊόν
Υγπό
πποϊόν
Τεσνολογίερ Εκμεηάλλεςζηρ και Αξιοποίηζηρ Υδπογονανθπάκων © Σηέλλα Μπεζεπγιάννη 2009 14
Απιθμόρ Βαθμίδων (Trays)
z Όζν απμάλεη ν αξηζκόο ησλ ζηαδίσλή βαζκίδσλ απόζηαμεο (trays)απμάλεη θαη ε απόδνζε ηεοαπόζηαμεο
z Γηα ηξνθνδνζίεο πνπ πεξηέρνπλπνιιά ζπζηαηηθά ή ζπζηαηηθά κεπνιύ θνληηλά ζεκεία δέζεσοζπλίζηαηαη κεγάινο αξηζκόοβαζκίδσλ απόζηαμεο
z Απνζηαθηηθέο ζηήιεο αξγνύπεηξειαίνπ πεξηέρνπλ αξθεηέοβαζκίδεο (>60) ιόγσ ηνπ κεγάινπεύξνπο κνξίσλ θαη ησλ αληηζηνίρσλζεκείσλ δέζεώο ηνπο
Τποθοδοζία
Q
Αέπιο
πποϊόν
Υγπό
πποϊόν
Τεσνολογίερ Εκμεηάλλεςζηρ και Αξιοποίηζηρ Υδπογονανθπάκων © Σηέλλα Μπεζεπγιάννη 2009 15
Σςμπςκνωηήρ - ΔπαναπποήΑέπιο
z Σα αέξηα πνπ θεύγνπλ από ηνεπάλσ κέξνο ηεο ζηήιεοζπκπαξαζύξνπλ θαη θάπνηαβαξύηεξα κόξηα
z Σα αέξηα ςύρνληαη ζην ζπκππθλσηή(condenser) όπνπ ζπκππθλώλνληαηηα βαξύηεξα κόξηα θαη επαλέξρνληαηζηε ζηήιε
z Ο ξπζκόο επαλαξξνήο (reflux)επεξεάδεη ηελ απόδνζε ηεο Τποθοδοζία
απόζηαμεο
z Όζν κεγαιύηεξνο ν ξπζκόοεπαλαξξνήο ηόζν κηθξόηεξνοαξηζκόο βαζκίδσλ απαηηείηαη Q
πποϊόν
Υγπό
πποϊόν
Τεσνολογίερ Εκμεηάλλεςζηρ και Αξιοποίηζηρ Υδπογονανθπάκων © Σηέλλα Μπεζεπγιάννη 2009 16
Υγπή ΑνακςκλοθοπίαΑέπιο
z Σα ζπζηήκαηα πγξήο αλαθπθινθνξίαο(pumparounds) δίλνπλ επηπιένλζεξκόηεηα ζηε ζηήιε
z Απνηεινύλ κνριό εμηζνξξόπεζεο ηεοθαηαλνκήο πγξνύ-αεξίνπ ζηε ζηήιε
z Απμάλνληαο ηελ ελέξγεηα πνππξνζζέηνπλ
- ειαηηώλνπλ ην έξγν ηνπ ζπκππθλσηή- ειαηηώλνπλ ην βαζκό δηαρσξηζκνύ ζην
επάλσ κέξνο ηνπ ζπζηήκαηνο πγξήοαλαθπθινθνξίαο Τποθοδοζία
�αιιά όρη ζην θάησ κέξνο ηνπο
z Υξεζηκνπνηνύληαη θαη γηα ξύζκηζε ηνπζεκείνπ απόζηαμεο ησλ πιεπξηθώλπξντόλησλ (side streams)
Q
πποϊόν
πποϊόν 1
πποϊόν 2
Υγπό
πποϊόν
Τεσνολογίερ Εκμεηάλλεςζηρ και Αξιοποίηζηρ Υδπογονανθπάκων © Σηέλλα Μπεζεπγιάννη 2009 17
Παπάμεηποι Απόζηαξηρ
z Πίεζε θαη ΓP- Βαζκόο εμαέξσζεο- Θεξκνθξαζηαθό πξνθίι- ρεηηθή πηεηηθόηεηα ζπζηαηηθώλ- Γηαρσξηζκό
z Θεξκνθξαζηαθό πξνθίι ζηήιεο
z Δλέξγεηα πνπ εηζάγεηαη
z ρεδηαζκόο ζηήιεο- Αξηζκόο βαζκίδσλ, ζεκείν ηξνθνδνζίαο θηι
z Ρπζκόο εμαγσγήο πξντόλησλ
Τεσνολογίερ Εκμεηάλλεςζηρ και Αξιοποίηζηρ Υδπογονανθπάκων © Σηέλλα Μπεζεπγιάννη 2009 18
6/10/2014
4
Αποζηάξειρ ζηο Γιςλιζηήπιο
n Αηκνζθαηξηθή απόζηαμε (atmospheric distillation)- Πξώηνο δηαρσξηζκόο αξγνύ πεηξειαίνπ
o Απόζηαμε ππό θελό (vacuum distillation)- Γηαρσξηζκόο βαξύηεξνπ πξντόληνο αηκνζθαηξηθήοαπόζηαμεο
p Γηαρσξηζκόο πξντόλησλ ελδηακέζσλ δηεξγαζηώλ(fractionation)
- Τδξνγνλνεπεμεξγαζίαο, θαηαιπηηθήο ππξόιπζεο θηι
q Γηαρσξηζκόο αεξίσλ πξντόλησλ (stabilizer)
Τεσνολογίερ Εκμεηάλλεςζηρ και Αξιοποίηζηρ Υδπογονανθπάκων © Σηέλλα Μπεζεπγιάννη 2009 31
1. Αημοζθαιπική Απόζηαξη
z Πξώην ζηάδην δηαρσξηζκνύ αξγνύ
πεηξειαίνπ- Πξνεγείηαη ε αθαιάησζε θαη πξνζέξκαλζε
αξγνύ πεηξειαίνπ
z Πξντόληα- Διαθξηά αέξηα, λάθζα, θεξνδίλε, ειαθξύ θαη
βαξύ αηκνζθαηξηθό αεξηέιαην (gasoil)
zΛεηηνπξγηθέο ζπλζήθεο- Θεξκνθξαζία ηξνθνδνζίαο: 340-380νC
- Πίεζε: 25-30 psi
Τεσνολογίερ Εκμεηάλλεςζηρ και Αξιοποίηζηρ Υδπογονανθπάκων © Σηέλλα Μπεζεπγιάννη 2009 32
1. Αημοζθαιπική Απόζηαξη
Πηγή: Fundamentals of Petroleum Refining (www.pdhengineer.com)
Τεσνολογίερ Εκμεηάλλεςζηρ και Αξιοποίηζηρ Υδπογονανθπάκων © Σηέλλα Μπεζεπγιάννη 2009 33
2. Απόζηαξη Υπό Κενό
zΓηαρσξηζκόο ησλ βαξύηεξσλ θιαζκάησλ ηνπ
αξγνύ πεηξειαίνπ- Τπόιεηκκα αηκνζθαηξηθήο απόζηαμεο
(atmospheric resid)
z Πξντόληα- Αέξηα, ειαθξύ θαη βαξύ αεξηέιαην θελνύ (VGO),
ππόιεηκκα (vacuum bottoms)
zΛεηηνπξγηθέο ζπλζήθεο- Θεξκνθξαζία ηξνθνδνζίαο: > 400νC
- Πίεζε: 15-30 mmHg
Τεσνολογίερ Εκμεηάλλεςζηρ και Αξιοποίηζηρ Υδπογονανθπάκων © Σηέλλα Μπεζεπγιάννη 2009 34
2. Απόζηαξη Υπό Κενό
Πηγή: Fundamentals of Petroleum Refining (www.pdhengineer.com)
Τεσνολογίερ Εκμεηάλλεςζηρ και Αξιοποίηζηρ Υδπογονανθπάκων © Σηέλλα Μπεζεπγιάννη 2009 35
3. Απόζηαξηρ Πποϊόνηων Γιεπγαζιών
zΓηαρσξηζκόο ηνπ ζπλνιηθνύ πξντόληνο
δηεξγαζηώλ κεηαηξνπήο- Τδξνγνλνεπεμεξγαζία, θαηαιπηηθή ππξόιπζε θηι
z Μηθξέο ή κεγάιεο ζηήιεο αλάινγα κε ην
πξντόλ πξνο δηαρσξηζκό
z Πξντόληα- Αέξηα, ελδηάκεζα, ππόιεηκκα
zΛεηηνπξγηθέο ζπλζήθεο- Θεξκνθξαζία αλάινγε κε ην πξντόλ
- Αηκνζθαηξηθή πίεζε
Τεσνολογίερ Εκμεηάλλεςζηρ και Αξιοποίηζηρ Υδπογονανθπάκων © Σηέλλα Μπεζεπγιάννη 2009 36
6/10/2014
5
3. Απόζηαξη Πποϊόνηων Γιεπγαζιών
Απαέξηα
Απόζηαγκα
Αηκόο
Πξντόλ 1
Αηκόο
Πξντόλ 2
Σξνθνδνζία
ΑηκόοΠξντόλ 3
Αηκόο
Τπόιεηκκα
Τεσνολογίερ Εκμεηάλλεςζηρ και Αξιοποίηζηρ Υδπογονανθπάκων © Σηέλλα Μπεζεπγιάννη 2009 37
4. Απόζηαξη Αεπίων Πποϊόνηων
zΓηαρσξηζκόο ησλ ειαθξύηεξσλ θιαζκάησλ
πνπ ιακβάλνληαη από ην αξγό πεηξέιαην- Μίγκα αεξίσλ θαη λάθζαο
z ηήιεο κηθξήο δηακέηξνπ
z Έρνπλ κεγάιν αξηζκό βαζκίδσλ
zΛεηηνπξγνύλ ππό πςειή πίεζε (15-20 atm)
z Φάζεηο δηαρσξηζκνύC1-C4
15-20atm
C1-C2
30atmC3
25atmΝάθζα
C5
C3-C4
+ C4
Τεσνολογίερ Εκμεηάλλεςζηρ και Αξιοποίηζηρ Υδπογονανθπάκων © Σηέλλα Μπεζεπγιάννη 2009 38
4. Απόζηαξη Αεπίων Πποϊόνηων
Απαέξηα
Απόζηαγκα
Σξνθνδνζία
Τπόιεηκκα
Τεσνολογίερ Εκμεηάλλεςζηρ και Αξιοποίηζηρ Υδπογονανθπάκων © Σηέλλα Μπεζεπγιάννη 2009 39
Αποζηακηικέρ Σηήλερ - Βαθμίδερ
z Καηαθόξπθνη ραιύβδηλνη θύιηλδξνη κεγάινπ
ύςνπο (π.ρ. 30m) θαη δηακέηξνπ 3-4m
zΓηαρσξηζκόο
επηηπγράλεηαη κε
πνιιέο βαζκίδεο- Οξίδνληαη κε
δίζθνπο πάλσ
ζηνπο νπνίνπο
γίλεηαη ε
θιαζκάησζε
Πηγή: Σηούπναρ Σ., Λόηρ Δ. και Εαννίκορ Φ., Σημειώζειρ Τεσνολογίαρ Καςζίμων και Λιπανηικών, 2002
Τεσνολογίερ Εκμεηάλλεςζηρ και Αξιοποίηζηρ Υδπογονανθπάκων © Σηέλλα Μπεζεπγιάννη 2009 40
Βεληιζηοποίηζη
z Μεγηζηνπνίεζε νηθνλνκηθώλ θξηηεξίσλ
ξπζκίδνληαο ξνή ηξνθνδνζίαο, απνδόζεηο θαη
πνηόηεηα πξντόλησλ θαη ελεξγεηαθέο
απαηηήζεηο, ιακβάλνληαο ππ’ όςε ηνπο
ζρεδηαζηηθνύο πεξηνξηζκνύο ηεο κνλάδαο
zΑύμεζε απόδνζεο πξντόλησλ- Αύμεζε ηεο ελέξγεηαο ηνπ θαπζηήξα (reboiler)
- Μείσζε θαηαλάισζεο ελέξγεηαο από ζπζηήκαηα
πγξήο αλαθπθινθνξίαο
- Αύμεζε ηνπ αηκνύ δηαρσξηζκνύ (stripping steam)
Τεσνολογίερ Εκμεηάλλεςζηρ και Αξιοποίηζηρ Υδπογονανθπάκων © Σηέλλα Μπεζεπγιάννη 2009 41Πηγή: ExxonMobil Refinery (www.exxonmobil.com)
Τεσνολογίερ Εκμεηάλλεςζηρ και Αξιοποίηζηρ Υδπογονανθπάκων © Σηέλλα Μπεζεπγιάννη 2009 42