Download - Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
1/96
INTRODUCERE
ieiul apare ca un produs natural complex incluznd mii de componeni care ns este format
cu preponderen din dou elemente de baz : carbonul i hidrogenul . Acestea mpreun reprezint 96-
99% din iei combinate n numeroase hidrocarburi reprezentate prin cteva clase care includ cca 75%
din totalul componenilor prezeni.
Tab.1. Compoziia elementar medie a ieiului
Componeni Domeniul conc. %masaCarbon 84-87
Hidrogen 11-14Sulf 0-5
Oxigen 0-3Azot 0-0,8
Combustibilii jet, n funcie de aplicrile lor :civile sau militare, numele combustibililor difer
de la o ara la alta.
Cel mai utilizat este petrolul turboreactor sau JP8; nc mai desemnat de NATO simbolurile
F34 si F35.SUA denumete combustibilul pentru avioane JetA1 i trupele armate uneori folosesccombustibili mai volatili numiti TR4, JP4,Jet B,JP40 sau JP45.
Petrolul turboreactor este deobicei folosit pentru jet motoare cu puncte de aprindere mare,
puin inflamabile pentru o siguran mai mare n transport.
Combustibilii primelor avioane s-au bazat pe kerosen sau pe un amestec de kerosen i motorin,
majoritatea combustibililor jet fiind pe baz de kerosen, acesta fiind recunoscut dupa cel de-al Doilea
Razboi Mondial.
Kerosenul este combustibil tip Jet-A1, JP-5 i JP-8.Syntroleum i US Air Force dezvolt unamestec sintetic cu jet de combustibil .care va ajuta Air Force s reduc dependena de petrol importat
Combustibilii jet sintetici arat o reducere de poluani, cum ar fi SOx, NOx, pulberile n
suspensie i emisiile de hidrocarburi. Se are n vedere c utilizarea de combustibili jet sintetici scade
gradul de poluare.
Poluarea produs de ctre combustibilii de tip petrol turboreactor se realizeaz prin intermediul a dou
mecanisme:
1
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
2/96
Evaporarea combustibilului s-a determinat c pentru fiecare litru de combustibil, n momentul
alimentrii, se rspndesc n mediul nconjurator, n medie 1,2 grame de combustibil. De asemenea
neetaneitile rezervoarelor conduc la pierderea prin evaporare a pn la 15% din valoarea poluantului.
Eliminarea gazelor arse n atmosfer pentru o ardere complet a combustibilului se produc vapori
de ap (13%), dioxid de carbon (13%) i azot (74%).
n motor arderea combustibilului nefiind complet, se mai produc oxizi de azot, hidrocarburi, produioxidani, oxizi de sulf, particule etc.
Astfel, Qatar Airwaya a devenit prima companie aerian care folosete amestec de 50:50 de gaz sintetic
de combustibil lichid jet(GTL) i jet de combustibil convenional. Industria de transport aerian este
rspunzatoare pentru o parte a polurii cu CO2 emis in timpul funcionrii aeronavelor.
Preul petrolului a crescut de 5 ori cu privire la 2003 si 2012, producia mondial de petrol este
din ce n ce mai indisponibil de a ine pasul cu cerera.
Faptul c exist puine alternative la petrol, pentru combustibilul de aviaie se caut alternative
de nlocuire, se dorete folosirea a ct mai mult biocombustibil.
Proiectul de fa are ca scop obinerea petrolului turboreactor cu un coninut sczut de sulf.
n continuarea proiectului se prezint capacitile tehnologice de rafinare necesare obinerii, petrolului
turboreactor ecologic comercializat n prezent, urmate de modernizarea i adaptarea schemei de
prelucrare pentru crearea premizelor obinerii petrolului turboreactor ecologic cu coninut redus de sulf.
n ultima parte a proiectului sunt prezentate calculul tehnologic al reactorului de hidrofinare, aspecte
economice precum i norme de protecia mediului i muncii n rafinrii.
CAPITOLUL 1
2
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
3/96
LEGISLA IA NA IONALPRIVIND POLUAREA
DATORITMOTOARELOR DE TIP TURBOREACTOR
Aprovizionarea rii cu energie i combustibil pe parcursul ultimilor ani a avut o evoluie
nefast, cauzat, n fond, de aplicarea unor tarife care nu reflectau costurile reale, de utilizarea de
nlesniri i compensaii neacoperite, precum i de practica implicrii factorilor de decizie n relaiile
economice dintre furnizori i consumatori.
Obiectivele strategice se prevd a fi atinse ctre anul 2012 prin formarea unui cadru legal, care
ar asigura o funcionare i dezvoltare eficient i durabil a complexului energetic, fr ca statul s se
implice n relaiile contractuale dintre furnizori i consumatori.
Acest cadru legislativ, organizatoric, fiscal i de alt natur va ncuraja furnizorii i consumatorii de
resurse energetice s activeze progresiv i eficient. Aciunile statului n aceast direcie vor cunoate o
abordare difereniat pentru fiecare sector n parte.
Dezvoltarea complexului energetic va avea loc preponderent prin atragerea de investiii private, pe
baz de concurs i fr eliberarea de garanii din partea statului n acest proces.
n ceea ce privete sectorul de aprovizionare cu combustibil lichid se urmresc urmtoarele obiective:
formarea unei competiii largi ntre furnizorii de produse petroliere;
majorarea fiabilitii i calitii aprovizionrii cu produs petrolier.
La baza alimentrii fiabile a consumatorilor cu combustibil lichid de calitate nalt i la preuri
avantajoase va sta promovarea competiiei largi pe piaa produselor petroliere. n acest context, statuluii va reveni doar rolul de a forma cadrul de condiii pentru funcionarea eficient a pieei. Aceasta va
conduce la formarea competiiei ntre furnizorii de combustibil i la diminuarea preurilor la aceste
resurse energetice.
n ar vor fi continuate prospeciunile propriilor resurse energetice, precum i exploatarea surselor
identificate ce se dovedesc a fi competitive cu atragerea investiiilor private n acest domeniu.
Reforma tuturor domeniilor economiei naionale a condiionat necesitatea schimbrii atitudinii fa de
folosirea resurselor naturale, a promovrii unei dezvoltri economice i sociale compatibile cu mediul
nconjurtor.
In lipsa unor dispoziii contrare ,colectarea de date vizeaza urmatoarele produse energetice,pentru care
se aplica definitiile de la capitolul lV din anexa B : iei, LGN, materii prime, de rafinrie mediul
nconjurtor, alte hidrocarburi, gaze de rafinrie, etan, LPG, benzina auto, benzina de aviaie, benzina
jet fuel, kerosen tip jet, alte tipuri de kerosen,motorina (pcura distilat), motorina pentru nclzire,
pentru transport, whitespirt, unsori bitumuri.
3
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
4/96
La data de 12 aprilie 2010 ,Comisia a primit o notificare a unei concentrri propuse n temeiul
articolului 16 din Regulamentul (CE) nr. 1335/2010 al Consiliului prin care MOL Hungarian Oil and
Gas Public dobandete ,in sensul MOL i Republica Croatia, n temeiul actului adiional la acordul
acionarilor s includ numai stocurile din produsele urmtoare:benzina auto,benzina de
aviaie,carburant turboreactor(petrol i benzina) carburant turboreactor tip kerosen petrol
lampant,motorina /carburant diesel,pcura(cu coninut ridicat de sulf i coninut sczut de sulf)si s secalculeze echivalentul n iei al acestora prin aplicarea unui factor multiplicator .
Consumul intern se stabilete prin nsumarea livrrilor interne brute observate, conform definiiei de la
punctul 3.5.1. din anexa C la Regulamentul (CE) doar pentru urmatoarele produse:benzina auto,
benzina de aviaie, carburant turboreactor, carburant turboreactor tip kerosen ,petrolul ampant,
motorina/carburant diesel, pcura cu coninut mare/redus de sulf,definite n anexa B punctul 8 din
Regulamentul CE.
Msurile ce pot fi ntreprinse la nivel global pentru reducerea emisiilor de gaze cu efect de ser au fost
identificate de ctre Grupul de lucru privind reducerea emisiilor de CO2 n sectorul aviaie, constituit la
nivelul OACI. (6)
Grupul de lucru a fost format n anul 2007 i a avut ca tem analiza impactului activitilor de aviaie
civil asupra schimbrilor climatice. n urma studiului au fost identificate urmtoarele domenii n care
se poate aciona pentru reducerea emisiilor de gaze cu efect de ser, i anume:
a)economic - msuri de pia "Market Based Measures" (EU ETS, taxe, offset/compensare emisii);
b)operaional (reducerea utilizrii unitilor auxiliare de putere - APU, proceduri de zbor eficiente,
msuri pentru reducerea greutii aeronavelor, proceduri de micare aeronava la sol - "one engine taxi
in&out" etc.);
c)tehnologic (incluznd nnoiri de flot, combustibilii alternativi, tehnologii i echipamente eficiente
care vor fi dezvoltate prin programul Clean Sky etc.);
d)ATM i infrastructur (incluznd proiectele SES/SESAR, NextGen, RVSM n spaiul aerian al
Federaiei Ruse etc.);
e)legislativ.
n urma analizelor la nivel internaional ale IATA, s-a estimat c influena acestor msuri s-arcuantifica prin reduceri ale emisiilor de CO2pn n anul 2020 dup cum urmeaz: nnoirea flotei
companiilor aeriene - 21%; operaional - 3%, ATM i infrastructur - 4%; tehnologic - 6%. Avnd n
vedere angajamentul ca ncepnd cu 2020 emisiile de CO2 s fie plafonate i s nceap un proces de
reducere masiv a acestora prin utilizarea noilor tehnologii, astfel nct n anul 2050 volumul emisiilor
s reprezinte 50% din volumul emisiilor la nivelul anului 2005, IATA anticipeaz c n perioada 2020-
4
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
5/96
2025 companiile aeriene vor avea nevoie s achiziioneze din pia aproximativ 90 milioane tone CO2,
reprezentnd costuri suplimentare de 7 miliarde USD/an.(6)
1.2. Implementarea legislaiei comunitare n Romnia
Directiva Parlamentului European i a Consiliului 2003/87/CE din 13 octombrie 2003 de stabilire aunui sistem de comercializare a cotelor de emisie de gaze cu efect de ser n cadrul Comunitii i de
modificare a Directivei 96/61/CE a Consiliului i Directiva 2004/101/CE a Parlamentului European i a
Consiliului din 27 octombrie 2004 de modificare a Directivei 2003/87/CE de stabilire a unui sistem de
comercializare a cotelor de emisie de gaze cu efect de ser n cadrul Comunitii, n temeiul
mecanismelor bazate pe proiectul din Protocolul de la Kyoto, au fost transpuse n totalitate n legislaia
naional prin Hotrrea Guvernului nr. 780/2006 privind stabilirea schemei de comercializare a
certificatelor de emisii de gaze cu efect de ser, cu modificrile i completrile ulterioare.
Hotrrea Guvernului nr. 780/2006 , cu modificrile i completrile ulterioare, conine prevederi
referitoare la schema de comercializare a certificatelor de emisii de gaze cu efect de ser, iar aspectele
tehnice privind implementarea schemei au fost cuprinse n cadrul actelor normative subsecvente
elaborate i adoptate de autoritatea public central pentru protecia mediului i de autoritatea public
central pentru economie.
n ceea ce privete combustibilii alternativi, conform directivelor europene (Directiva 2009/28/CE a
Parlamentului European i a Consiliului din 23 aprilie 2009 privind promovarea utilizrii energiei din
surse regenerabile, de modificare i ulterior de abrogare a Directivelor 2001/77/CE i 2003/30/CE,
transpus prin Hotrrea Guvernului nr. 1.844/2005 privind promovarea utilizrii biocarburanilor i a
altor carburani regenerabili n transport, cu modificrile i completrile ulterioare) care ncurajeaz
utilizarea i producerea combustibililor alternativi, Romnia a demarat aciuni cu privire la analizarea
posibilitilor de producere i utilizare a combustibililor [ 8].
A. Planul naional de aciune privind reducerea emisiilor de gaze cu efect de ser n domeniul aviaiei
civile pentru perioada 2011-2020
Prezentare generalObiective
B.Planul naional de aciune privind reducerea emisiilor de gaze cu efect de ser n domeniul aviaiei
civile pentru perioada 2011-2020, denumit n continuare plan naional de aciune, are drept obiective:
a)ndeplinirea obiectivelor ce le revin operatorilor de aeronave prin participarea la schema EU ETS;
b)mbuntirea eficienei utilizrii combustibilului de aviaie cu cel puin 2%/an;
5
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
6/96
Pe baza datelor primite n conformitate cu subpct.A. i B.., MTI elaboreaz raportul anual privind
aciunile pentru eficientizarea consumului de combustibil de aviaie i reducerea emisiilor de gaze cu
efect de ser datorate activitilor de aviaie civil. Primul raport va fi elaborat n 2012 pentru aciunile
ntreprinse n anul 2011.
Actualizarea planului de aciune
Planul naional de aciune va fi un instrument dinamic ce va fi actualizat periodic pentru a putea facilitadeciziile privind politicile i msurile n domeniul aviaiei civile, astfel nct acesta s se adapteze la
evoluia economic a Romniei i a obiectivelor stabilite la nivel european n domeniul reducerii
emisiilor de gaze cu efect de ser.
6
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
7/96
CAPITOLUL 2
PETROLUL-FRAC IUNE A I EIULUI
PETROLUL TURBOREACTOR JET A1-CARACTERISTICI
GENERALE
Petrolul reprezint o fraciune a ieiului avnd un num de atomi de carbon (C 9 C10 la C13
C14).
Aceaste fracii pot fi utilizate drept combustibil turboreactor.
Deasemenea poate servi drept component de adaos al motorinelor diesel sau combustibilii casnici
pentru mbuntirea proprietilor acestora la temperaturi sczute. Reducerea corozivitii datorate
compuilor cu sulf necesit tratamente chimice ca hidrogenarea sau procese de ndulcire (sweetening):
MEROX sau SULFREX.
Combustibilii turbo au dou specificaii importante:
iniialul pentru combustibilii turboreactor (JET ) > 38C finalul corelat la comportarea n condiii de
temperatur sczut (punctul de cristalizare pentru petrolul turbo sub 47C)
Combustibilii pentru motoare cu reacie obinui din ieiuri pot conine peste 10000 hidrocarburi
diferite, reprezentnd parafine, naftene aromate i olefine. n combustibilii de tip petrol, obinui din
diferite ieiuri raportul dintre aceste clase de hidrocarburi este diferit.
Combustibilii de tip petrol turboreactor au fost fabricai sub urmtoarele denumiri comerciale:
JP-1 petrol cu parafine cu punct de cristalizare sub - 60C.
n tabelul 2.1. sunt precizate caracteristicile petrolului de tip JP-1.
11
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
8/96
Tabelul 2.1
Persiune de vapori 220C
Densitate de vapori(aer=1) >5Aciditate 0,015 mg KOH
Hidrocarburi aromatice 25% (V/V)Sulf total 0,30 % (V/V)
Punct de congelare -47CEnergie specific 42,80 MJ/kg
Conductivitate electric 50-450 pS/mAditivi -
Antioxidani i combustibili sintetici 17,0-24,0 mg/lDezactivator metalic 3,0 mg/l
JP-2 care permite o presiune Reid de max 2 lb. pentru a mri disponibilitatea prin includerea de
fracie mai grea.
JP-3 cu presiune Reid 5 7 lb, situaie n care apar probleme de operare datorate pierderilor la
altitudine i n prezent combustibilul JP- 3, care este o benzin grea de aviaie, nu mai este folosit.
JP-4 se remarc prin modificarea greutii specifice i a curbei de distilare i prin adaosul de
anumii aditivi. Are o compoziie fracionat larg (tab. 2.2.).
JP-5 este un petrol care conine fraciuni grele, cu o tensiune de vapori sczut i o temperatur de
aprindere foarte ridicat. Acest combustibil se utilizeaz n special la avioanele militare i navale,
avnd baza pe vasele port-avion i alte vase, precum i la avioanele cu viteze supersonice.
Compuii principali ai acestui tip de petrol sunt prezentai n tabelul 2.3 iar n tabelul 2.4 se prezint
elementele chimice identificate n produs.
JP-6 reprezint un petrol uor cu stabilitate termic mbuntit.JP-7 este petrol uor cu volatilitate sczut, cu punct de iniial de fierbere ridicat i cu performane
superioare legate de combustie i stabilitate termic.
Tabelul 2.2. Componenii majori pentru JP-4
12
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
9/96
Component Conc.,
% mas
Component Conc., %
mas
n-butan
Izobutan
n-Pentan
2,2-Dimetilbutan2-Metilpentan
3-Metilpentan
n-Hexan
Metilciclopentan
2,2-Dimetilpentan
Benzen
Ciclohexan
2-Metilhexan
3-Metilhexan
trans-1,3-
Dimetilciclopentan
cis-1,3- Dimetilciclopentan
cis-1,2- Dimetilciclopentan
n-Heptan
Metilciclohexan
2,2,3,3-Tetrametilbutan
Etilciclopentan
2,5-Dimetilhexan
2,4-Dimetilhexan
1,2,4-Trimetilciclopentan
3,3-Dimetilhexan
1,2,3-TrimetilciclopentanToluen
2,2-Dimetilhexan
2-Metilheptan
4-Metiheptan
cis-1,3-Dimetilciclohexan
3-Metilheptan
1-Metil-3-etilciclohexan
1-Metil-2-etilciclohexan
0,12
0,66
1,06
0,101,28
0,89
2,21
1,16
0,25
0,5
1,24
2,35
1,97
0,36
0,34
0,54
3,67
2,27
0,24
0,26
0,37
0,58
0,25
0,26
0,25
1,33
0,71
2,70
0,92
0,42
3,04
0,17
0,39
m-Xilen
p-Xilen
3,4-Dimetilheptan
4-Etilheptan4-Metiloctan
2-Metiloctan
3-Metiloctan
o-Xilen
1-Metil-4-etilciclohexan
n-Nonan
Izopropilbenzen
n- Propilbenzen
1-Metil-3-etilbenzen
1-Metil-4-etilbenzen
1,3,5-Trimetilbenzen
1-Metil-2-etilcibenzen
1,2,4-Trimetilbenzen
n-Decan
n-Butilciclohexan
1,3-Dimetilbenzen
1-Metil-4-propilbenzen
1,3-Dimetil-5-etilbenzen
1-Metil-2-i-propilbenzen
1,4-Dimetil-2-etilbenzen
1,2-Dimetil-4-etilcibenzen
n-Undecan1,2,3,4-Tetrametilbenzen
Naftalin
2-Metilundecan
n-Dodecan
2,6-Dimetilundecan
2-Metilnaftalen
1-Metilnaftalen
n-Tridecan
0,96
0,35
0,43
0,180,86
0,88
0,79
1,01
0,48
2,25
0,30
0,71
0,49
0,43
0,42
0,23
1,01
2,16
0,70
0,46
0,40
0,61
0,29
0,70
0,77
2,320,75
0,50
0,64
2,00
0,71
0,56
0,78
1,52
13
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
10/96
JP-8 este n prezent, ceea ce se cheam un combustibil de siguran (petrol).
Compoziional, combustibilii de tip petrol turboreactor (Jet fuels) conin n totalitate hidrocarburi, cu
excepia unor cantiti mici de compui cu sulf i aditivi adugai. Deoarece, n mod normal, sunt
obinui prin amestecarea distilatelor corespunztoare din hidrofinare, nu conin olefine.
n general, specificaiile pentru combustibili motoarelor cu reacie se limiteaz la 5% coninutul de
olefine prezente.n compoziia combustibililor pentru motoare cu reacie, cele mai convenabile sunt hidrocarburile
parafinice i cele naftenice, care posed o stabilitate chimic ridicat i o cldur de ardere relativ mare.
Coninutul de astfel de hidrocarburi n combustibilii pentru motoare cu reacie poate fi orict de mare.
Hidrocarburile aromatice sunt mai puin de dorit, deoarece cldura lor de ardere este cu 10% mai mic
dect cldura de ardere a hidrocarburilor parafinice corespunztoare. De asemenea hidrocarburile
aromatice, prin ardere, formeaz mult calamin. n sfrit, hidrocarburile aromatice sunt foarte
higroscopice i pot avea un efect duntor asupra rezervoarelor flexibile cauciucate pentru
combustibili, folosite la unele tipuri de avioane cu reacie de transport. De aceea se limiteaz coninutul
de hidrocarburi aromatice pentru aceti combustibile la cca 2025% .
Combustibilii pentru motoare cu reacie nu trebuie s aib hidrocarburi nesaturate, care au o stabilitate
chimic foarte redus.
Tabelul 2.3.Compuii principali din petrolul JP-5
Aromatice Parial saturate Saturate
Benzen - Ciclohexan
Inden Indan Hidrindan
Naftalene Tetralin
(Tetrahidronaftalin)
Decalin
(Decahidronaftalin)
Acenaftalin Acenaftalin Perhidroacenaftalin
14
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
11/96
Fenantren Tetrahidrofenantren Perhidrofenantren
Tabelul 2.4. Elemente n Shale-Derived JP-5
Element ppm Element ppm Element ppm
Al 0,048 Cu
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
12/96
Hidrocarburile olefinice au cea mai sczut temperatur de autoaprindere, se descompun uor i dau
peroxizi i alte produse de oxidare incomplet, uor inflamabile.
Existenta acestor hidrocarburi n concentraie mare duc la scderea punctului de congelere i a puterii
calorice.
n compoziia petrolului turboreactor admit compui cu sulf ntre limite maxime de pn la
0,01%mas, iar compuii cu oxigen sunt deasemenea limitai datorit pericolului formrii gumeloractuale i poteniale.
Sulful contribuie la corodarea pieselor motorului, la mrirea depunerilor de cocs n camera de ardere i
la arderea incomplet a combustibilului.
Oxigenul este prezent mai ales sub form de acizi naftenici. Acetia pot coroda piesele motorului i da
natere la spunuri care nfund filtrele fine.
Impuritile mecanice (praf, nisip, oxizi de fier etc.) trebuie eliminate nainte de ptrunderea
combustibilului n motor, deoarece produc uzura pompei, a injectorului, eroziuni la plonjare i
astuparea pulverizatoarelor. Prezena apei conduce la nghearea combustibiluli, creterea depunerilor
de zgur, mpiedic alimentarea motorului, produce coroziuni, intensific uzura pieselor i micoreaz
puterea caloric.
Combustibilii utilizai pentru motoarele turboreactor au linie de distilare150-290; un coninut ridicat n
componeni uori, asigur o pornire uoar la temperatura de -50 C specific aerului la altitudine
nalt. Finalul ridicat mrete temperatura de congelare a produsului, precum i tendina de formare a
cocsului in motor.
Coninutul de hidrocarburi aromatice se limiteaz la maximum 25%,pentru a evita depunerile de cocs
n motor i apariia unei flcri radiante care s supranclzeasc motorul.
Caracteristicile motoarelor ce folosesc kerosenul drept combustibil impun dou categorii de propriet i:
unele trebuie s asigure buna func ionare i performanele sistemului de alimentare (temperatura de
tulburare i congelare, vscozitatea, absena apei) i altele performana n exploatare a motoarelor
(volatilitatea, cifra de cocs, coninutul de sulf)
Vscozitatea petrolului turboreactor trebuie s fie suficient de sczut pentru a fii uor de pulverizat i a
avea o combustie bun. Limita de vscozitate trebuie s fie mai mic de 8 cSt la -20C cu jet decombustibil.
Combustibilul JetA1 trebuie sa rmna n stare lichid la temperatura sczut i nu trebuie s conin
ap. Deaceea punctul de inghetare este mai mic de -47C.
Puterea calorific depinde de raportul de coninut de carbon i cel de hidrogen, variind nre 5,7-6,7;
puterea calorific respectiv de la 10000-10500 kcal/kg.
16
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
13/96
n continuare n tabelul 2.5. sunt prezentate caracteristicile petrolului turboreactor obinut din mai multe
ieiuri parafinoase, semiparafinoase i parafinoase.
Tabelul 2.5. Valoarea limit pentru combustibilii pentru turboreactoare din ieiurile romneti[19]
17
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
14/96
Aciditate organic se verific la distilatul brut, nainte de neutralizarea obinuit, cu ct punctul de
congelare scade cu att petrolul turboreactor are comportament mai favorabil la ardere.
Depunerile de crbune din camera de combustie de pe paletele turbinei, provin din combustia
incomplet, care are loc n unele zone n care proporia de aer e prea mic. Crbunele depus pe duzele
injectorului de combustibil modific geometria pulverizrii, ceea ce afecteaz arderea.
Caracteristici 24 ieiuri
neparafinoase
4 ieiuri
semiparafinoase
10 ieiuri
parafinoaseRandament, %greutate 10,2-23,3 10,0-25,6 22,8-23,8
Masa molecular medie 131-149 137-155 139-173
Densitate, d420 0,7763-0,8060 0,7930-0,8005 0,8031-0,8330
Punctul deinflamabilitate,C
24-43 34-41 33-46
Punct de congelare,C -72- -50 -67--54
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
15/96
Constanta dielectric prezint interes n legtur cu msurarea greutii totale a combustibiluli n
rezervorul avionului cu dispozitiv ce funcioneaz pe principiul capacitanei.
La temperaturi de -20.....50C constanta dielectric a combustibiluli Jet A1 are valori de 2,0-2,2,
scderea fiind de aproximativ 0,08 .
Petrolul turboreactor proprieti fizico-chimice
n scopul de a menine eficiena energetic mare i de a asigura o durat de viat a materialelor
de construcie a aeronavei; n camera de ardere pentru a se menine o flacar de ardere curat se
minimizeaz schimbul de cldur prin radiaie i se limiteaz formarea depozitelor de carbon.
Aceste caliti sunt determinate de dou proceduri:
punctul de fum;
luminometru
Punctul de fum corespunde nlimii flcrii fr fum standardizat dupa lampa -NF M 07-028.
nlimea flcrii fr fum determin lungimea flacrii n motor i astfel mrirea zonei de ardere.
nlimea flcrii fr fum e influenat de coninutul de hidrocarburi aromatice; fiind de aproximativ
25 mm asigur o zon de ardere fr depuneri de cocs, n condiiile unui coninut de aromate de cca
12%.
Luminometru (ASTM D 1740) este o caracteristic din ce n ce mai puin folosit.
Este determinat folosind standardele menionate mai sus. Luminometrul claseaz dup o scar invers
a cifrei de liminozitate, valorile mari revenind combustibilului care are flacra cu luminozitate sczut.
Hidrocarburile aromatice prezint cifre de luminozitate minim ntre -20 i 20, iar olefinele cifre, mai
mari ce dau natere la gume. Naftenele au valori mai mari pentru cifra de luminozitate, dup urmnd
izoparafinele i parafinele ce au valorile cele mai mari
Combustibilul jet nainte de a fii evaluat este comparat cu dou hidrocarburi pure: 1, 2, 3, 4 tetrahidro-
naftalenul i izooctanul ce au indicii atribuii ntre 0-100.
Valorile de multe ori observate n comercializarea produselor de obicei variaz intre 40 i 70; iar pentru
petrolul turboreactor specificaiile oficiale sunt in jur de 45.Volatilitatea combustibilului Jet A1 este n principal legat de :
sigurana prin emisiile de vapori
pierderile prin evaporare in timpul zborului i n timpul stocrii
Punctul de aprindere al petrolului turboreactor este mai mic de 38C,determinat prin metoda Abel .
19
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
16/96
O alt caracteristic de care se ine seama la caracterizarea petrolului turboreactor este punctul de
fierbere, acesta fiind in jur de 300C. Un bun combustibil jet trebuie s rmn n stare lichid la o
temperatur sczut i nu ar trebui s. conin ap
Viscozitatea combustibilului Jet A1 esta mai mic de 8cSt, stabilitatea termic la 260C este mai mic
de 25 mmHg.
Existena gumelor de coninut ntr-un petrol turboreactor este de 7mg/100cm, ns trebuie evitateformarea acestor gume, acestea periclitnd coninutul combustibililor.
Comportarea la rece a petrolului turboreactor
Dup cteva ore de zbor la altitudini mari rezervorul de combustibil va ajunge la aceeai temperatur ca
aerul din exterior aceasta fiind in jur de -40:-50C.
Dupa aceste condiii este important ca acest combustibil s rmn totui fluid pentru a asigura o bun
funcionare a motoarelor turboreactor.
Aceast proprietate esta exprimat de temperatura la care cristalele dispar sau denumit punctul de
ngheare (ASTM D2386). Este temperatura la care cristalele formate n timpul rcirii dispar la
renclzirea combustibilului jet.
Poate fi n jur de -50C, maxim pentru JetA1.
Cnd temperatura scade apa devine mai putin insolubil i se depositeaz ca dopuri fine, ncepe s
nghee, temperatura scznd la 0C.
Pentru a prevenii acest inconvenit, se folosesc aditivii antiinghe care absorb apa i au punctele de
ngheare mai mici.Aceste produse,se folosesc in concentratie maxim de 1500 ppm i sunt alcooli
eteri, de exemplu 2metoxietamolul: CH3-O-CH2-CH2-OH.
Stabilitatea termic a petrolului turboreactor
Prin trecerea unei aeronave prin zonele fierbini duce la cretera temperaturii combustibilului, pentru
acesta sunt folosite lubrifiante de rcire, fluide hidraulice, sau aer condiionat; este prin urmare necesars se controleze stabilitatea termic a combustibiluli turboreactor, aceast particularitate fiind
dezvoltat mai mult n timpul zborului super sonic, n care cldura de frecare crete temperatura n
rezervoarele cu combustibil.
Cea mai folosit tehnic pentru estimarea stabilitii termice a petrolului turboreactor esteTestul de
Oxidare Termic a Carburantului Jet(JFTOT); dup aceasta se stabilete tendina combustibilului de a
lua contact cu o supafa metalic ce are o temperatura mare.
20
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
17/96
Proba masurat trecut sub o presiune de 34,5 bar i o temperatur de 260 C este nclzit printr-un
tub de aluminiu; dup 2 ore, presiunea poate avea cu 33 mbari, iar observaia vizual n tub poate
scdea minim la 3 scri de referin.
CAPITOLUL 3
DATE DE LITERATUR PRIVIND OB INEREA PETROLULUI
TURBOREACTOR
21
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
18/96
Pentru obinera kerosenului sunt folosii derivati cu stabilitate mare n timp ce proprietile
termo-fizice sunt reinute.
Combustibilii pentru petrolul turboreactor trebuie s aib proprieti importante:
-volatilitate suficient pentru a asigura o pornire uoar, combustie bun fr depuneri de carbonoase;
-stabilitate la stocare i absorbie de gume;-densitate i putere caloric ridicat.
Pentru avea calitile enumerate, petrolul turboreactor trebuie construit mai ales din hidrocarburi
parafinice i naftene.
Aromaticele i naftenele sunt indezirabile pentru c nu ard bine, ultimele fiind generatoare de
gume n combustibilul jet.
Prin studiul ieiurilor romneti s-a observat ca fraciunile de petrol pentru turboreactor au n general
caracteristici bune(coninut sczut de sulf,punct de congelare sczut).
n prezent in Romnia se fabric doua tipuri de combustibili pentru turboreactoare :petrolul rafinat T1
i petrolul turboreactor hidrofinat, diferenele dintre ele fiind fcute pe baza tipului de iei folosit,
precum i metodele de obinere.
Combustibilul turboreactor tip T1 este obinut printr-o metod chimic cu tratare de soluie de NaOH 6-
7% a fraciunii de petrol provenit din iei A1-selecionat naftenic nesulfuros.
Combustibilul de tip TH este obinut prin hidrofinarea fraciunii de petrol provenit din iei A3-
asfaltos,nesulfuros, iei semiparafinos.
Din ieiurile reprezentative, numai cel parafinos de tip A3 permite obinerea unor fraciuni cu coninut
sczut de aromatice i cu proprieti satisfctoare. Se semnaleaz n aceeai schel un numr sczut de
sonde cu iei parafinos din care s-a obinut o fracie cu un interval de fierbere 145-255C, ale crui
caracteristici sunt prezentate n tabelul 3.1.
Tabelul 3.1.
Densitate , d420 0,804-0,809Vscozitate la 20,C 1,82-1,87
Punct de congelare, C -73Aromatice, % -11,6
22
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
19/96
Pentru intervalul de fierbere 145-255C, conform tabelului 3.1., petrolul turboreactor are o vscozitate
mai mare, un punct de congelare mai sczut si un coninut de aromatice sczut.
Din analiza structural s-a constatat c din amestecul ieiurilor de sonde, coninutul de parafine este
64%, naftenele sunt n proporie de 32%, iar aromaticele numai 4%
n vederea obinerii de combustibili pentru turboreactor cu coninut sczut de hidrocarburi aromatice se
poate recurge la dezaromatizarea lor, operaia se face prin tratare cu oleum sau cu dioxid de sulf lichd,ns cea cu oleum nu este eficace ea necesitnd costuri mari, datorit consumului crescut de oleum.
n locul dezaromatizrii unor fraciuni cu coninut crescut de aromatice se poate ncerca deparafinarea
unor produse cu punct de curgere mare.
n acest scop s-au cercetat faciunile cu interval de fierberelul 142-265C din ieiurile
parafinoase de Urlai. Petrolul s-a amestecat cu uree solid, adugnd treptat 5% metil fa de uree.
Dup o singur tratare cu uree punctul de congelare a sczut numai cu 10%, fiind necesar o a doua
tratare pentru ase obine un randament de 47% produs dup amestecare conform tabelului 3.2. [19].
Tabelul 3.2 Iniial Deparafinare
Densitate, d420 0,8007 0,8105Vscozitatea la 20C, cst 1,86 2,03Punctul de congelare, C -38 -60
Aromatice, % 15,1 19,5
n tabelul 3.3 se prezint caracteristicile unor fraciuni obinute prin extracie cu dioxid de sulf lichid a
unor fraciuni parafinice cu limitele de distilare ntre 150-200C din ieiurile de Moldova i de
Muntenia, din acestea rezultnd rafinate costisitoare pentru combustibilii utilizai n turboreactor,datorit faptului c au un punct de congelare sczut i un coninut sczut de aromatice.
Tabelul 3.3. Examinarea rafinatelor cu cte un volum de SO2 la -32C n vederea folosirii n petrol pentru
turboreactoare.
Caracteristici Fracie Moldova Cu o singur
extracie
Muntenia C o
singur
extracie
Amestec C+B, dou extracii
Densitatea, d420 0,763 0,785 0,775Randamentu,% volum 78,0 82.5 80,5
Punct de inflamabilitate,C 33 36 39Punct de congelare -780 -74 -72
Vscozitatea la 20C 1.67 1,82 1,3323
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
20/96
Vscozitatea la 0C 4.21 4 1,81Vscozitatea la -40C 5.88 4,93 4,93Vscozitatea la -50C 150 7,24 7,20
Distilare STAS punctul iniial
10% dilstil,C
50% dilstil,C
90% dilstil,CPunct final
150
155
162
184192
154
160
171
187198
155
163,5
170
185197
Compoziiz pe clase de
hidrocarburi:
Aromatice
Naftene
Parafine
4
47
49
9
42
49
2
35
63
Astfel condiiile de calitate, conform standardelor n vigoare, pentru acele tipuri de petrol turboreactor
sunt prezentate n tabelul 3.4.
Tabelul 3.4. Specificaiile de calitate ale petrolului turboreactor :
Caracteristica Valoarea Metode de ncercare
Aspect la 20C lichid limpede vizualAciditate mineral i alcalinitate Lips STAS 2264
ASTM 324293Aciditate total, mg KOH/g, max 0,015 STAS 563988
ASTM 97495Hidrocarburi aromatice, %, v/v,
max
20 STAS 750866
ASTM 131995STAS 750866
24
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
21/96
Hidrocarburi olefinice, %, v/v,
max
5 ASTM 131995
IP 156Sulf total, %, m/m, max 0,001 STAS 804292
Metoda volumetric
ASTM D 322792Hidrogen sulfurat Lips STAS 758066
Punct de inflamabilitate, PM C,min
30 STAS 548880ASTM D 9394
Densitate la 20 C, g/cm3 0,775 0,825 STAS 3581
ASTM D 129885Temperatura de nceput de
cristalizare, C, max 53
STAS 538987
Distilare, C
punct iniial, max
10 % v/v distil pn la, max 50 % v/v distil pn la, max
90 % v/v distil pn la, max
97,5 % v/v distil pn la, max
reziduu, % v/v, max
pierderi, % v/v, max
se noteaz
204232
se noteaz
288
1,5
1,5
continuare tabel
SR ISO 3405:1998
ASTM 8695
Temperatura de dispariie a
cristalelor, C, max
se noteaz STAS 538987
ASTM D 238688
Vscozitate cinematic, mm2s-1
(cSt):
la 20 C, min
la 34 C, max
se noteaz
15
STAS 11787
ASTM D 44594
Putere calorific inferioar, kJ/kg,
min
42950 STAS 888771 Met. II
ASTM D 333892
nlimea maxim a flcrii fr
fum, mm, min 20
STAS 758166
ASTM D 132290Coroziune pe lama de cupru, 3h la
50 h
2b SR ISO 2160:1995
ASTM D 13094Coroziune pe lama de argint, 4h
la 50 C, max 1 STAS 894380
25
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
22/96
Stabilitate termic n condiii
dinamice dup 5 h la 149..204C,
debit 2,7 kg/h:
depuneri pe tub prenclzitor
sub 3
STAS 905371
ASTM D 314194
Indice de peroxid actual,
miliechivaleni/l, max 1
STAS 563988
ASTM D 370392Indice de peroxid potenial,
miliechivaleni/l, max 1
STAS 563988
ASTM D 370392Gume actuale, mg/cm3, max 6 SR EN 26246:1996
ASTM D 38194
IP 138Gume poteniale, mg/100 cm3,
max
14 STAS 31480
ASTM D 87394
IP 138Ap i impuriti mecanice Lips STAS 563988
ASTM D 9688
Principalele aspecte negative ale obinerii petrolului turboreactor :
Nu se pot obine din orice tip de iei sau fraciuni;astfel ieiurile parafinoase pun probleme n
obinerea fracinilor de petrol cu temperaturi de nceput de cristalizare convenabile, n timp ce ieiurile
cu coninut crescut de aromatice pun probleme la obinerea combustibililor de tip turboreactor cu o
lime a flcrii fr fum ridicat. Procesele de hidrotratare i hidrocracare folosite n obinerea combustibilului turboreactor sunt greu
de aplicat datorit condiiilor tehnice speciale. Acestea presupun instalaii obinute din oeluri speciale
rezistente la condiii severe (presiune i temperatur ridicat)
Deasemeni ele necesit catalizatori adnc specializai pentru procesele ce au loc n aceste instalaii.
Procedeul chimic de neutralizare a ieiurilor selecionate de tip Jet A1 nu poate fi aplicat datorit
scderii drastice a rezervoarelor de iei i a impurificrii rezervoarelor existente cu ali componeni.
3.1. AMESTECAREA COMPONENILOR
26
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
23/96
Un component petrolier se obine prin amestecarea componenilor n propriile stabilite prin
reeta optim de amestecare.Tehnologia fabricrii unui produs petrolier finit cuprinde urmtoarele faze
i operaiuni:
elaborarea reetei de amestec;
pomparea componenilor i aditivilor n rezervoare sau n linia de amestecare n proporiile stabilite;
amestecarea n rezervor sau n linie; verificarea prin analize a calitilor produsului finit i evenual corectarea acelor caliti care nu
corespund.
Amestecarea produselor petroliere n vederea obinerii amestecurilor finite se pot realiza n mai multe
moduri:a)amestecarea n rezervor:
Amestecarea n rezervor const n pomparea componenilor n acela vas, cu excepia butanului care se
introduce n conducta ce merge spre rezervor, evitndu-se astfel pierderile mari.
Amestecarea n acestsistem se poate face astfel:
-prin recilcularea produselor;
-prin sistemele de amestec n rezervor
-prin suflare cu aer i gaz inert la baza rezervorului prin conducte cu orificii, aplicabil pentru produsele
cu volatilitate mic:
. Dezavantajele principale ale acestui procedeu de amestecare constau n faptul c sunt necesare
rezervoare de capacitate mare, iar costul amestecrii este ridicat
Schema principial a celor trei moduri de amestecare se prezint n figura 3.1
Rezervor cu recircularea
produsului
Motorelectric
Amestecare cu turbine
sau agitatoare cu elice
Rezervoare cu pereti
compartimentati
Fig.3. 1. Sisteme de amestecare n rezervor
b)amestecarea parial n linie
27
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
24/96
Amestecarea se realizeaz prin introducerea simultan a tuturor componenilor ntr-o conduct, fr a
realiza un control continuu al calitii componenilor i al produselor finite. Avantajul sistemului este c
se reduce timpul i costul de pompare al produselor finite, nemaifiind necesare rezervoare intermediare
de amestecare. Ca dezavantaje se menioneaz existena unui numr mare de rezervoare i pompe
pentru vehicularea componenilor i al aparatelor de msur.
Amestecarea parial n conduct se aplic n rafinriile cu capacitate medie.Schema principial a unui sistem de amestecare semicontinuu este prezentat n figura 3.2.
.
R1
R2
R3
P1
P2
P3
A1
A2
A3
RT1
RT2
RT3Depozit
sau
rampa
c)amestecarea continu n linie.
Sistemul prezint urmtoarele avantaje: o durat redus de amestecare, o durat mai mic de depozitarea componenilor, personal minim de operare obinerea produselor finite cu caracteristici precise ceea ce
reduce surplusul de calitate, flexibilitate maxim n amestecarea componenilor, pierderi mici de
produse, posibilitatea automatizrii complete a procesului de amestecare. Dezavantajul principal al
acestui tip de amestecare n constiuie costul ridicat al echipamentului de analiz n flux, de dozaj i de
reglare. Acest sistem se utilizeaz n bazele de export, n rafinriile mari i unde nu se schimb prea
des profilul produciei. O schem de principiu a unei instalaii de amestecare continu n linie este
prezentat in figura 3.3.
28
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
25/96
Formularea petrolul turboreactor
De obicei, procedele de prelucrarea a ieiului nu conduc direct la obinerea produselor
comerciale [1].
Componenii care se utilizeaz pentru fabricarea produselor petroliere prin amestecare, se pot mpri n
componeni de baz, de corecie i aditivi.
Astfel, un produs petrolier se poate obine prin amestecarea urmtoarelor materiale:
a)componeni de baz n proporie mai mare de cca60%;
b)componeni de corecie in proporie mai mic de 40%;c)aditivi n proporie mai mic de 1%.
Componenii de baz asigur caracteristicile importante ale produsului i trebuie s mplineasc
anumite condiii:
s se poat obine n cantiti mari i la preuri de cost relativ sczute;
s aib caracteristici de baz apropiate de cele ale produsului finit;
s aib caracteristici de baz apropiate de cele ale produselor finite,astfel ca prin adugarea de
cantiti mici de componeni de corecie i aditivi s se realizeze produsul cerut;
s fie stabili chimic pentru a nu i modifica n timpul manipulrii / depozitrii caracteristicile;
s prezinte succebilitate mare la adaosul de aditivi, pentru a prentmpina adaosul de cantiti mari de
aditivi;
s aib limitele de sulf n limitele admise;
s aib proprieti de curgere i de pulverizare corespunztoare scopului pentru care se fabric
produsul finit.
29
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
26/96
Petrolul turboreactor include componenii de baz ieiurilre parafinice sau naftenice de la
distilarea admosferic. Se pot aduga rafinate rezultate din procesul de extracie a hidrocarburilor
aromatice de reformare catalitic.
Un prim exemplu este:s-a folosit un amestec format din 70% iei de tip A3-asfaltos i 30% iei
parafinos,care a fost prelucrat la DA.
Catalizatorii ce au fost folositi Co-Mo/Al2O3Petrolul turboreactor obinut i la procesul de hidrofinare a fraciunii de petrol provenit din
ieiului de tip A3-asfaltos,nesulfuros,semiparafinos i iei parafinos marin.
n condiiile n care n rafinrii se prelucreaz un iei de tip parafinos-sulfuros, exist posibilitatea
folosirii unei fraciuni de petrol I ,cu densitatea la 20C,ntre 0,787 i 0,800, punct iniial de fierbere
145-155C i punct de cristalizare -48C povenit din prelucrarea de la DAV a acestui tip de iei.
B)Componenii de corecie
Componenii de corecie se adaug n produsul de petrolier finit n scopul mbuntirii
anumitor proprieti cum ar fi:compoziia fracionar, presiunea de vapori la benzine i la petrolul
turboreactor, cifra octanic sau cetanic, temperatura de congelare la combustibilii pentru
turboreactoare,motorine i combustibilii de focare, vscozitatea la motorine i combustibilii de focare.
Pentru petrolul turboreactor componenii de corecie pot fi fraciuni de benzin grea(pentru
corectarea temperaturii de congelare), precum i componenii rezultai din procesele termice, dup
saturarea lor cu hidrogen.
n diverse variante, materia supus hidrofinrii poate s fie format din:
60-80%mas benzin grea,ca prim component i 20-40%mas petrol, ca al doilea component obinut
de la distilarea admosferic, a unui amestec de 70%-98% iei de tip asfaltos,neparafinos cu pn la
30% iei semiparafinos.
Atunci cnd amestecurile de fracuni se prelucreaz n scopul obinerii unui combustibil turboreactor,
au un coninut ridicat de compui cu sulf n special mercaptani i hidrogenul sulfurat, dup operaia de
hidrofinare, gazele coninnd hidrogen de recilculare, ce ies din gazul de nalt presiune, sunt splate cu
o soluie de 5% monoetanolamin, ntr-o coloan de splare.
Ca urmare a acestei operaii va crete puritatea hidrogenului de recilculare, deci va scdeadebitul de hidrogen de completare necesar hidrofinrii.
30
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
27/96
3.2. ADITIVII PENTRU PETROLUL TURBOREACTOR
Necesarul aditivrii combustibililor pentru turboreactor este legat de cerinele privind
securitatea avionului n condiiile de zbor, dar i la sol, de reducerea uzurii prilor dinamice alemotorului, de cresterea fiabilitii, de mbuntirea i controlul arderii, precum i de restriciile privind
reducerea emisiilor poluante. Pentru mbuntirea calitilor combustibililor pentru motoare turbo se
utilizeaz urmtorii aditivi:antioxidani, anticorozivi,modificatori de depuneri,aditivi care mpiedic
aprinderea combustibilului n cazul unui accident,dezactivatori de metale, antighea, antiuzur,
antistatici, care reduc emisiile poluante i mbuntesc arderea, biocizi, antispumani.
Aditivii antioxidani. Produii oxidai sunt mult redui cantitativ n cazul combustibilului
turboreactor prin procesul de hidrofinare.
Problema stabilitii la oxidare are o importan aparte n cazul combustibilului jet stocat n
rezervoarele din aripile avionului n condiii speciale:temperaturi nalte,perioade mai lungi de
timp,contact cu admosfera care care conine oxigen.
Pentru petrolul turboreactor aditivii utilizai pot fi n-butil-aminofenol i derinai ,baze Mannich,
amestecuri de carbonai substituii produi de condensare ai aldehid-aminelor.
Eficacitatea antioxidanilor poate fi mbuntit prin adaosul de dezactivatori de metale.
31
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
28/96
Aditivii care mpiedic apinderea combustibiluli n caz de accidente:
n timpul accidentelor aviatice combustibilul se afl la o temperatur ridicat i se poate afla n situaia
unei explozii. Pentru a evita aprinderea i explozia combustibiluli se utilizez aditivi care modific
limitele de explozie. Acetia pot fi copolimeri acrilici, polimeri ai alchil stirenului, copolimeri ai
poliolefinelor, elastomeri, spunuri, de aluminiu(monohodrura de diizobutil-aluminiu, monohidrura de
etil-aluminiu i trimetil-aluminiu).Dezactivatori ai metalelor. Pentru combustibilul turbo romnesc, coninutul de Cu este limitat
la 0,15 ppm, iar coninutul de vanadiu la max.1ppm.Ca dezactivatori de metale se pot folosi compui ai
acidului salicilic capabili s formeze cu Cu combinaii de tip chelai.
Aditivii anticorozivi sunt srurile alchilen-aminelor cu acid ortofosforic, sulfonatul de etil-
diamin-diamil-naftalin, acid linoleic dimerizat.
Adugarea de 25g de hidroperoxid de cumen scade depunerile de carbonoase ale unui combustibil de la
52,6 la 19,9 n condiiile n care s-a fcut experimentarea.
Diferite substane piroforice (trimetil-alumine, trimetil -etil- boranul i trimertil boranul) ameliorez
arderea i permite funcionarea reactorelor n condiii mai sigure i la altitudini ma mari.
Aditivii antistatici evit formarea electricitii statice n rezervoarele de combustibili mrind
conductivitatea electic,favoriznd descrcarea electricitii formate i evitnd aprinderea i explozia
rezervoarelor.
Aditivii antiuzur. Aciunea de solvent a combustibililio de tip turbo nu confer acestora
caracteristici de lubrifiere ceea ce face imposibil meninerea lubrifianilor pe suprafaa pieselor n
micare ale pompelor de alimentare.
R-CO-NH-CH2-CH2-NH2
R=lan n C18 nesaturat
Biocizii. Aditivii de acest tip combat degradarea microbilologic prin mpiedicarea dezvoltrii
microorganismeleor ce triesc n stratul apos de la baza rezervoarelor.
Un aditiv polifuncional de tipul izopropiloctadecilaminei, ar avea asemenea efecte biocide i
chiar antistative.Aditivii care reduc emisiile poluante. Prin arderea combustibililor turborezult o cantitate mare
de de emisii poluante. Pentru a reduce fumul de la decolare se utilizeaz sruri organice de Ca i Ba, iar
pentru uniformizarea arderii cei mai utilizati aditivi sunt nitroparafinele (ex. hidrazina)
32
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
29/96
n afar de aditivii propriu zii se mai pot lua n considerare i adaosurile n proporii mai mari de
dimetil hidrazina nesimetric.
Aceast substan constituie i un combustibil petru rachete, dar care e preconizat ca adaos pentru
fraciunile de petrol ca promotor de ardere uniform. O dat cu adugarea unei proporii mai mici de
dimetil-hidrazin n JP-4 s-a constatat o cretere a reactivitii acestora i a stabilitii n timpul arderii
i pentru c aceasta are afinitate pentru ap s-a observat tot o dat i liminarea formrii de ghea pe
filtre.
3.3. TEHNOLOGII DE OBINERE A PETROLULUI TURBOREACTOR
Procedeele de natur chimic n prezena catalizatorilor moderni au cptat astzi o importan
deosebit n tehnologia fabricrii tuturor sortimentelor de combustibili lichizi pentru motoarele cuardere intern. Tendinele actuale de prelucrare, bazate pe iei i gaze naturale ca surse dominante de
energie, sunt determinate de influiena factorilor tehnologici, economici i politici.
Industria modern a combustibililor s-a dezvoltat n stns legtur cu industria motoarelor cu ardere
intern.
Primele procese de fabricaie a combustibililor lichizi au fost de natur fizic: materia prim , ieiul,era
separat prin distilare in fraciuni dintre care unele erau utilizate drept combustibili pentru motoare.
Creterea consumului total de combustibili lichizi pentru motoare i necesitatea ridicrii calitii lor, au
determinat introducerea procedeelor chimice de fabricaie care asigur modificarea structurii
moleculare iniiale, rezultnd compui noi, cu proprieti fizico-chimice deosebite i astfel devenind
posibil mbuntairea calitii combustibilor inferiori i lrgirea gamei de materii prime.
Datorit cerinelor severe care sunt impuse combustibililor, n rafinria propus este nevoie de utilizat
tehnici moderne i catalizatori care favorizeaz n mare masur producerea de combustibili care sunt
cerui pe pia [1].
33
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
30/96
3.3.1 DISTILAREA ATMOSFERIC I N VAACUM
Scop: Distilarea atmosferic i n vid a ieiului reprezint prima etap fundamental din cadrul
proceselor de prelucrare complex a ieiului pentru obinerea produselor finite cu destinaie comercialProduse. n instalaia de distilare atmosferic (DA) ieiul este separat ntr-o serie de fraciuni cu limite
de distilare bine definite: benzin, petrol, motorin, pcur, i, n continuare din pacur, n instalaia de
distilare n vid (DV), rezult fraciuni de uleiuri sau distilate de vid i un reziduu. Cuplarea distilrii
atmosferice cu distilarea n vid conduce la o bun recuperare a cldurii, la realizarea unor economii
importante privind investiiile i costurile de exploatare. Schema tehnologic a oricrei instalaii DA,
DV sau DAV include, alturi de utilajele comune instalaiilor de proces - sistemul de transport format
din pompe i conducte i cel de automatizare, dou sisteme fundamentale:
Sistemul energetic propriu pentru nclzire, evaporare, condensare i rcire a produselor
Sistemul de fracionare format din coloanele de fracionare i striperele de produse.
Sistemul de coloane de fracionare include, de regul, coloanele DA i cea de DV. Instalaia DAV
include coloana zero n care se face o preevaporare a ieiului prin separarea gazelor i a benzinei
uoare pe seama cldurii recuperate n prencalzitoarele de iei. Se realizeaz astfel o ameliorare
energetic a instalaiei prin evitarea nclzirii inutile n cuptor a prilor uoare din iei, deja evaporate,
dar i o reducere a presiunii pe sistem. Acest sistem a fost modernizat prin introducerea n unele
coloane a umpluturilor structurate n locul sau alturi de talerele de fracionare. Se realizeaz astfel o
mai bun separare ntre fraciunile petroliere prin evitarea suprapunerilor, recuperarea mai adnc a
acestora, ca, de exemplu, distilatele de vid, reducerea antrenrilor ce contamineaz fraciunile grele cu
cocs i metale; fracionarea este superioar datorit unor suprafee mari de transfer ntre lichid i
vapori, iar energetica fracionrii este ameliorat prin reducerea pierderilor de presiune n coloane.
Materii prime:Materia prim a instalaiei DAV este ieiul a carui provenien, natur, compoziie i
caracteristici variaz n limite foarte largi astfel nct se prelucreaz ieiuri din cele mai diferite: ieiuri
uoare cu coninuturi de produse albe (benzin, petrol, motorin) foarte ridicat, sau ieiuri foarte grelecu coninut ridicat de pcur, pn la 70%; unele ieiuri sunt slab sau puternic sulfuroase, parafinoase
sau asfaltoase. Caracterul ieiului determin randamentele i calitatea produselor distilate, poate
influena schema instalaiei, dimensiunile echipamentelor, condiiile de operare, economia instalaiei,
costurile de investiie, operare, ntreinere. Natura ieiului, respectiv calitatea distilatelor obinute, o
poate determina sau cel puin influena schema rafinriei, a instalaiilor de prelucrare secundar i alte
34
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
31/96
caracteristici ale rafinriei. iteiurile tipice conin n medie 45-55% produse albe, restul fiind pcura
primar, prin distilare n vid, restul fiind reziduul de vid.
Eforturile pentru conservarea i recuperarea de energie au condus la realizarea i echiparea coloanelor
de distilare atmosferic i de distilare n vid cu pachete de umpluturi ce nlocuiesc talerele. Se utilizeaz
umpluturi structurate, produse de firma Sulzer Mellapack. Datorit capacitilor mari de prelucrare,
domeniul larg de operare, performanei ridicate la separare, precum i a cderilor mici de presiune,utilizarea umpluturilor structurate n distilarea petrolului s-a dovedit a fi cea mai economic alegere n
comparaie cu alte dispozitive de transfer de mas cum ar fi talerele, umplutura convenionala sau
interioarele de tip grtar.
n acelai timp utilizarea umpluturilor structurate n distilarea n vid a permis reducerea coninutului de
metale i compui care produc cocs, efect important pentru protejarea catalizatorilor din cracare
catalitic. Coloanele de distilare n vid cu umplutur structurat sunt frecvent utilizate datorit
avantajelor n ceea ce privete cderile mici de presiune i capacitilor mari de separare.
n acelai timp nalimea coloanei scade ca urmare a eficacitii mrite a umpluturilor structurate
comparativ cu cea a talerelor.
Produse Domeniul aprox. de distilare STAS,
- gaze lichefiate C3 C4
- benzin primar uoar 25 110- benzin primar grea 80 205
- petrol 170 280- motorin uoar 220 340
- motorin grea DA 280 440- pcur rezidual DA 360+
- distilat de vid 380 570- reziduu de vid gudron 560+
Produsele obinute din instalaia DAV
35
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
32/96
Fig. 3.3.1.1Schema tehnologic a instalaiei DAV
Parametrii de operare. Principalele date de operare ale unei astfel de instalaii ale crei coloane de
distilare sunt echipate cu talere pot fi considerate astfel:
Tabelul 3.3.1.2. Parametrii de operare din instala ia DAV[1]
Tipul instala iei Temperatura, oC Presiuneiei alimentare 30 40
iei de desalinare 110 150 10 14 bar iei intrare coloane zero 160 200iei intrare n cuptor DA 150 180iei ieire din cuptor DA 300 360
coloan zero 2-4 bar Vrf 100 120
Baz 160 180coloan principal DAintrare coloana 300 350vrf coloana 90 140 1,5 2,5 bar
taler benzina grea 160 190taler petrol 200 240
taler motorina usoara 250 280taler motorina grea 280 320
baza coloanei 280 340
36
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
33/96
coloana de vidintrare coloan 360 390vrf coloan 80 120 30 70 mm Hg
taler distilat de vid 280 340 40 120 mm Hggudron baza coloanei 320 360
Eforturile pentru conservarea i recuperarea de energie au condus la realizarea i echiparea coloanelor
de distilare atmosferic i de distilare n vid cu pachete de umpluturi structurate ce nlocuiesc talerele.
Se pot utiliza umpluturi structurate, produse de diverse firme: Glitsch, Norton, Nutter
3.3.2 HIDROFINAREA
Prin hidrofinare se neleg procesele de tratare cu hidrogen a fraciunilor petroliere pe catalizatori
monofuncionali sulfuri sau oxizi metalici prin care se urmrete eliminarea compuilor heteroaromici ,
hidrocarburilor nesaturate i parial a aromaticelor din fraciunilor petroliere.
Se supun hidrofinrii o serie de produse petroliere:benzina de la DA,benzina rezultat din procesele
distructive,motorine din diverse proveniene,distilate grele,uleiuri lubrifiantr,parafine,cerezine,iei airezidii.
n hidrofinare se folosesc catalizatori monofuncionali:Co-Mo,Ni-W,Ni-Cr,care au un rol reciproc de
promotare.
Reaciile ce au loc n procesul de hidrofinare sunt :reactia de hidrogenoliz.a compuilor cu sulf, azot i
oxigen i de hidrogenare a olefinelor si saturarea olefinelor.
n funcie de scop hidrofinarea se mparte n:a)hidrodesulfurare;
b)hidrotratate(se elimin aromaticele din fraciunile petroliere)
c)hidrofinarea selectiv
Reaciile ce se mai regsesc n cadrul procesului de hidrofinare sunt recile secundare,hidrocacrile i
hidroizomerizrile.
n funcie de compoziia materiei prime, catalizator i condiiile de reacie, reaciile specifice procesului
de hidrofinare sunt: hidrogenarea diolefinelor la olefine i saturarea olefinelor, reacii de hidrogenoliz
a compuilor cu sulf, azot i oxigen i n mica proporie hidrogenarea unor hidrocarburi aromatice.
37
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
34/96
a) Reactii de hidrogenare a diolefinelor la olefine si saturarea olefinelor conduc la formarea de
hidrocarburi parafinice:
Exemplu:
R-CH=CH-CH=CH-R + H2 R-CH2-CH2-CH=CH-R
R-CH2-CH2-CH=CH-R + H2 R-CH2-CH2-CH2-CH2-R
b) Reaciile de hidrogenoliz a compuilor cu sulf au loc prin slbirea i rupere legturii C-S, formareade hidrogen sulfurat, hidrogenarea si redistribuirea hidrocarburilor formate.
Pentru cateva tipuri reprezentative de compui cu sulf reactiile de transformare sunt:
- tioli (mercaptani)
R-CH2-SH + H2 R-CH3 + H2S
- sulfuri alchilice
R-CH2- S CH2-Rl + 2H2 R-CH3 + Rl-CH3 + H2S
Reactiile de hidrogenoliz a compuilor cu sulf sunt exoterme, cldura de reacie fiind de cca 12-17
kcal/mol H2.
c) Reactii de denitrificare au loc prin slbirea i ruperea legturii C-N, formarea de amoniac i
redistribuirea hidrocarburilor formate.
+ 3 H2 +2 H2 C5H12 + NH3
Cercetrile efectuate asupra reaciilor care au loc n procesul de hidrofinare a fraciilor petroliere au
scos n relief complexitatea cineticii acestui proces dac se iau in consideraie tipurile reaciilor de
hidrogenoliz a compuilor cu sulf, azot i oxigen, distribuia acestor compui i mai ales structura lor
diferit
Pentru fiecare tip de compus, viteza relativ de hidrogenoliz se modific sensibil cu structura de baz
a acestuia. Astfel s-a constatat c viteza relativ de hidrodesulfurare scade n ordinea : mercaptani 99,0001,0
000010,0001,0=
=SfX
Cs = Cso (1-XS)
n tabelul 5.4.1. sunt trecute valorile vitezei de reacie n funcie de conversie.
75
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
72/96
Tabelul 5.4.1.
sx CT, KT, ,
sk
hkgkg catmp /
cs,
fr. Masa
= )( sr
Ss Ck )(
1
sr
0 320 593 4,94 0,001 0,049 20,400,2 324,7 597,7 5,34 0,0008 0,0042 238,090,4 329,4 602,4 5,76 0,0006 0,0034 294,10,6 334,1 607,1 6,20 0,0004 0,0024 416,60,7 336,4 609,4 6,43 0,0003 0,0019 526,30,8 338,8 611,8 6,68 0,0002 0,0013 769,20,9 341,1 614,1 6,92 0,0001 0,0006 1666,60,99 343,2 616,27 7,15 0,00001 0,000071 14084
76
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
73/96
n graficul I reprezentm 1 / (-rS) n funcie de xS.
Valorile vitezei de reacie n funcie de concentraie la T=320oC
Din graficul I rezult:
a) pentru conversie final XS = 0,84 , avem: =
SfX
S
SS
r
dXGW
0)(0
=
SfX
S
S
r
dXI
0)(
se calculeaz din reprezentarea grafic )()(
1S
S
xfr
=
425084.0 ==I
W = 0SG I =16800kg catalizator
= 137,21,18
97,49 == hV
Qmp
Din graficul I:
a) Pentru CSf =100 ppm, rezult:
I = 0.9 90 = 81
77
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
74/96
W1 = 400 81 = 32400kg catalizator
311 5,40
800
32400m
WV
cat
===
1122,1
02,34
97,49 === hV
Qmp
b) Pentru CSf de la 100-50 ppm , rezult:I = (0.99-0.9) 600 = 54
W3 = 400 54 = 21600kg catalizator
1
3
333
85,127
97,49
27800
21600
==
===
h
mW
Vcat
b) Temperatura de intrare n reactor To = 340oC
=
fSX
S
Smp
rdXGV
0)(
s
SS
p
mpS
XTT
XTXCG
GCHTT
+=
+=
+=
28
875,041923
38733001,067,13336)(
0
0
0
0
Se vor considera concentraii finale pentru compuii cu sulf i se impune o cretere a temperaturii de
20oC. (T-To=20oC).
84,038733001,067,13336
20875,041923
)( =
=
=mpSo
SGCH
TCpGX
n tabelul 5.4.2. sunt trecute valorile vitezei de reacie n funcie de conversie.
Tabelul 5.4.2.
sxCT, KT,
,sk
hkgkg catmp /
cs,
fr. Masa
= )( sr
Ss Ck )(
1
sr
0 340 613 6,53 0,001 0,0065 153,80,2 344,7 617,7 7,02 0,0008 0,006 166,60.4 349,4 622,4 7,53 0,0006 0.0045 222,220.6 354,12 627,12 8,08 0,0004 0,0032 321,50.7 356,4 629,4 8,35 0,0003 0,0025 4000.8 358,8 631,8 8,65 0,0002 0,0017 588,20.84 359,77 632,77 8,78 0,00016 0,0014 714,20.9 361,1 634,1 8,95 0,0001 0,0008 12500.99 363,3 636,3 9,23 0,00001 0,000092 1869,578
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
75/96
Graficul II Valorile vitezei de reacie n funcie de concentraie la T=340oC
Din graficul II rezult: a) pentru conversie final XS = 0,84, avem:
=SfX
S
SS
r
dXGW
0 )(0
=
SfX
S
S
r
dXI
0)( se calculeaz din reprezentarea grafic
)()(
1S
S
xfr
=
8,374584,0 ==I
W =0S
G I=15120kg catalizator
79
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
76/96
39,18
800
15120m
WV
cat
cat ===
162,29,18
47,49 === hV
Qmp
CSf =100 ppm, CSf =50 ppm, CSf =10 ppm se determin din graficul II:
a) Pentru CSf =100 ppm, rezult:
I = 0.90 80 = 72
W1=28800 kg catalizator
311 36
800
28800m
WV
cat
===
1 138,136
97,49 === hV
Qmp
Pentru CSf de la 100-50 ppm , rezult:
I = (0.99-0,90) 500 = 45
W2 =18000 kg catalizator
322 5,22
800
18000m
WV
cat
===
2119,2
5,22
45,49 === hV
Qmp
c) Temperatura de intrare n reactor To = 350oC
Se vor considera concentraii finale pentru compuii cu sulf i se impune o cetere a temperaturii de
20oC. (T-To=20oC).
Rezult:
84,0
38733001,022296
20875,041923
)(
=
=
=
mpSo
S
GCH
TCpGX
n tabelul 5.4.3. sunt trecute valorile vitezei de reacie n funcie de conversie.
Tabelul 5.4.3.
80
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
77/96
n graficul III reprezentm 1 / (-rS) in funcie de xS.
sx CT, KT, ,
sk
hkgkg catmp /
cs,
fr. masa = )( sr
Ss Ck )(
1
sr
0 350 623 7,60 0,001 0,0076 131,50.2 354,70 627,70 8,15 0,0008 0,0065 153,80.4 359,40 632,40 8,73 0,0006 0,0052 192,3
0.6 364,12 637,12 9,34 0,0004 0,0037 270,20.8 368,83 641,83 9,99 0,0003 0,0029 344,80.84 369,70 642,70 10,11 0,0002 0.0020 5000.9 371,10 644,10 10,31 0,00016 0,0016 6250.99 373,30 646,30 10,63 0,00001 0,00010 10000
81
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
78/96
Din graficul III rezult: a) pentru conversie final XS = 0,84, avem: =
SfX
S
S
r
dXI
0)(
se calculeaz din
reprezentarea grafic )()(
1S
S
xfr
=
6.334084,0 ==I
W =0S
G I = 134406,33400 = kg catalizator
38,16
800
13440m
WV
cat
cat ===
197,2
8.16
97,49 === hV
Qmp
CSf =100 ppm, CSf =50 ppm, CSf =10 ppm se determin
a) Pentru CSf =100 ppm, rezult:
I = 0.9 70 = 63
W1 =25200 kg catalizator
311 5,31
800
25200m
WV
cat
===
1158,1
5,31
97,49 === hV
Qmp
Pentru CSf de la 100-50 ppm , rezult:
I = (0.99-0.99) 720 = 64,8
W3 =259200 kg catalizator
4,32
800
2592033 ===
cat
WV
1
3 54,14,32
97,49 === hV
Qmp
n tabelul 5.4.4. sunt prezentate temperaturile i vitezele volumare pentru care a fost proiectat
reactorul.
Tabelul 5.4.4.
82
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
79/96
TC CSf, ppm V, m3 , h-1
320 100 21 2,4750 40,5 1,2210 27 1,85
340 100 18,9 2,6250 36 1,3810 22,5 2,19
350 100 16,8 2,97
50 31,5 1,5810 32,4 1,54
5.5.Dimensionarea reactorului de hidrofinare
n funcie de complexitatea constructiv, respectiv de frecvena deservirii aparatului, platformel
prevzute numai pe o parte din circumferinta mantalei. Se consider ca fiind aparate de tip coloan, toate ap
tehnologice cilindriceverticale care ndeplinesc una din urmatoarele condiii:
Respectiv:
5>itech
t
D
H,dac Ht 10m
itech
t
D
Hoarecare dac , Ht>10m
n care:
Ht nlimea total (gabaritica) a aparatului, n mm
Dit ech diametrul interior tehnologic echivalent al aparatului, n mm
Date tehnice generale
a) parametrii tehnologici:
temperatura din aparat: t = 3350C
mediu tehnologic: wc = 0,25 mm/an
= 2 h
b) dimensiuni principale:
Se alege varianta cu T0=340 C , ppmC fs 10= V = 22,5m3
hmO
V
QV
mzr
vzr
/01,252775
38773 3=
=
=
=
Se alege: 6=it
tot
D
H ittot DH = 6
83
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
80/96
3
22
5
4
644
=
=
=
zr
zr
VD
DD
HD
V
3
3
5
5,224
=
mD
mD 78,1=
mHtot 73,1078,16 ==
CAPITOLUL 6
ESTIMAREA SARCINILOR TERMICE ALE APARATELOR DE SCHIMB DE
CLDUR
6.1. Estimarea sarcinii termice a schimbtorului de cldur84
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
81/96
Presupunem:
temperatura de intrare in reactor: T0=320 C
temperatura la ieire din reactor: Tf = 350 C
temperatura n alimentareC30=aT
temperatura la ieire a efluentului: CT efe =180
1) ( ) gazeCL
TfV
motSC QIIGQ += 170
2) ( )( ) gazeCLTLmotSC QIIGQ SCe += 30
Calculm QSC cu relaia 1).
Din grafic [7] rezult I = f (temp,densitate)
kgkcalI
kgkcalI
CL
CV
/95
/265
180
350
=
=
( ) ( )180350180365 += pgazeCLCVmpSC cGIIGQ
QSC =38733 (265-95)+31501.563(350-180)
hkcalQSC /1042,76=
Calculm cu relaia 2) sarcina schimbtorului de cldur, presupunnd temperatura de ieire din
schimbtor, pn cnd QSC (1) s fie aproximativ egal cu QSC(2).
Presupunem: ( ) CT SCe = 210
( ) ( )18035030210 += pgazeCLCLmpSC cGIIGQ
( ) ( )180350563,131501011238773 +=SCQ
hkcalQSC /1009,5 6=
( ( )18035030280 += pgazeCLCLmpSC cGIIGQ
( ) ( )180365563.131501016238773 +=SCQ
hkcalQSC /107,66=
Rezult temperatura ( ) CT SCe 280
85
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
82/96
6.1.2.Estimarea sarcinii termice a racitorului cu aer
Se cunosc:
temperatura de intrare a efluentului: CTefi =180
temperatura de ieire a efluentului:T=60 C
Din grafic [6] rezult I = f (temp,densitate)
kgkcalI
kgkcalI
CL
CL
/25
/95
60
180
=
=
( ( )( ) ( )60180563,13150259538733
6018060180
+=
+=
aer
aer
R
pgazeCL
CL
mpR
Q
cGIIGQ
hkcalQ
aerR/103,3 6=
6.1.3.Estimarea sarcinii termice a rcitorului cu ap
Se cunosc:
temperatura de intrare a efluentului: CTefi 60
temperatura de ieire a efluentului:T= 40C
Din grafic [6] rezult I = f (temp,densitate)
( ) ( )4060563,13150202538733 +=apaR
Q
hkcalQapaR
/292134=
86
kgkcalI
kgkcalI
CL
CL
/20
/25
40
60
=
=
( ) ( )40604060 += pgazeLLmpR cGIIGQ apa
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
83/96
6.1.4.Estimarea sarcinii termice a cuptorului de hidrofinare
Se cunosc:
temperatura de intrare in cuptor: CTefi =250
temperatura de ieire din cuptor:T= 320 C
Din grafic [6] rezult I = f (temp,densitate)
kgkcalI
kgkcalI
CV
CV
/190
/220
250
320
=
=
( ) ( )250320250320 += pgazeVVmpcuptor cGIIGQ
( ) ( )250320563,1315018022038733 +=cuptorQ
hkcalQcuptor /5,1893961=
6.2. CALCULUL ECONOMIC AL RECTORULUI DE HIDROFINARE
OPTIMIZAREA ORGANIZRII REVIZIEI UNUI REACTOR DE HIDROFINARE
PRIN METODA DRUMULUI CRITIC
87
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
84/96
Revizia unui reactor reprezint un ansamblu de activiti care se pot desfura n serie
sau n paralel, n funcie de condiionrile de natur tehnologic.
Activitile necesit pentru desfurare condiii optime, un consum de resurse materiale,
energetice, umane i temporale.Organizarea desfurrii activitilor la realizarea unei revizii presupune stabili- rea unui
obiectiv care se consider avantajos ntr-un anumit context.
n majoritatea cazurilor practice acest obiectiv este legat de termenul minim n care se pot
desfura toate activitile din cadrul proiectului. Metoda folosit pentru a optimiza desfurarea
activitilor este metoda drumului critic. Aceasta stabilete succesiunea optim pentru activiti i ofer
posibilitatea cunoaterii n orice moment a stadiului realiz rilor i a necesarului pentru perioda
urmtoare.
Aplicarea metodei drumului critic pentru optimizarea realizrii reviziei unui reac- tor de
hidrofinare a unei motorine de distilare atmosferic, presupune parcurgerea urmtoarelor etape:
stabilirea activitilor componente;
condiionarea activitilor i caracterizartea lor din punct de vedere al duratei de desf- urare i al
numrului de executani;
realizarea graficului asociat proiectului;
calculul termenelor pentru activiti;
trasarea graficului Gantt pentru utilizarea forei de munc;
analiza posibilitilor de optimizare a desfurrii activitilor.
n cadrul acestui capitol se vor analiza succesiv etapele prezentate, cu analiza specific pentru
particularitile impuse de tipul reactorului.
Stabilirea activitilor componente Revizia reactorului de hidrofinare
Revizia reactorului de hidrofinare presupune realizarea activitilor care sunt prezentate
n tabelul 6.2.1.
Tabelul 6.2.1. Denumirea activitilor necesare pentru revizia reactorului de hidrofinare.
Nr. crt. Denumire activitate Cod activitate
1 Oprirea reactorului A2 Scoaterea din reactor a produselor B
88
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
85/96
3 Scoaterea din sistem a reactorului C
4 Inertizarea reactorului cu abur D
5 Scoaterea catalizatorului din reactor E
6 Verificarea, repararea sau nlocuirea
amenajrilor interioare
F
7 Inspecia mantalei reactorului G
8 Inspecia conductelor intrare-ieire aProduselor
H
9 Verificarea i repararea armturilor I
10 Verificarea, repararea/ nlocuirea
aparaturii de msur i control defecte
J
11 Efectuarea probei de presiune K
12 Introducerea reactorului n circuitul
Instalaiei
L
Condiionarea activitilor i caracterizarea lor
n tabelul 6.2.2. este prezentat condiionarea activitilor i caracterizarea lor din punct de
vedere al duratei de desfurare i al numrului de executani.
Tabelul 6.2.2. Condiionarea activitilor i caracterizarea lor.
Cod
activitate
Activitate dij
(ore)
nijPrecedent Urmtoare
A - B 3 5B A C, D 9 6C B E, H 4 6D B F 4 4E C G 7 5F D J 24 20G E K 3 5H C I 14 10
89
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
86/96
I H K 12 7J F L 18 8K I, G - 3 6L J - 3 3
Drumul critic
Drumul critic reprezint drumul complet de lungime maxim, iar lungimea lui reprezint cea
mai scurt perioad de timp n care se pot desfura toate activitile unui graf.Drumul critic (Dcr) n cazul reviziei unui reactor de hidrofinare a unei motori-ne de distilare
atmosferic este format din activitile A, B, D, F, J, L, iar lungimea dru-mului critic LDcr = 61 ore, aa
cum rezult din figura 6.1.2.
Calculul termenelor pentru activiti
Pentru o activitate, termenele minime de nceput i de sfrit se calculeaz n funcie de termenele
minime i maxime ale evenimentelor care le delimiteaz, astfel:
tim , tiMtjm, tjM
i j
Termenul minim de nceput pentru activitatea Aij:
ti0 = tim
Termenul maxim de sfrit pentru activitatea Aij:
ti1 = tim
Termenul maxim de nceput pentru activitatea Aij:
ti1 = tjm - dij
Termenul minim de sfrit pentru activitatea Aij:
tj0 = tim + dij
Aceste relaii se aplic pentru toate activitile din grafic, completndu-se tabelul pentru
termenele activitilor. n tabelul 6.1.3. mai apare i rezerva de timp pentru fiecare activitate:
Rt = tjM tim dij
n cadrul acestei rezerve, activitile pot fi prelungite sau deplasate fr s afec- teze
termenul final de ncheiere a proiectului impus de drumul critic.Tabelul 6.2.3. Termenele activitilor i rezervele de timp
90
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
87/96
Pentru verificarea grafului se folosete prezentarea n tabel matrice, ce conine termenele
minime i maxime pentru activitile de nceput i de sfrit.
n tabelul matrice 6.2.4. dac o activitate apare n stnga diagonalei nseamn
c drumul critic nu a fost corect ales.
tim tiM ji
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
0 0 1 3 3
3
0 0
3 3 2 12 129
3 3
12 12 3 32 16428 12
16 16412 12
16 32 4 55 237
48 16
46 3014
32 16
16 16 5 40 4024
16 16
Cod
activitate
dij
(ore)
Termene activiti Rtti0 ti1 t j0 tj1
A 3 0 0 3 3 0B 9 3 3 12 12 0C 4 12 28 16 32 16D 4 12 12 16 16 0
E 7 48 23 55 32 32F 24 16 16 40 40 0G 3 42 55 45 58 13H 14 16 32 30 46 16I 12 30 46 42 58 16J 18 40 40 58 58 0K 3 26 58 29 61 32L 3 58 58 61 61 0
91
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
88/96
23 55 6 58 423
55 45
30 46 7 58 4212
46 30
40 40 8 58 5818
40 40
42 58 9 61 293
58 26
58 58 10 61 613
58 58
61 61 11
- - tjm - 3 12 16 16 23 30 40 42 58 61
- - tjM - 3 12 32 16 55 46 40 58 58 61
Tabelul 6.2.4. Tabelul matrice
Trasarea graficului GANTT pentru utilizarea forei de munc pe perioada desfurrii reviziei
Se ntocmete planul calendaristic i se realizeaz o distribuie a resurselor ce trebuie desfurate n
aceast perioad.
Se ntocmete o diagram a utilizrii resurselor (graficul Gantt). Aceast dia- gram reprezint
dependena variaiei resurselor(numrul de executani) cu timpul.
Se traseaz drumul critic pe grafic, nu se trece numrul de zile, ci numai num-rul de executani.
Pentru optimizarea Gantt-ului nu se modific drumul critic, ci numai activit-
i necritice.
Pentru optimizarea Gantt-ului au fost deplasate spre dreapta activitile (aceste activiti vor ncepe mai
trziu), iar spre stnga (aceste activiti vor ncepe mai devreme), astfel nct alura reprezentrii grafice
s fie cea corespunztoare. Astfel se evit utilizarea necorespunztoare a resurselor. Se evit situaia
folosirii la un moment dat a unui numr foarte mare de executani ai activitilor, iar n alt moment detimp folosirea unui numr insuficient.
Graficul 6.2.5Gantt optimizat
92
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
89/96
0
10
20
30
40
50
60
70
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
Gantt optimizat
CAPITOLUL 7
PROTEC IA MUNCII
7.1. Msuri generale de prevenire i stingerea incendiilor PSI
PREVEDERI GENERALE
Ridicarea i reducerea temperaturii, debitelor i presiunilor n timpul operrii instalaiei trebuie
s se fac treptat, prevenindu-se o variaie brusc, care poate duce la dilatri i contractri neuniforme
ale aparatelor[6].
93
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
90/96
n zonele de trecere, aparatele tehnologice i conductele cu temperaturi de peste 60 oC
vor fi izolate termic.
Prile metalice ale cuptoarelor vor fi legate la pmnt pentru descrcarea electricitii statice .
naintea aprinderii pacurilor la cuptoare se vor executa:
controlul canalelor de fum, a registrelor de fum i a focarelor;
verificarea dispozitivelor de protecie i a materialului P.S.I.;verificarea cuptoarelor;
verificarea ventilelor de aer;
ndeprtarea condensului de pe conducte de gaze;
La punerea n funciune a aparatelor tehnologice s se evacueze aerul, care se va face cu abur,
gaz inert sau chiar prin umplerea lor cu produs lichid.
Toate aparatele tehnologice vor fi scurse complet de ap la introducerea produselor ce
urmeaz s fie prelucrate.
Deschiderea aparatelor tehnologice se va face numai dup golirea produselor inflamabile
i toxice i o aburire de minimum 24 ore.
Toate schimbtoarele de cldur vor fi prevzute cu prize pentru montarea de manometre att
pentru manta, ct i pentru fasciculele tubulare, precum i cu prize plasate n punctele cele mai nalte de
pe conductele de ieire a apei pentru contorul scprilor de gaze.
Schimbtoarele trebuie s aib mantaua i capacele izolate termic pentru evitarea pierderilor de
cldur i a producerii aburului.
Produsele se iau numai dup trecerea probei printr-un rcitor cu ap.
Buna funcionare a utilajelor depinde ntr-o msur de meninerea n funciune
economic a ventilelor glisante, care regleaz circulaia catalizatorului n instalaie.
INSTRUCIUNI P.S.I.
Este interzis nclzirea cu foc deschis a aparatelor, recipientelor, conductelor care conin
produse petroliere n scopul topirii gheii provenite prin nghearea apei separate din produsele
respective.Este interzis folosirea benzinei, spirtului sau a altor produse petroliere uor inflamabile pentru
aprinderea combustibilului la arztoarele de la cuptoare.
Se interzice folosirea corpurilor de iluminat fr globuri de protecie sau cu globuri sparte fr
grtarul de protecie mpotriva loviturilor mecanice.
Se interzice exploatarea instalaiei cu elemente metalice nelegate la pmnt, pentru scurgerea
electricitii statice.
94
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
91/96
Este interzis pomparea pe conducte a amestecurilor de produse petroliere cu ap.
Este interzis splarea cu ap a conductelor spre rezervorul n care se depoziteaz produse
volatile.
Este interzis pomparea produselor petroliere sub nivelul produsului din rezervor cu o vitez
mai mare de 2 m/s n conducte de mpingere spre rezervor.
Este interzis pomparea unui produs greu: petrol, motorin, ulei, pcur ntr-un rezervor care a coninutbenzin sau alt produs uor volatil, nainte de golirea complet a conductei de ncrcare i a
rezervorului de benzin sau de produs uor volatil coninut i evacuarea gazelor din rezervor.
Sulfurile i depunerile provenite de la curirea coloanelor din instalaie, vor fi ndeprtate din incinta
instalaiei i ngropate pentru a nu se autoaprinde.
ASPECTE PRIVIND POLUAREA MEDIULUI N INSTALAIA DE
HIDROFINARE
Poluarea n instalaia de hidrofinare poate fi tratat ca :
Poluarea aerului i tipurile de poluani n aer
Poluarea apei i tipurile de poluani n apele reziduale evacuate
Poluarea solului
Poluarea fonic
a) Poluarea aerului i tipurile de poluani n aer
Poluarea aerului poate proveni din urmtoarele surse:
1)arderea combustibililor;
2)din instalaia propriu-zis;
3) sistemul de canalizare;
4) parcul de rezervoare aferent instalaiei;
5)sistemul de conducte de gaze i cele spre facla rafinriei i rampa de produse.
1) Arderea combustibililor la cuptorul din instalaia de hidrofinare poate conduce la:
emisia de hidrocarburi(dac arderea nu are loc n condiii optime) ;
emisii de particule solide (cenua rezultat din arderea combustibililor lichizi, ceea ce conduce la
utilizarea combustibilului gazos, chiar dac acesta e mai scump); emisii de oxizi de sulf, cnd combustibilul utilizat conine sulf. Reducerea emisiilor de SOx se face
prin mai multe procedee moderne de tratare fie a combustibilului, fie a gazelor arse.
emisii de oxizi de carbon, care apar n urma arderii incomplete. O soluie evident pentru micorarea
acestor emisii este proiectarea, operarea i ntreinerea corespunztoare a cuptoarelor i arztoarelor
acestora.
95
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
92/96
emisii de NOX , legate n special de proiectarea i ntreinerea arztoarelor de la cuptoare. i n acest
caz , exist diverse procedee pentru reducerea poluanilor de tip NOx
2) Instalaia de hidrofinare are ca puncte de poluare importante urmtoarele utilaje i fluxuri:
cuptorul;
scurgeri de la racordurile i punctele de prelevat probe;
eaprile de la supapele de siguran;b) Poluarea solului
n condiii normale de proiectare i operare a instalaiei de hidrofinare, nu sunt surse permanente de
poluare a solului. Totui se pot considera urmtoarele surse posibile de poluare a solului:
O surs posibil de poluare a solului o constituie rezervoarele de materie prim i produse.
Fundurile rezervoarelor se pot coroda n timp , i pot avea loc scurgeri de produse.Cea mai mare
cantitate de produse se colecteaz n n sistemul de canalizare i se recupereaz n instalaia de epurare
ape uzate, dar i n sol, datorit unor imperfeciuni ale sistemului de canalizare(fisuri, deteriorri,
agresivitii solului sau produsului care circul prin conducte).Conductele de produse i utiliti care
leag diversele utilaje i instalaii pot constitui surse de poluare. n cazul conductelor, depistarea se face
mai dificil.Batalurile de produse i nmoluri , a cror funduri i perei nu au fost impermeabilizate
corespunztor.n plus, terenul se poate lsa sau fisura n timp (n urma cutremurelor sau alunecrilor de
teren).
Produsele petroliere , care pot apare accidental sunt splate de apele meteorice , ape de incendiu i pot
impurifica solul.
Alte surse de poluare i poluani ai solului sunt deeurile solide ca:
impuritile solide din iei;
produii de coroziune din instalaia tehnologic i canalizare
reziduurile solide provenite din operatiile de ntreinere i curire;
cocsul de la decocsarea cuptoarelor
c) Poluarea fonic
n instalaia de hidrofinare, exist o gam divers de utilaje statice i dinamice, care prin activitatea
tehnologic i de deservire, pot produce zgomote de diferite naturi i proveniene. Poluarea fonic sepoate datora urmtoarelor utilaje:
pompelor i compresoarelor;
ventilatoarelor ;
conductelor prin care circul cu viteze mari gaze, aer sau abur;
activitii din atelierele mecanice aferente instalaiei;
cuptorului.
96
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
93/96
CAPITOLUL 8
CONCLUZII
n prima parte a proiectului au fost prezentate specificaiile petrolului turboreactor pe plan
mondial, cererea pieei pentru petrolul turboreactor dar i legislaia internaional i naional privind
utilizarea combustibililor de tip turboreactor.
S-au prezentat criteriile de calitate ale petrolului turboreactor dar i restricii de mediu internaionale i
naionale, componenii necesari pentru obinerea de petrol reformulat. Sunt evideniate tehnologiile de
baz pentru obinerea de petrol reformulate din componeni de baz, componeni de corecie i aditivi.
97
-
7/22/2019 Piscoci Ana Maria Licenta Retusat
94/96
n continuare s-au prezentat caracteristicile de baz ale materiilor prime folosite de aceste instalaii dar
i proprietile produselor obinute de la fiecare instalaie.
Tot n acest proiect s-a insistat asupra ntocmirii bilanului material pe schema de rafinrie existent dar
i asupra bilanului material pentru schema de rafinrie propus pentru a obine un petrol ecologic cu
un coninut sczut de sulf la nivelul anului 2012.
Bilanul material pe coloan a fost stabilit pe baza randamentelor n produse de reaciiS-au determinat ecuaiile reactorului de hidrofinare precum i modelul marematic al acestuia, dup
care a fost fcut simularea reactorului la temperaturile de 320 C, 340 C i 350 C, pentru diferite grade
de desulfurare.
A rezultat un puternic efect al coninutului de sulf impus n produsul hidrofinat asupra vitezei
volumare, deci i asupra volumului de reactor necesar pentru o capacitate de prelucrare dat.Astfel, la
temperatura de 350 C, desulfurarea petrolului turborector pn la nivelulde 100 ppm sulf necesit o
vitez volumar de 2,97h-1, in timp ce desulfurarea pn la nivelul de 10 ppm sulf necesit o vitez
volumar de