proiect dip

8/13/2019 Proiect Dip.

1/76

1. INTRODUCERE

Prin hidrofinare se nelege procesul de tratare cu hidrogen a fraciilor de iei pe

cataliatori !onofuncionali" sulfuri sau o#ii !etalici. $idrofinarea ur!%re&te

eli!inarea heteroato!ilor prin reacii de hidrogenoli%.

'plicarea hidrogen%rii catalitice n industria de prelucrare a ieiului" a fost sti!ulat%

de sursele de hidrogen disponi(il n refor!%ri prin de)oltarea procesului de refor!are

catalitic%" precu! &i de e#periena acu!ulat% n e#ploatarea instalaiilor de

hidrogenare a c%r(unelui.

Procesele de hidrogenare au e)oluat foarte rapid &i s*au de)oltat n do!enii )ariate

ale industriei de prelucrare" de la rafinarea fraciunilor petroliere cu hidrogen" su(

denu!irea de hidrofinare" p+n% la hidrogenarea distructi)%" su( denu!irea de

hidrocracare.$idrofinarea a ap%rut din necesitatea desulfur%rii distilatelor at!osferice pentru a

respecta nor!ele i!puse produselor finale sau" n caul (eninelor" pentru a le face

apte pentru ali!entarea refor!%rii catalitice ce folosea cataliatori conin+nd platin%.

Ulterior s*a acordat atenie &i eli!in%rii aotului" care di!inua sta(ilitatea la o#idare a

produselor.

$idrofinarea a fost aplicat% ca un proces de (a% pentru ndep%rtarea co!pu&ilor cu

sulf" o#igen &i ap%" prin con)ersie" transfor!+nd ace&ti co!pu&i n $,-" $,O" N$cu

redistilarea hidrocar(urilor for!ate. $idrogenarea conco!itent% a hidrocar(urilor

olefinice &i ndep%rtarea !etalelor coninute co!pletea% aciunea hidrofin%rii" f%c+nd

din acest procedeu" prin randa!entul s%u ridicat &i fle#i(ilitatea sa" un procedeu de

(a% pentru rafinarea tuturor fraciunilor petroliere. Cre&terea e#igenelor calitati)e

pri)ind coninutul de sulf &i aot n distilatele grele &i cele de )id a condus la situaia n

care hidrogenolia leg%turilor C / - &i C / N accesi(ile" asigurat% de hidrofinareaclasic% din anii 02" s% nu !ai fie suficient%. 3n plus" a inter)enit necesitatea


2/76

ndep%rt%rii Ni &i 4 coninui n straturi ciclice !ai co!ple#e" n special pentru a putea

supune distilatele grele de )id crac%rii catalitice.

'ceste criterii noi au i!pus !odific%ri ale siste!ului catalitic &i ale regi!ului

tehnologic al hidrofin%rii" pentru a se asigura hidrogenolia preala(il% a unor leg%turi

C / C astfel nc+t heteroato!ii de -" N" 4" &i Ni coninui n fraciune s% de)in%

accesi(ili &i s% poat% fi eli!inai.

3n !are !%sur%" e#tinderea hidrofin%rii a fost deter!inat% de necesitatea reducerii

coninutului de sulf n produsele petroliere &i !ai ales n co!(usti(ilii de !otor"

pentru a !ic&ora astfel efectele coroi)e" iar n caul (eninelor" a !%ri conco!iten

suscepti(ilitatea la etilare. Cre&terea pe plan !ondial a ponderii ieiurilor sulfuroase

din totalul de iei e#tras &i e#igenele calitati)e din ce n ce !ai se)ere i!puse

co!(usti(ililor de !otor au accentuat necesitatea folosirii hidrofin%rii" singurul

procedeu industrial capa(il s% eli!ine p+n% la li!itele practic necesare" toi

co!ponenii cu sulf" indiferent de natura lor. O atenie deose(it% a fost acordat%

uleiurilor &i eli!in%rii prin hidrofinare a co!pu&ilor cu aot" do)edit% necesar% !ai

ales din caua aciunii lor d%un%toare asupra sta(ilit%ii produselor. Denu!irile de

hidrodesulfurare &i hidrodenitrificare folosite uneori n literatura de specialitate" n

locul celei de hidrofinare sunt 5ustificate n caurile n care scopul principal alprocesului este reducerea coninutului de sulf sau aot.

3n cele !ai !ulte cauri hidrofinarea (eninelor ur!%re&te utiliarea lor pentru

ali!entarea refor!%rii catalitice. $idrofinarea acestora este aplicat% pentru

ndep%rtarea co!pu&ilor cu sulf" aot &i o#igen &i pentru ndep%rtarea !etalelor

conta!inante" prohi(iti)e pentru cataliatori de refor!are. 3n afara li!itelor de

distilare i!puse" (eninele tre(uie s% satisfac% ur!%toarele condiii de puritate6

-ulf


3/76

3n caul (eninelor pri!are" atingerea o(iecti)elor !enionate anterior poate fi

realiat% folosind o singur% treapt% de hidrofinare &i f%r% a recurge la flu#uri de

hidrogen pentru r%cirea reactorului.

3n caul c+nd se pre)ede folosirea n refor!area catalitic% &i a (eninelor reultate din

procesele de cracare" atingerea perfor!anelor !enionate este !ult !ai dificil%" at+t

din caua unui coninut !are de alchene" c+t &i a unei sta(ilit%i !ult !ai ridicate a

co!ponenilor cu sulf &i aot.

Dac% (eninele cracate ur!ea% s% ali!entee refor!area catalitic% f%r% a fi n

preala(il a!estecate cu (enine pri!are" este necesar de a se folosi un reactor pre)%ut

cu in5ecii de hidrogen de r%cire. Pentru a se atinge puritatea final% i!pus%" n cele !ai

!ulte cauri de)ine necesar un al doilea reactor pentru perfectarea desulfur%rii &i

denitrific%rii.

3n caul n care (eninele nu sunt destinate refor!%rii catalitice" cele pri!are se pot

hidrofina folosind o singur% treapt% de reacie" f%r% in5ecie de hidrogen de r%cire. Dac%

cele cracate ur!ea% a fi utiliate drept co!poneni ai (eninelor finite" nu se recurge

la o hidrogenare co!plet% a alchenelor ceea ce ar reduce sensi(il cifra octanic%" &i la o

hidrogenare selecti)% a dienelor &i a alchenelor celor !ai reacti)e. E)oluia aplic%rii

acestui procedeu" se refer% la ur!%toarele6* $idrogenarea selecti)% a diolfinelor &i parial nu!ai a unor olefine :pentru a p%stra

cifra octanic%; din (eninele de piroli%" de cracare nt+riat%" de cracare ter!ic%" cu

hidrogenoli% conco!itent% a co!pu&ilor cu sulf.

* $idrogenarea selecti)% a diolefinelor &i olefinelor din fraciuni nguste de (enine de

cracare catalitic%" pentru a nlesni e#tracia hidrocar(urilor aro!atice necesare n

petrochi!ie.

3n pri!ul ca" hidrogenarea selecti)% a diolefinelor se realiea% pe cataliatori de

paladiu &i o#ii de co(alt &i !oli(den" n dou% trepte cu condiii diferite de lucru.

$idrofinarea (eninelor se realiea% n trei )ariante de proces6

* $idrofinarea (eninelor utiliate drept co!poneni pentru (eninele co!erciale" n

acest ca" scopul procesului l constituie reducerea coninutului de co!poneni cu sulf"

iar n caul (eninelor pro)enite din procese de cracare catalitic% &i al reducerii

coninutului de hidrocar(uri nesaturate.


4/76

* $idrofinarea (eninelor folosite ca !aterii pri!e n procesul de refor!are catalitic%"

procesul tre(uie s% realiee o reducere a coninutului de hidrocar(uri nesaturate &i a

co!pu&ilor cu sulf" aot" o#igen" arsen" plu!( &i halogeni" p+n% la ni)elul ad!is de

cataliatorii de refor!are catalitic%.

Cele dou% )ariante de proces se realiea% n instalaii cu o singur% treapt% de reacie"

a)+nd unul sau dou% reactoare n serie sau n paralel. Cataliatorii cu r%sp+ndirea cea

!ai larg% sunt de tip Co /


5/76

2. POZIIA I ROLUL INSTALAIEI N SCHEMA RAFINRIEI

$idrofinarea este un proces de rafinare al c%rui scop este sc%derea coninutului

co!pu&ilor cu sulf" aot" o#igen" co!pu&i organo / !etalici precu! &i hidrogenarea

hidrocar(urilor nesaturate &i n unele cauri hidrogenarea parial% a hidrocar(urilor

aro!atice.

Prin posi(ilitatea !odific%rii para!etrilor tehnologici" hidrofinarea repreint%

un proces fle#i(il" ceea ce asigur% posi(ilitatea folosirii lui pentru prelucrarea de

(enine cu di)erse co!poiii. >a% de procesele clasice de rafinare" procesul de

hidrofinare preint% a)anta5ul unor randa!ente de 122 9.

$idrofinarea (eninei este un proces catalitic care const% n tratarea cu hidrogen

n preena unor cataliatori specifici n anu!ite condiii de presiune &i te!peratur%

pentru !(un%t%irea calit%ii acesteia.

3n procesul de hidrofinare" prin inter!ediul cataliatorului folosit &i a )alorii

para!etrilor de lucru sunt fa)oriate o serie de reacii chi!ice care au ca ur!are o

!(un%t%ire a calit%ilor (eninelor de hidrofinare.Chi!is!ul hidrofin%rii cuprinde n general reacii de hidrogenare a

co!ponentelor nesaturate &i de hidrogenoli% a co!pu&ilor care conin n !olecul%

alte ele!ente n afar% de car(on &i hidrogen :sulf" aot" o#igen" !etale;.

Reaciile care au loc n procesul de hidrofinare a (eninelor sunt6 reacii de

hidrogenare a diolefinelor n olefine" saturarea olefinelor7 reacia de desulfurare"

denitrificare" deo#igenare" dehalogenare &i n !ic% proporie hidrogenarea unor

hidrocar(uri aro!atice.

Reaciile de hidrogenare a diolefinelorla olefine &i saturarea olefinelor sunt reacii

u&or posi(ile &i care se desf%&oar% cu )ite% !are &i la te!peraturi sc%ute.

C$,? C$ / C$ ? C$ / C$@ N,C$,? C$ / C$,/ C$,/ C$

C$,? C$ / C$,/ C$,/ C$@ N,C$,/ C$,/ C$,/ C$,/ C$


6/76

Reaciile de desulfurare au loc prin sl%(irea &i ruperea leg%turii C / -" for!area de

hidrogen sulfurat" hidrogenarea &i redistri(uirea hidrocar(urii for!ate.

Reaciile de transfor!are sunt6

* !ercaptanii6

R / C$,/ -$ @ $,R / C$@ $,-

* sulfuri alchilice6

R / C$,/ - / C$,/ R0 @ ,$,R / C$ @ R0 / C$@ $,-

* sulfuri ciclice6

$,C

$,CC$

,

C$,

-

@ $, CA$B* -$ CA$12@ $,-$,

* disulfuri6

R / - / - * R0 @ $,R / $ @ R0$ @ ,$,-

* tiofeni

-

CA$B* -$@ $, @ $,

CA$12@ $,-

unde6 R &i R0 sunt radicali hidrocar(onai.

Reaciile de hidrodesulfuraresunt reaci e#oter!e" iar efectul ter!ic cre&te cu c+t

structura !olecular% a co!pu&ilor preint% un caracter nesaturat !ai pronunat. 3n ceea

ce pri)e&te )itea relati)% de reacie tre(uie conse!nat faptul c%" cu c+t co!pusul cu

sulf preint% o structur% !ai co!ple#% &i o !as% !olecular% !ai !are" cu at+thidrodesulfurarea are loc !ai greu datorit% grup%rilor hidrocar(onate din !olecul%

care au un efect de ecranare asupra ato!ului de sulf" !piedic+nd p%trunderea

hidrogenului &i deci !ic&or+nd posi(ilitatea ca reacia s% ai(% loc.

3n concluie" se poate spune c% cel !ai repede se hidrodesulfurea% co!pu&ii cu

sulf alifatici" apoi cei ciclici &i cel !ai greu tiofeni.

3ndep%rtarea co!pu&ilor cu sulf este necesar% pentru faptul c% sulful are un efect

coroi) puternic &i are influen% negati)% asupra calit%ii produselor finite.


7/76

Reaciile de denitrificareau loc prin sl%(irea leg%turii C / N" for!are de a!oniac &i

redistri(uirea hidrocar(urii for!ate.

Reaciile de transfor!are a principalilor co!pu&i cu aot sunt ur!%toarele6

a!ine6

R / N$,@ $,R / $ @ N$

piridine6

N

$,

N$

$, a!ine C8$1,@ N$

chinoline

a!ine,$, $,

$N N

@ N$

C$

Co!parati) cu coninutul de sulf" coninutul de aot este !ult !ai !ic" de ordinul

fraciilor de procent. Cu toate acestea" eli!inarea aotului este deose(it de i!portant%

deoarece" ace&ti co!pu&i contri(uie la insta(ilitatea culorii" la for!area de gu!e n

ti!pul depoit%rii &i la insta(ilitatea arderii co!(usti(ililor.Reaciile de denitrificare sunt n general reacii e#oter!e ns%" cu un efect ter!ic !ai

sc%ut dec+t cele de desulfurare.

3nl%turarea co!pu&ilor cu aot se face !ai greu dec+t a celora cu sulf sau o#igen.

Reaciile de deoxigenareau loc cu for!are de ap% &i hidrocar(uri cu te!peratur% de

fier(ere !ai sc%ut%.

Reaciile de transfor!are sunt6

alcooli6

R / O$ @ $,R$ @ $,O

fenoli6

$,@ $,O

O$

esteri6


8/76

R / O / R0 @ ,$,R$ @ R0$ @ $,O

Reacti)itatea co!pu&ilor cu o#igen este !ai !are dec+t cea a co!pu&ilor cu

sulf &i aot. De ase!enea reaciile de ndep%rtare a co!pu&ilor cu o#igen sunt

e#oter!e a)+nd efectul ter!ic cel !ai ridicat. 3ndep%rtarea co!pu&ilor cu o#igen este

i!portant% pentru sc%derea acidit%ii organice a produselor hidrofinate.

Reaciile de ndeprtare a compuilor organo metalicidecurg dup% un !ecanis!

!ai puin cunoscut. Co!pu&ii organo / !etalici sunt su( for!a unor co!(inaii

co!ple#e n care !etalul ocup% locul central n !olecul% &i este ncon5urat de radicali

hidrocar(onai n general prin leg%turi coordinati)e. Prin hidrofinare" aceste leg%turi se

desfac &i se eli(erea% !etalul care )a r%!+ne pe cataliator constituind" peste oanu!it% concentraie" o otra)% per!anent% pentru acesta" datorit% faptului c% astup%

porii &i nu se poate ndep%rta prin regenerare. co!pu&i cu o#igen >co!pu&i cu sulf >co!pu&i cu aot.

Dac% )itea de reacie a hidrogen%rii diolefinelor este aprecia(il% chiar n

condiii !oderate de hidrofinare" )iteele relati)e de hidrogenoli% a co!pu&ilor cu

sulf" o#igen &i n special a co!pu&ilor cu aot" pun pro(le!e !ai dificile" odat% cu

cre&terea cantit%ii acestor co!pu&i n fraciunea petrolier% &i odat% cu cre&terea !esei

lor !oleculare.

3n general" raportul )iteelor de reacie ale di)erselor tipuri de co!pu&i este

dependent &i de tipul cataliatorului folosit &i n special de tipul &i distri(uia

ele!entelor acti)e. -pre e#e!plu" n cataliatori cu !oli(den" nlocuirea pro!otorului

de co(alt cu nichel sau fier" conduce la cre&terea )itee de saturare fa% de )itea de

hidrogenoli% a leg%turii C / -.

3n caul practic al hidrofin%rii unor fraciuni conin+nd cantit%i aprecia(ile de

co!pu&i cu sulf &i aot" precu! &i olefine" )iteele de hidrogenoli% a co!pu&ilor cu

sulf &i aot &i )itea de hidrogenare a olefinelor sunt di!inuate de influena reciproc% a


9/76

co!pu&ilor cu sulf &i aot precu! &i de inhi(area parial% pe care o !anifest%

concentraiile ridicate de $,- pro)enit din reacie.

3n caul co!pu&ilor cu aot" a c%ror )ite% de reacie este !ai !ic% dec+t a

co!pu&ilor cu sulf &i o#igen n acelea&i condiii de lucru" cinetica transfor!%rii lor se

co!plic% pe !%sur% ce cre&te co!ple#itatea for!elor n care se n care se g%se&te legat

aotul.

Din cercet%rile efectuate asupra unor co!pu&i cu aot :anilin%" n*(util*a!in%"

indol &i chinolin%;" s*a confir!at c% )itea de pri!ul ordin a hidrodenitrific%rii lor"

cre&te n ur!%toarea ordine6 anilin% >n*(util*a!in% >indol >chinolin%.

-ta(ilitatea co!pu&ilor n ciclul de rase de ato!i este foarte !are" ceea ce

e#plic% )itea de reacie !ic% a chinolinei fa% de ceilali trei co!pu&i cu aot.

VARIBILELE PROCESULUI I INFLUENA ASUPRA

CALITII PRODUSELOR

Cunoa&terea )aria(ilelor procesului per!ite ntelegerea condiiilor de calcul ale unei

instalaii" d% posi(ilitatea operatorului s% neleag% !ai (ine li!it%rile procesului &i

per!ite o anali% adec)ata n ca de dificult%i n proces.

Pe !asur% ce apar schi!(%ri ale calit%ii produsului" poate fi calculat gradul de

!(%tr+nire al cataliatorului &i se pot face !odificari corespunatoare ale condiiilor

de lucru pentru co!pensare.

4aria(ilele care influenea% procesul" cu e#cepia !ateriei pri!e &i cataliatorului"

sunt6

Te!peratura

Presiunea

Raportul hidrogen !aterie pri!a

4itea de )olu!

2.1. INFLUENTA TEMPERATURII


10/76

a te!peraturi !oderate si in preenta unei cantitati stoechio!etrice sau in e#ces de

hidrogen este ter!odina!ic posi(ila hidrogenarea hidrocar(urilor nesaturate si

hidrogenolia co!pusilor cu o#igen" sulf" aot si organo!etalici.

In caul hidrogenarii hidrocar(urilor aro!atice" cresterea te!peraturii poate li!ita din

punctul de )edere ter!odina!ic aceasta reactie re)ersi(ila" datorita cresterii )iteei

in)erse de dehidrogenare.

Odata cu cresterea te!peraturii are loc si o accentuare a reactiilor de hidrocracare :la

te!peraturi de A22A,2 C ; care pot duce la !icsorarea randa!entului in produs

principal si sint insotite de depuneri de cocs pe cataliator.

Cresterea te!peraturii duce la !arirea )iteei reactiilor de hidrogenolia si de

hidrogenare. Cresterea )iteei diferitelor reactii in procesul de hidrofinare nu este

aceeasi datorita energiilor de acti)are diferite ale ale di)erselor reactii ce au loc

Tre(uie !entionat ca te!peratura afecteaa nu nu!ai )itea reactiilor catalitice de

suprafata " ci si )itea de difuie" ceea ce are i!portanta in special in caul proceselor

in faa !i#ta " )apori*lichid.

Industrial " procesul se realieaa la te!peraturi de ordinul ,82A22 C " te!peratura

de lucru fiind deter!inata de natura !ateriei pri!e si de sopul ur!arit.Te!peraturi la ni)elul de ,82 Cse folosesc pentru hidrogenarea selecti)a a

nesaturatelor din (eninele pro)enite din procese ter!ice 7 procesele de rafinare a

fractiilor de (enine " petroluri" !otorine se desfasoara la te!peraturi de ordinul 82

F2 C 7 la te!peraturi apropiate de A22 C se lucreaa pentru hidrofinarea fractiunilor

petroliere grele.

In instalatia de hidrofinare a (eninei $G1,2 se lucreaa cu te!peraturi cuprinse in

do!eniul ,F2,2 C fiind reco!andat a se e)ita utiliarea te!peraturii de A2 C sau

peste aceasta )aloare cind este posi(il sa creasca )itea reactiilor de reco!(inare a

olefinelor .

'ceste )alori ale te!peraturii sunt reco!andate de fir!a 'HO*NOGE care a

furniat cataliatorul aflat in e#ploatare.

2.2. INFLUENTA PRESIUNII


11/76

Presiunea influenteaa echili(rul chi!ic si )itea reactiilor" )itea de difuie a

reactantilor prin porii cataliatorului si raportul )apori lichid .

Ea influenteaa " de ase!enea ti!pul de contact cu cataliatorul" precu! si reactiile

secundare care duc la depuneri de cocs pe cataliator" afectind in felul acesta

acti)itatea " respecti) durata lui de functionare.


12/76

Raportul hidrogen !aterie pri!a influenteaa presiunea partiala a

hidrogenului"echili(rul )apori / lichid si ti!pul de sedere in ona de reactie" prin

efectul asupra )olu!ului !ediu de reactanti.

In general " cresterea raportului hidrogen !aterie pri!a duce la o indepartare !ai

co!pleta a co!pusilor cu sulf " o#igen " aot" la saturarea olefinelor si aro!aticelor si

in acelasi ti!p" la o incetinire a procesului de depunere a cocsului pe cataliator .

a fractiunile grele hidrofinate in faa !i#ta " reultatul glo(al al cresterii acestui

raport poate fi o !arire sau o scadere a con)ersiei in functie de conditiile specifice ale

procesului. Cresterea ratiei de hidrogen deter!ina o !arire a fractiei )aporiate si o

crestere a presiunii partiale a hidrogenului" a!(ele ducind la cresterea )iteei glo(ale

de reactie" deter!inata intre altele si de cresterea )iteei de difuie a hidrogenului prin

pelicula de lichid.

Dupa )aporiarea co!pleta a fractiunii" crestera in continuare a ratiei hidrogen

!aterie pri!a are ca efect o !icsorare a presiunii partiale a co!ponentilor fractiunii"

respecti) a gradului de adsor(tie a acestora pe centrii acti)i ai cataliatorului " putind

duce la o scadere a con)ersiei" care sa fie !ai i!portanta decit cresterea datorata

!ariri presiunii partiale a hidrogenului.

'pare ca " in conditiile !entinerii constante a celorlalti para!etrii" la hidrofinareafractiunilor grele" cresterea raportului hidrogen !aterie pri!a deter!ina o crestere a

con)ersiei care poate trece insa printr*un !a#i! ce )a corespunde" apro#i!ati)"

)aporiarii sale co!plete.

a deter!inarea !ari!ii ratiei de recirculare a hidrogenului inter)ine si puritatea lui.

Continutul de hidrogen in gaele pro)enite din procesul de refor!are catalitica este de

ordinul J2B2 9)olu!. Un continut de hidrogen tre(uie co!pensat prin raport

hidrogen !aterie pri!a !ai !are" cu consecinte tehnologice si econo!ice

defa)ora(ile. -e reco!anda utiliarea gaelor cu un continut de hidrogen !ai !are de

29 si continut de $,- in gaele de recirculare situat su( ni)elul de A89 ceace

poate i!pune purificarea gaelor de recirculare.

Consu!ul de hidrogen )ariaa in li!ite foarte largi in functie de !ateria pri!a si de

gradul de rafinare dorit.

In practica industriala se lucreaa la rapoarte hidrogen !aterie pri!a de ordinul 12 !ol!ol respecti) ,2122 N! !.


13/76

In instalatia de hidrofinare a (eninei $G1,2 se lucreaa cu ratii de hidrogen

!aterie pri!a cuprinse intre 1,8A22 N!! . -e reco!anda sa nu se utiliee ratii

de hidrogen !aterie pri!a !ai !ici de 182 N!! pentru a e)ita realiarea

inchiderilor hidraulice in circuitul schi!(atoarelor -1 ah "ce pro)oaca dificultati in

!entinerea constanta a te!peraturii la transferul cuptorului $11,2.

2.4. INFLUENTA VITEZEI DE VOLUM

4itea de )olu!" e#pri!ata ca raport intre de(itul )olu!etric de !aterie pri!a si

)olu!ul de cataliator este un criteriu de apreciere a influentei )iteei de ali!entare cu

!aterie pri!a asupra ti!pului de reactie.

De !entionat ca " in conditiile e#istentei in ona de reactie a unui )olu! !are de

hidrogen " !ateria pri!a nu este singurul factor care deter!ina ti!pul de contact intre

reactanti si cataliator.

Industrial se lucreaa la )itee de )olu! de ordinul 2"88h*1.

Pentru prelucrarea (eninei de D.'. cu continut !are de sulf " in a!estec cu (enina

de cocsare este uuala )itea de 8h*1" iar pentru (enina de D.'. cu continut !oderatde sulf" arseniu si continut scaut in aot este uuala )itea de )olu! de Fh*1.

In caul prelucrarii (eninelor de cracare unde se doreste o saturare !ini!a a

olefinelor" se poate folosi o )itea foarte !are de 18,2 h*1.

4iteele de reactie relati)e ale sulfului" olefinelor si aotului din (eninele supuse

prelucrarii au ur!atoarele )alori 6

*sulf 122

*olefine F2

*aot ,2

Prin cresterea )iteei de )olu! se !icsoreaa ti!pul de contact e)itindu*se reactiile

secundare de hidrocracare " deci depunerile de cocs pe cataliator . In acelasi ti!p

)iteele de )olu! !ari influenteaa poiti) costul in)estitiei" prin !icsorarea

di!ensiunilor reactorului. Ti!pul de contact !ic defa)orieaa in schi!( con)ersia

co!pusilor cu sulf " o#igen " aot ducind la o hidrofinare inco!pleta .


14/76

Cantitatea de cataliator fiind fi#a" )itea de )olu! poate fi reglata prin !odificarea

de(itului de ali!entare.

O !icsorare a de(itului produce o crestere a ti!pului de sedere si per!ite sa se reduca

te!peraturile in reactor. O crestere a de(itului necesita o crestere a te!peraturii in

reactor .

2.. CARACTERISTICILE ALIMENTARII

Procesul de hidrofinare este foarte fle#i(il in ceeace pri)este tipul de ali!entare. Pot fi

prelucrate fractiuni petroliere cu orice inter)al de distilare .

Nici un conta!inant natural di titei nu afecteaa nu afecteaa folosirea cataliatorului

cu e#ceptia arseniului " sodiului si a !etalelor grele.

Tendinta de a depune cocs pe cataliator )ariaa !ult cu di)ersele tipuri de !aterii

pri!e si conditiile de proces sint sta(ilite intr*o !are !asura de aceasta.

In general" olefinele din ali!entare si hidrocar(urilecu puncte de fier(ere !ai ridicate"

contri(uie la for!area !ai rapida a cocsului . a fel se co!porta aro!atele policiclice.

2.!. IMBATRINIREA CATALIZATORULUI

Deacti)area cataliatorului se !asoara prin scaderea eficientei relati)e a

cataliatorului in conditii fi#e de prelucrare dupa o perioada de utiliare a

cataliatorului.

-ingurele !i5loace cunoscute prin care cataliatorul este deacti)at" este acu!ularea

de cocs pe centrele acti)e si co!(inarea fiica a su(stantelor conta!inante din !ateria

pri!a cu co!ponentii cataliatorului.

In operarea nor!ala poate fi ad!isa o proportie de car(on de 89 fara o descrestere

se!nificati)a in sectiunea de desulfurare" desi capacitatea de indepartare a aotului

descreste de o(icei la acest continut de car(on.

Continutul de car(on depus pe cataliator tre(uie li!itat la apro#i!ati) 129 la

operatia de regenerare" deoarece cantitatile !ai !ari de car(on pot duce la scaderea

reistentei si deci la sfari!area cataliatorului.Cataliatorul ra!ine eficient pina la un continut de arseniu de 2"F9.


15/76

Toleranta la plu!( este !ai putin cunoscuta . -e crede ca arseniul se indeparteaa la

regenerare.

Pe !asura ce cataliatorul i!(atrineste" reactiile )or fi afectate in ordinea indepertarii

aotului" saturarii olefinelor si in final desulfurarii.

O alta indicatie a i!(atrinirii cataliatorului este co!pararea culorii produsului

hidrofinat de*a lungul unei perioade de ti!p. Pe !asura ce cataliatorul i!(atrineste "

culoarea produsului este din ce in ce !ai inchisa.


16/76

3. DESCRIEREA PROCESULUI TEHNOLOGIC SI DE

AUTOMATIZARE

Instalatia cuprinde ur!atoarele fae 6

1. >aa de incalire "reactie si separarea gaelor

,. >aa de co!pri!are si recirculare a gaelor

. >aa de stripare a (eninei

A. >aa de recuperare a caldurii si producere a a(urului

3.1.FAZA DE INCALZIRE REACTIE SI SEPARARE A GAZELOR

Genina de distilare at!osferica este stocata in reer)oarele TA" T8" T8'" TJ"

TJ'" TJG" de unde cu po!pele P 1,2 a " r din casa de po!pe ,22 G este tri!isa inintalatie in )asul 41.

Genina de cocsare este stocata in reer)orele T ,1" T ,, de unde este preluata

cu po!pele P 1 a " r din casa de po!pe ,22 G si tri!isa in instalatie in )asul 41'

sau in reer)oarele 4F" 4B'" 4BG de unde este preluata cu po!pele P1, sau P1 din

o(iecti)ul 1J si tri!isa in )asul 41'.

Gucla de reglare a ni)elului din )asul 41 actioneaa in cascada (ucla de

reglarea a de(itului de (enina de D.'.sta(ilind ni)elul in )asul 41.

In )asele de ali!entare 41si41' este !entinuta o perna de gae prin linia de

gae co!(usti(ile.Presiunea pe )asele 41si 41' este de cca. , (ar.

Pentru !entinerea pernei de gae in )asul 41 se foloseste (ucla de reglare PRC 22A.

4asul este prote5at de supapa de siguranta -- 221 care descarca in facla de

5oasa presiune. Ur!ele de apa care se pot acu!ula la fundul )asului pot fi eli!inate la

canaliare. Pentru a pre)eni inghetarea" acestei ape "la fundul )asului a fost !ontata oserpentina de a(ur.


17/76

Genina este trasa cu po!pa P1 /'"R si refulata la presiunea de JF (ar la

schi!(atoarele de caldura -1 ah .

Inainte de a intra in schi!(atoare"(enina se a!esteca cu gaele (ogate in

hidrogen"si cu a!estecul de hidrogen si (enina de cocsare pro)enit din reactorul

R1'.

Reglarea de(itelor de (enina pe cei A pasi se face cu a5utorul (uclelor de

reglare .

Kaele (ogate in hidrogen sint )ehiculate cu a5utorul co!presoarelor de

recirculare H*1'"G"iar reglarea de(itului de gae (ogate in hidrogen pe cei A pasi se

face cu a5utorul (uclelor de reglare.

Cind de(itele de gae (ogate in hidrogen pe cei A pasi scad su( anu!ite )alori

ce ar putea duce la cocsarea cuptorului $*1"sau ar deteriora catliatorul din

reactoare "s*au pre)aut intrerupatoare de proces pentru a se!nalia de(itele !ini!e

iar in caul i! care acestea )or scadea in continuare "se )or opri focurile de la cuptorul

$*1"prin inter!ediul ro(inetului cu solenoid 4G*22J si ro(inetul de siguranta.

Te!peratura a!estecului de (enina si gae (ogate in $, la iesirea din

schi!(atoarele de caldura )ariaa in functie de procentul de (enina de cocsare din

a!estec si are )alori de 182*,82 C .


18/76

si aparate cu afisa5 digital pentru indicarea te!peraturilor pe panoul de co!anda

pentru cei A pasi ai cuptorului $*1.

Te!peratura transferului cuptorului se regleaa cu a5utorul (uclei de reglare

TRC*22B in cascada cu (ucla de reglare PIC*22B.Reglarea presiunii gaelor la pilotii

aratoarelor se realieaa cu a5utorul regulatorului PC*21,.

Pentru decocsarea tu(urilor cuptorului au fost pre)aute conducte prin care se

poate introduce aer si a(ur.Pentru conducerea procesului de decocsare s*au pre)aut

indicatoarele de de(it locale de a(ur si aer.Pentru ina(usirea incendiilor este pre)auta

o linie de a(ur de !edie presiune prin care se intoduce a(ur in )atra cuptorului. Pentru

suflarea serpentinei cuptorului in ca de a)arie s*au pre)aut A linii prin care se

intoduce aot de A2 (ar.

Din cuptor a!estecul de (enina si gae cu $, "total )aporiat "intra in reactoul

R*1 si apoi in reactorul R*,. In reactoare la apro#i!ati) 12 C si 82 (ar au loc reactiile

de hidrogenare a du(lelor legaturi si indepartarea sulfului " aotului si o#igenului su(

for!a de $,- " N$ si apa .

Cataliatorul folosit este constituit din o#ii de Ni*


19/76

Pentru !entinerea pernei de gae in )asul 4*1' se foloseste (ucla de reglare

PRC*22a.

4asul este prote5at de supapa de siguranta --*1a care descarca in facla de 5oasa

presiune.

Genina de cocsare din )asul 4*1' este trasa cu po!pa P*1'*a"r si refulata la

presiunea de 8A (ar in schi!(atorul de caldura -*,' unde se a!esteca cu flu#ul de

gae (ogate in $, si se incaleste pina la te!peratura de1J2*,,2 C"iar de aici a5unge

in reactorul R1*' de hidrogenare la rece.

Reglarea de(itului de (enina de cocsare se face cu a5utorul (uclei de reglare

>RC*22Ja"iar reglarea de(itului de gae (ogate in $, se face cu a5utorul (uclei de

reglare >RC*22a.

Te!peratura a!estecului de (enina de cocsare si gae (ogate in $, "la iesire

din schi!(atorul -*,' se sta(ileste cu a5utorul (uclei de reglare TIC*22F.

Ro(inetul de reglare :cu cai; al (uclei TIC*22F este !ontat pe linia de iesire

efluent din reactorul R*, si diri5eaa o parte din efluent spre -*,'"realiind incalirea

a!estecului de (enina de cocsare si gae (ogate in $, "iar cealalta parte o diri5eaa

spre schi!(atoarele -*1ah"unde realieaa incalirea a!estecului de (enina de

D.'."gae (ogate in $, si (enina de cocsare.Te!peratura la intrare si iesire dinreactorul R*1' este !asurata cu ter!ocuplele TE*,J*1 respecti) TE*,J*, si este

inregistrata la ta(loul de co!anda .Caderea de presiune pe reactorul R*1' este

!asurata cu aparatul PdR*211 si este inregistrata la ta(loul de co!anda .

Deoarece reactiile care au loc in reactorul R*1' sint puternic e#oter!e"

te!peratura la iesirea din reactor" )a fi !ai !are decit te!peratura de intrare.

Cresterea !a#i!a de te!peratura ad!isa pe reactorul R*1' este de 88 C.

Pentru a pastra aceasta li!ita s*a pre)aut sa se in5ectee hidrogen de racire atit

in linia de intrare cit si in linia de iesire din reactor 7 reglarea in5ectiei de hidrogen se

face !anual.

a iesirea din reactorul R*1' " efluentul este diri5at spre cei A pasi de intrare in

schi!(atoarele -1*ah" cu de(it reglat de (uclele de reglare PDR*21' 1A" unde

se a!esteca cu (enina de D.'. si cu gaele (ogate in hidrogen" recirculate " ur!ind

traseul prin cuptorul $*1si reactoarele R*1 si R*,.


20/76

Din reactorul R*, o parte din efluent !erge la schi!(atorele de caldura -*1*a

h" unde se raceste pina la 1,A C " iar cealalta parte !erge la schi!(atorul de caldura -*

,' unde face shi!( de caldura cu ali!entarea reactorului R*1'" apoi se uneste cu

efluentul ce !erge la -*1*ah.

a iesirea din schi!(atoarele -*1*ah" efluentul condenseaa partial "apoi este

diri5at la racitoarele cu aer '1 1J" unde se raceste pina la A2 C. Reglarea

te!peraturii la iesire din racitoarele cu aer se face prin !odificarea inclinatiei

5aluelelor sau a inclinatiei paletelor )entilatoarelor.

Pentru a pre)eni depunerea sarurilor de a!oniu in te)ile racitorului cu aer '*1 se face

in5ectie de condens rece. Condensul de 5oasa presiune intra in racitorul cu apa -*B si de

aici in )asul 4*12 din care cu po!pa doatoare P*, a " r" condensul este i!pins la

racitorul cu aer '*1" fiind pul)eriat prin inter!ediul unor due la intrarea in fiecare

(aterie a racitorului '*1.

Pentru pre)enirea coroiunilor la iesirea din schi!(atoarele -*1si la intrarea in

racitorul '*1 se face in5ectie de inhi(itor de coroiune. Inhi(itorul de coroiune se

pregateste in )asele 4*12"'"G" de unde este tras cu po!pa doatoare P1''" si i!pins

catre schi!(atorele -*1 si catre racitorul '*1.

Dupa ce iese din racitorul cu aer " efluentul intra in )asul separator de inaltapresiune 4*, care este pre)aut cu do!a pentru decantarea apei si care este i!partit in

doua co!parti!ente printr*un perete despartitor.

'pa " care contine $,- si N$se separa in do!a )asului 4*, si de aici este

tri!isa la instalatia de stripare ape din cadrul sectiei D.K.R.-. Ni)elul in do!a )asului

4*, : intre apa si (enina ; este !entinut cu a5utorul (uclei de reglare C*21B ce

actioneaa asupra )entilului regulator !ontat pe linia de ape spre D.K.R.-.

Genina si gaele cu $,- diol)ate in ea pleaca in )asul separator de 5oasa

presiune 4* Ni)elul in )asul 4*, este !entinut constant cu a5utorul (uclei de reglare

IC / 21F .

Kaele (ogate in hidrogen trec peste peretele despartitor in co!parti!entul al

doilea al )asului " trec printr*un de!ister si de aici in )asul de aspiratie al treptei de

recirculare a co!presoarelor H*1'"G " )asul 4*B 7 )asul 4*B este prote5at de supapa de

siguranta --*, Pentru golirea siste!ului de reactie in ca de a)arie a fost pre)aut un


21/76

)entil actionat cu !otor electric !ontat pe conducta de iesire gae cu $, din )asul 4

/ , spre )asul 4 / B ce poate fi co!andat local sau de la ta(loul de co!anda .

'ceste ar!aturi prote5eaa intreaga ona de reactie " intre utila5ele acesteia

nee#istind organe de inchidere .

E)entualele picaturi de lichid separate la trecerea gaelor prin de!ister sint

tri!ise la )asul 4* .

Ni)elul in co!parti!entul , al )asului 4*, este se!naliat cu aparatul -$ / 2,1 .

Presiunea in )asul 4 / , este !entinuta cu a5utorul (uclei de reglare PRC / 2,2

" intre 2 / 8A (ar iar de(itul de gae de la 4*, spre D.K.R.-. este inregistrat pe

aparatul >R*2,2 .

Po!pa P*B care aspira din )asul 4*, functioneaa nu!ai in perioadele de

regenerare a cataliatorului .

In separatorul de 5oasa presiune 4* "prin reducerea presiunii de la 2 **8A (ar

la 1**18 (ar se separa o faa gaoasa care contine gae cu $,- ce sint tri!ise la

instalatia D.K.R.-.

Ni)elul in )asul 4* este !entinut cu a5utorul (uclei de reglare RC * 2,A iar

de(itul de (enina de la 4* la coloana de stripare C / , este inregistrat de aparatul >R

/ 2,A .Presiunea in )asul 4 / este !entinuta cu a5utorul (uclei de reglare PRC /

2,J" iar de(itul de gae spre D.K.R.-. este inregistrat cu aparatul >R / 2,J .

Picaturile de apa din (enina se separa in do!a )asului 4 / " de unde apa este

scursa !anual spre instalatia de stripare a apei . Ni)elul in do!a )asului 4 / este

alar!at de aparatul -$ / 2,8 .

3.2 . FAZA DE COMPRIMARE SI RECIRCULARE A

GAZELOR BOGATE IN HIDROGEN

Kaele de recirculare " separate in )asul 4 / , trec in )asul 4 / B :)as de

aspiratie co!presor recirrculare ; . 4asul este pre)aut cu de!ister pentru separarea

e)entulelor picaturi de lichid antrenate " lichidul separat fiind tri!is in )asul 4 / .


22/76

Ni)elul !a#i! in )asul 4 / B este se!naliat iar in caul in care nu se iau

!asuri pentru scurgerea lui si ni)elul creste in continuare " aparatul '$ / 2, opreste

!otoarele co!presoarelor H / 1 ' " G .

Din )asul 4 / B gaele (ogate in hidrogen intra in aspiratia co!presoarelor H /

1 ' " G . Continutul de $,- in gaele de recirculare )a fi de cca . 2"9 . 'cest

continut se )a !entine !arind sau !icsorind pur5a spre D.K.R.-.

Refularea treptei de recirculare se face intr / un colector co!un atit pentru

treapta de recirculare cit si pentru treapta de co!pletare .

Kaele (ogate in hidrogen pentru co!pletare de la R.C. )in in )asul 4 / 8 "

de(itul si presiunea acestora fiind inregistrate de aparatele >R / 2,F "respecti) PR /

2,F .

Ni)elul in )asul 4 / 8 este se!naliat iar in caul in care ni)elul creste peste

li!ita ad!isa" aparatul '$ / 2,B opreste !otoarele co!presoarelor H / 1 '"G.

ichidul din )asul 4 / 8 este eli!inat in linia de facla .

Din )asul 4 / 8 " gaele (ogate in hidrogen sint aspirate cu co!presoarele H /

1 '"G treapta a / I / a si i!pinse prin racitoarele -* , / a"( in )asele 4 / A a"( iar de

aici sint preluate de treapta a / II / a si i!pinse in colectorul co!un pentru treapta de

recirculare si treapta de co!pletare .Pentru reglarea de(itului de hidrogen de co!pletare se actioneaa !anual

asupra ro(inetelor !ontate pe conductele de (L*pas dintre aspiratie si refulare

pre)aute pe fiecare treapta .

3. 3. FAZA DE STRIPARE A BENZINEI

Genina din )asul 4* este diri5ata prin presiune proprie catre ali!entatrea

coloanei de stripare C*, " fiind incalita in schi!(atoarele de caldura -* '"G pina la

te!peratura 182*1J2 C cu flu#ul de (enina hirofinata ce pleaca din (aa colanei .

'li!!entarea coloanei C*, se face pe talerul 1A " pe la )irful coloanei se separa

o fractie usoara ce contine hidrogen " hidrogen sulfurat si hidrocar(uri C1*C8 .

Produsul de )irf iese cu te!peratura de 128*118 C" intra in racitorul cu aer '*, de

unde iese cu te!peratura deF2*F8 C si se raceste in racitorul cu apa -*A pina late!peratura de A2*A8 C apoi intra in )asul separator de reflu# 4*J .


23/76


24/76

De aici o parte din (enina hidrofinata calda este diri5ata catre aspiratia

po!pelor 12*P1 a"r si este po!pata in instalatia de refor!are catalitica "constituid

!ateria pri!a pentru aceasta instalatie " iar cealalta parte este diri5ata catre racitorul cu

aer '* unde se raceste la A2*88 C" apoi prin racitoarele cu apa -*12 unde se raceste

pina la 12*,8 C si este tri!isa la reer)oarele de (enina hidrofinata T ,2 din parcul

,2 8" T122 " T121 din parcul ,2 sau la reer)oarele G$*,21 " G$*21 din

parcul F 18 " GR*,2, " GR*,2 " GR*2, " GR*2 din parcul F 18 " G'*12 din

parcul F , .

Racitorul cu aer '* si racitoarele cu apa -*12 a"( sint di!ensionate sa raceasca

intreaga cantitate de (enina hidrofinata in caul in care instalatia de refor!are

catalitica nu functioneaa.

Ni)elul in (aa coloanei de stripare este !entinut cu (ucla de reglare IC*2A8 .

De(itul de (enina hidrofinata la reer)oare este inregistrat de aparatul >R*2A8.

'portul de caldura la (aa coloanei C*, necesar stiparii " este asigurat de

cuptorul refier(ator $*, . O parte din (enina de la (aa coloanei este trasa cu

po!pele P*12 a"r sau P*8 a"r " i!pinsa prin cuptor unde se produce )aporiarea a cca.

829 din de(itul de intrare in cuptor " apoi este recirculata la coloana .

Cuptorul $*, este de tip cilindric " )ertical cu ona de con)ectie si radiatie .Cuptorul functioneaa cu co!(usti(il gaos si poate folosi aer preincalit pentru

ardere cit si aer rece . De(itul de recirculare prin cuptor este !entinut constant cu

a5utorul (uclelor de reglare >RC*2AJ* 1",""A : pe cei A pasi ;. Te!peratura la iesire

din cuptor pe fiecare pas este indicata la pupitru .

Te!peratura transferului cuptorului este !entinuta cu a5utorul (uclei de reglare

TRC*2A ce actioneaa in cascada (ucla de reglare PIC*2A . Te!peratura la prag este

indicata la pupitru .

'nalia continutului de o#igen in gaele arse este inregistrata de aparatul 'R*

2AB . In caul in care de(itele de recirculare la cuptorul $*, " scad su( anu!ite li!ite

acestea sint se!naliate . Daca in continuare acestea scad si de)in periculoase pentru

securitatea cuptorului " doua din cele patru de(ite opresc focurile la cuptor inchiind

ro(inetul de siguranta >4*2AJ "de pe linia de gae la aratoarele cuptorului .


25/76

In caul in care presiunea gaelor co!(usti(ile la cuptor scade su( anu!ite

li!ite se inchide auto!at ro(inetul de siguranta >4*2AJ respecti) ro(inetul P4*28 de

pe linia pilotilor .

>aa de stripare alcatuita din coloana " cuptor " schi!(atoare de caldura " racitor

cu aer" racitor cu apa" )as de reflu#" este prote5ata de supapa de siguranta --*11

!ontata pe linia de )apori a coloanei C, .

3.4. FAZA DE RECUPERARE A CALDURII SI

PRODUCEREA ABURULUI

>aa de recuperare a caldurii din gaele arse si producerea a(urului consta

dintr*un caan recuperator cu circulatie fortata !ultipla " care se co!pune din

ur!atoarele ele!ente 6

fascicul de con)ectie

ta!(ur separator de a(ur

po!pe de circulatie

conducte de legatura inrte ele!entele caanului 7

>asciculul de con)ectie al caanului este co!pus din 1, serpentine in paralelali!entate la partea inferioara" cu curgere ascendenta " schi!(ul de caldura a)ind loc

in echicurent incrucisat .

-erpentinele " conectate la doua colectoare " sint a!plasate in ona de con)ectie

a cuptorului 1,2*$*1. Restul ele!entelor caanului sint a!plasate in co!un cu

ele!entele caanului recuperator ale cuptorului de refor!are catalitica 12*$1" $,"

$ / la sol sau pe constructia !etalica aferenta acestui cuptor .

Ta!(urul separator 1,2 4*este a!plasat pe platfor!a de la cota @ 1J,2!"

ceace asigura in !od satisfacator u!plerea cu apa a fasciculului de con)ectie in caul

opririi accidentale a a!(elor po!pe de circulatie" i!piedicind astfel arderea te)ilor

pina la racirea cuptorului care tre(uie oprit intr*o astfel de situatie " se!nalata la

panoul cental de (ucla de auto!atiare 1,2*P'*2A. Ta!(urul este !ontat cu

a!ena5ari interioare corespunatoare pentru asigurarea unei (une separari" spalari si

linistiri a a(urului in scopul o(tinerii a(urului saturat uscat.


26/76

Caanul este echipat cu intreaga aparatura necesara unei corecte e#ploatari in

confor!itate cu MPrescriptiile Tehnice I-CIR*C1 si anu!e 6

Regulator de ni)el apa in ta!(ur pre)aut cu ar!atura de reglare de(it apa de

ali!entare si cu alar!are la panou la iesirea in afara li!itelor !a#i!e si !ini!e

ad!ise.

Gloc de ali!entare co!pus din ro(inet de retinere cu )entil si ro(inet cu sertar"

a!plasate in a)al de ro(inetul de reglare al ni)elelor.

Doua supape de siguranta cu arc " din care una de contol.

Ro(inet de iolare du(lat de un ro(inet de retinere cu clapa pe conducta

principala de a(ur" precu! si un ro(inet de ocolire a acestora pentru perioada de

pornire.

Ro(inet pentru pur5a continua si pentru pur5a inter!itenta .

-iste!ul de de pur5are al caanului se co!pune din doua conducte de pur5are

periodica care conduc apa de pur5e la e#pandorul de pur5e inter!itenta 12*4*8 si o

conducta de pur5e continua care conduce apa de pur5e la e#pandorul de pur5e continua

1,2*4*F.

E#pandorul de pur5e inetr!itenta 12*4*8 este co!un caanelor recuperatoare

ale cuptoarelor 1,2 $1 si 12 /$1" $," $ si pri!este apa de pur5e de la ta!(ureleseparatoarelor 1,2 4 si 12 4A de la e#pandorul 1,2 4F si in cauri accidentale de la

e#pandorul 12 4J . '(urul e#pandat din apele de pur5e este e)acuat in ar!osfera " iar

apa concentrata in saruri " la canaliare .

E#pandorul de pur5e continua 1,2 4F pri!este apa de pur5e de la ta!(urul 1,2

4 " iar a(urul de 1"8 (ar e#pandat este tri!is prin conducta 4*22B la turnul de

degaare al degaorului ter!ic 12 4B. 'pa ra!asa dupa e#pandare este e)acuata la

canaliare prin ro(inetul de reglare 1,2 4*28 al (uclei care !entine constant ni)elul

in e#pandor.

Regi!ul chi!ic al apei de caan poate fi controlat prin prele)area pro(elor de

apa de caan prin racitorul de pro(e 1,2*-11. Circulatia fortata !ultipla a apei de

caan prin fascicolul de con)ectie este asigurata cu po!pele de circulatie 1,2 P* F a"r .

Oprirea accidentala a po!pei in ser)iciu este se!naliata la panou de catre (ucla de

reglare 1,2 >'*2A. Pornirea po!pei aflata in reer)a se face !anual. Pentrureducerea ti!pului de pornire se reco!anda ca po!pa de reer)a sa fie !entinuta cu


27/76

ro(inetul de pe aspiratie co!plet deschis sau po!pa incalita prin deschiderea partiala

a ro(inetului care ocoleste ro(inetul de iolare si ro(inetul de retinere de pe conducta

de refulare a po!pei.

Caanul recuperator pri!este apa de ali!entare de la instalatia de pregatire a

apei pentru caan co!una caanelor aferente cuptoarelor 1,2* $1" si 12* $1" $," $.

'ceasta instalatie este cuprinsa in cartea de operare a instalatiei Refor!are

catalitica o(. 12.

'pa de ali!entare caan este asigurata la presiunea necesara de catre po!pele

de ali!entare 1,2*P a"r. Oprirea accidentala a po!pei aflata in functiune este

se!naliata la panou de catre (ucla 1,2 >RC'*2 .

Pornirea po!pei aflata in reer)a se face !anual . Pentru reducerea ti!pului de

pornire se reco!anda aceasi procedura ca la po!pele 1,2* PF de !ai sus.


28/76

A. 'N'I' E>ICIENEI UTIIQRII ENERKIEI 3N C'DRU IN-T''IEI

$IDRO>IN'RE GENINQ

A.1. C'CUU DE 4ERI>IC'RE ' CUPTORUUI DE 3NCQIRE '


29/76

>ig. A.1.

C'CUU PROCE-UUI DE CO


30/76

Consu!ul de aer6

8J"2A

,8"2

1,

8"2

,1"2

,"1

A1,,1"2=

+=

+= hC

L

!olg co!(.

Cantitatea !olar% de gae de ardere6

2J,8"21,,8"2

1,,=== CnCO !olg co!(.

1,8"2,

,8"2

,,===

hn OH !olg co!(.

8B,"28J"2B"2B"2,

=== LnH !olg co!(.

2F"28J"2,"1

1,"1,1"2

1,1"2

,=

=

= LnO

!olg co!(.

FF8"2== it nn !olg co!(.

Cantitatea !asic% de gae de ardere

8",2J,8"2AAAA,,

=== COCO nm gg co!(.

,8",1,8"21F1F,,

=== OHOH nm gg co!(.

,"1J8B,"21F,F,,

=== HH nm gg co!(.

2F"12F"2,,,,

=== OO nm gg co!(.

F",,== it mm !olg co!(.


31/76

,22

..agI 2"2J,8 A2"A ,22 @ 2"1,8 A"21 ,22 @ 2"8B, ,B"1 ,22 @ 2"2F

,B"BA ,22 ? 828F"A g co!(.

J22

..agI 2"2J,8 AJ"1F J22 @ 2"1,8 J"21 J22 @ 2"8B, 2"1B J22 @

2"2F 1"F J22 ? 18FBA" g co!(.=1222..agI 2"2J,8 AB"A 1222 @ 2"1,8 F"AA 1222 @ 2"8B, 1"J 1222 @

2"2F "1J 1222 ? ,J,"F g co!(.

-e deduce ecuaia de )ariaie a entalpiei gaelor de ardere cu te!peratura" de for!a6

Ig.a.:t; ? a @ (t @ ct,

828F"A ? a @ ,22 ( @ ,22,c

18FBA" ? a @ J22 ( @ J22,c

,J,"F ? a @ 1222 ( @ 1222,c

Reol)+nd siste!ul o(ine!6

a ? ,"J

( ? ,A"81

c ? ",, 12*

Bilanul termic global pe cuptor

C%ldura preluat% de !ateria pri!% n cuptor6

( )1, tl

t

lmpmp iimQ = unde t1? 182 C &i t,? ,2 C

Relaii de calcul a entalpiilor pentru fraciunile petroliere6

( ) ( ) ( )8AA"228F"222118A"2222A"2,"1BJA", ,181818

18 ++= Ktdtdit

l g co!(.

( ) ( )[ ]( )8AA"21,28F"2,2F,"222118A"2222A"2,2F,"2,"1BJA", ,,2 ++=li

=,2li JF8" g co!(.

( ) ( ) ( )8AA"21,28F"2182F,"222118A"2222A"2182F,"2,"1BJA", ,182 ++=li

=182li ,1F", g co!(.

S!p? J2 F, :JF8" / ,1F",; ? ,1J, h

Entalpia a!estecului co!(usti(il :aerul &i co!(usti(ilul au ,2 C;

Iac? Iaer@ Ico!(

Iaer? Cp aertaer? 2"8J ,B"2 ,2 ? ,1B"F g co!(.

Ico!(? Cp co!(tco!(? ,", ,2 ? AA g co!(.


32/76

Iac? ,J"F g co!(.

-e ad!it pierderi de c%ldur% ale cuptorului n secia de radiaie de 9" n secia

de con)ecie de , 9 din c%ldura introdus% &i de)oltat% n cuptor :pierderi totale 8 9;.

Te!peratura gaelor arse la co& este6 tco&? A82 C.

Entalpia gaelor de ardere la aceast% te!peratur% este

=Cago

I A82.. a @ ( A82 @ c A82,

=Cago

I A82.. ,"J @ ,A"81 A82 @ ",, A82,? 112B g co!(.

Randa!entul cuptorului6

1JB"228"2F",182222

112B11

. =+

=+

= ppaci

tc

agQ

IH

I

De(itul de co!(usti(il ars n cuptor6

( ) ( ) 8"JA

F",J822221JB"2

,1J,=

+=

+=

aci

mp

IH

QB

gh

De(itul de aer utiliat6

,F"FA G ? ,F"FA JA"8 2"8J ? 1A11"8 gh

De(itul gaelor de ardere6

G !t? JA"8 ,,"F ? 1AJ gh

Bilanul termic al cuptorului pe secii

-e ad!ite te!peratura gaelor de ardere la trecerea din secia de radiaie n

secia de con)ecie :te!peratura de prag;6

tp? 18 C

=tpgI ,"J @ ,A"81 18 @ ",, 12*18,? 1B1BF g co!(.

Pierderile de c%ldur% n secia de con)ecie6

Spc? 2"2, G :$i@ Iac; ? 2"2, JA"8 :82222 @ ,J"F; ?J8282, h

C%ldura preluat% de ap% pentru o(inerea de a(ur n secia de con)ecie este6

( ) == pctc

g

tp

gc QIIBQ JA"8 :1BABF / 112B; / J8282, ? A1BFJ,J h

C%ldura total% introdus% &i de)oltat% n focarul cuptorului6

Sde)? G :$i@ Iac; ? JA"8 :82222 @ ,J"F; ? ,818JJ h


33/76

Ta(el A.,

S"%&'( )*/+ ,

I-

$./."

C%ldura de)oltat% prin inter!ediul arderii

co!(usti(ilului

G $i ,8222 BB"8,

C%ldura sensi(il% a co!(usti(ilului G Ico!( 1A,A8 2"2AC%ldura sensi(il% a aerului de co!(ustie G Iac 1A,,1 2"ATotal c%ldur% introdus% Sde ,818JJ 122

I01"."

C%ldura util% S!p ,1J, 1"JFC%ldura pierdut% cu gaele de ardere la co& Sco& 8FJB ,",C%ldura pierdut% prin perei Sp 1J,J,88 8"22Total c%ldur% Si ,818JJ 122

Temperatura adiabatic a flcrii

Te!peratura adia(atic% a fl%c%rii se calculea% dintr*un (ilan pe flac%ra

adia(atic%.

( ) fpiifga

gaaercombit

CntI

IIIH

=

=++

( )piiaercombi

fCn

IIH

t ++

=

Pentru a citi c%ldurile specifice ale gaelor de ardere este necesar% presupunerea unei

te!peraturi a fl%c%rii ur!+n ca presupunerea s% fie )erificat% din relaia de (ilan.

Dup% !ai !ulte ncerc%ri )erificarea s*a o(inut pentru )arianta6 tf? 122 C.

C%ldurile specifice !olare" la presiune at!osferic% constant%" !edii ntre 2 &i 122 C"

n !ol C6

Ta(el A.

$ C CO2 H2O N2 O2122 8"F A,",8 ,"B1 A"J

12JJ"A2F"2B1",8B,"2,8"A,1,8"2F"82J,8"2

F",1BAA82222=

+++++

=ft C

Verificarea performanelor cuptorului3n secia de radiaie se utiliea% tu(uri cu de? 1JF" !!" di? 1B"J !! &i


34/76

s ? 28 !!. 3n secia de radiaie sunt A2 tu(uri plasate )ertical pe circu!ferina unui

cilindru.

-uprafaa de schi!( de c%ldur% a radiaiei 'r? ,,F"8 !,.

Pentru aceast% suprafa% n condiiile de )erificare tehnologic%" tensiunea

ter!ic% este6

,FAJ8",,FJ22

12,1J, =

==r

M

rA

QT =!,

Caracteristicile geo!etrice ale seciei de radiaie sunt6

Dia!etrul cercului corespun%tor a#elor tu(urilor6 Da#? "FF !7

Dia!etrul interior al seciei de radiaie6 D ? A"A1, !7

3n%li!ea ocupat% de serpentin%6 h ? 12"BB !7

3n%li!ea interioar% a seciei de radiaie6 $ ? 11"2BB !.

F"#. 4.4.

Tensiunea ter!ic% se deter!in% utili+nd !etoda o(o / E)ans lu+ndu*se ca

te!peratura !edie n focar6

t!f? tp@ 2 C ? 18 @ 2 ? A8 C

ungi!ea seciei se con)ecie6 c? "8 !

%i!ea seciei de con)ecie6 lc? , !

Relaia o(o / E)ans6


35/76

( )emfc

emf

se

r

t ttTT

nd

SkFT +

=

AA

122122J"8

Coeficientul de con)ecie din secia de radiaie" dup% o(o &i E)ans" are )aloarea6

c? 11" =!,C

Nu!%rul &irului de tu(uri6 ns? 1

Coeficientul relati) de radiaie pentru un singur &ir de tu(uri plasat la perete6

F1,"1==e

rd

Sk " ns? 1; ? 2"B,8 1

Coeficientul de radiaie reciproc% se calculea% cu relaia6

lg

lg1111

1

+

=F

unde6

lg / coeficientul de e!isie al gaelor

lg ? 2"JAA / 2"2221 t!f@ 2"1FFJ ln :p$,O@ pCO,; l

Presiunile pariale ale $,O &i CO,se calculea% pentru presiunea total% egal% cu

presiunea nor!al% at!osferic%6

1J2J"2FF"2

1,8"221,"1,

,

===t

OH

OH n

npp

(ar

2F2"2FF8"2

2J,8"221,"1

,==

COp (ar

,A2B"2,,== COOH pp (ar

Pentru cuptoarele cilindrice cu $D , se ia l ? D ? A"A,1 !

lg ? 2"JAA / 2"2221 A8 @ 2"1FFJ ln:2",A2B A"A,1; ? 2"8,2

Kradul de ecranare are e#presia6

t

el

A

A=

tA * aria total% a seciei de radiaie6

FJ"18,"AA,1"A

,2BB"11A,1"AA,

,,

=

+=+=

cct lL

HA !,

'el / aria echi)alent% a ecranului :se negli5ea% preena tu(urilor din secia de

con)ecie;

B"1,1B,8"2F2A"12FF" === ra!el kLA !,


36/76

JF8A"2FJ"1

B"1,1==

88"2

JF8A"28,2"2

8,2"21111

1=

+

=F

Te!peratura !edie a ecranului6

( )mpmfmpe

tttt +=,2

1

,8,

,2182

,=

+=

+= erirmp

ttt C

( ) ,J2,8A8,2

1,8 =+=

et C

Presiunea ter!ic% n secia de radiaie

( ) ,F,J,J2A8"11122

8B

122

121F

11JF"2

28"2B,8"288"2J"8

AA

=+

=

tT =!,

'ceast% )aloare este nu!ai cu 2"2,J 9 !ai !ic% dec+t )aloarea calculat% din

(ilanul ter!ic. 4erificarea se consider% corespun%toare.

Ta(el A.A

)*/+ ,C%ldura cedat% n radiaie ,1J, 122

C(56 706$ 8- 6"69"0 :"-

%076-";% 0 6"69"0

18,,22 8"18

C(56 706$ 8- 6"69"0 :"-

%076-";% 0 7'-


37/76

Verificarea performanelor seciei de convecie

Caracteristicile geo!etrice ale seciei de con)ecie sunt6

Ta(el A.8

L5-#"%0

%

L9"%0

%

-(9"%0

6;7"75( %

-(9"%0 ;079"0

7'-


38/76

( )

=

J8"2,","A"2

122122

8"12,

,

e

geg

eg

COe

COT

TTT

tt

lpl

( )( )

=

!

e

!

g

eg

OHOHe

OH

TT

tt

lplpl

122122

B"FA8,"A8 J"2

,,

,

( ) "2,

"1,", lp! OH +=

Coeficientul de e!isie al ecranului le? 2"B

Presiunile pariale ale CO,&i $,O6

2F2"2,=COp (ar7 1J2J"2, =OHp (ar.

Te!peratura !edie a gaelor de ardere n secia de con)ecie6

8.8F,,

A8218

,=

+=

+= cp

g

ttt C

Tg? F88"8 H

Te!peratura !edie a ecranului6

te? 1,,"8 @ 12 :8F,"8 / 1,,"8; ? 1F C

Te? A11 H

Krosi!ea !edie a stratului de gae6

l ? de 2"BB,A :-1de;,/ 2"B ? 2"1JF 2"BB,A :2"282"1JF;,/ 2"B ? 2"B !

( )"A

A11

8"F88

122

A11

122

8"F88

1F8"8F,

B"22F2"2B"28"12 J8"2,","A"2

,=

=CO

=!,C

# ? ,", @ 1" :2"1J2J 2"B;2"? ,"FJ

( )( )

=

FJ",

122

A11FJ",

122

8"F88

1F8"8F,

J"2B"21J2J"2B"21J2J"2B"FA8,"A8B"2

,OH

=OH

,

J"8B =!,C

FB"128B"J"A =+=rg =!,C

Calculul coeficientului de con)ecie pentru gaele de ardere se face cu relaia6

( )A"2

J"2

J"2,B,"2

e

#

c

d

=

Pentru ns? B ? "A !,

4itea de !as% :de(itul !asic specific; a gaelor de ardere n seciunea

!ini!%6


39/76

1F"1A"J22

1AJ=

=# g!,-

a tg ? 8F,"8 C gaele au6

? 2"2,J =!,C

? J"A2, 12*Jg! s 1

( ) J",1

1JF"2

1F"1

12A2,"J

2,J"2BB"2,B,"2

A"2

J"2

J"2J=

=

c =!,C

Calculul coeficientului de transfer de c%ldur% prin radiaia pereilor6

.

122,,"2

11

+

+

=

ep

rgc

ecran

lp

rp

Te

A

A

Coeficientul de e!isie de fascicol6 ep? 2"B8.

Nu!%rul &irurilor de tu(uri ? B :8A tu(uri" c+te J pe &ir;

'e? B J 2"1JF "8 ? BB"B !,

3n%li!ea ocupat% de fascicol6

h ? :ns/ 1; -,@ de? F :,; 2"28 @ 2"1JF ,",F !

'perei laterali? , "8 ,",F ? 18"BJ !,

JA"1

122

A11B8"2,,"2

1

FB"12J",1

1

B"BB

BJ"18

=

++

=rp

=!,C

Coeficientul glo(al de transfer de c%ldur%6

ed calc.e? c@ rg@ rp? ,1"J @ 12"FB @ 1"JA ? A"2J =!,C

Ta(el A.

h 9C%ldura cedat% n secia de con)ecie A1BFJ,J 122C%ldura cedat% prin con)ecie ,JJ8,FF J"AFC%ldura cedat% prin radiaia gaelor 1,JAA 1"AC%ldura cedat% prin radiaia pereilor ,22JBA A"F

Calculul diferenei !edii de te!peratur%


40/76

18 A82

1A2 128

tcc? 88 C tcr? A8 C

$

cc

cr

e!t

e!t

e!t

t

ttt

tt

t

t$

t

t

1

int

intint

int

ln1

1ln

+

=

Diferena de te!peratur% pentru fluidul din interiorul tu(urilor6

intt ? 1A2 / 128 ? 8 C

Diferena de te!peratur% pentru fluidul din e#teriorul tu(urilor6

e!tt ? 18 / A82 ? ,J8 C

Nu!%rul de ncruci&%ri6

N ? ns? B

A82

88

A8,J88

,J88ln

,J8

81

1lnB

8

B

1

=

+

=t

C

Coeficientul glo(al de transfer de c%ldur% pentru suprafaa de schi!( de c%ldur%

' ? 11A"8 !,este6

JA",,J22A828"11A

12A1BFJ,J ==

=

tA

Qk

c

eed =!,C

Tensiunea ter!ic% n con)ecie6

121FJ8"11AJ22

12A1BFJ,J

=

==

c

et

A

QT =!,

4aloarea o(inut% se ncadrea% n li!itele inferioare ale tensiunilor ter!ice

specifice seciilor de con)ecie ale acestor tipuri de cuptoare tehnologice.

C%derile de presiune pe circuitul gaelor de ardere

Tira5ul necesar la (aa co&ului se o(ine prin nsu!area tuturor c%derilor de pe

presiune pe circuitul gaelor de ardere" p+n% la (aa co&ului.

-e ad!ite c%derea de presiune a gaelor de ardere prin frecare n secia de radiaie6

p1? 8 $!,


41/76

C%derea de presiune cauat% de reducerea seciunii de curgere la trecerea din secia de

radiaie n secia de con)ecie6

* se!iunghiul de con)ergen%

,81JJ"28A"2

,

,

1

,

,

= AA

p

F"#. 4..

-e calculea% acoperitor cu negli5area unghiului de con)ergen%6'1? D ? A"A,1 ? 1"FB !,7 ',? "8 , ? !,

Densitatea gaelor de ardere la tp? 18 C6

8"2BFFF1A

B1J",F1221,"1 8=

=

=

pT"

Mp g!

4itea gaelor de ardere n seciunea final%6

JA"1

8"2J22

1AJ=

=

!s

1"2,

JA"18"2

FB"1

81JJ"28A"2

,

, =

=

p N!,

C%derea de presiune cauat% de frecare" n secia de con)ecie :a&eare n

triunghi6 -1de? 1"F1;.

( ),8"2

1

,

Re

1B"1 sdn esp

+=

se ia n seciunea !ini!% de curgere

Densitatea gaelor de ardere" n secia de con)ecie6

A1,"28"F88F1A

B1J",F1221,"1 8=

=

=gT"

Mp g!

? 1"1F g!,

FJ",A1,"2

1F"11F"1===

!s

8A8812A2,"J1F"11JF"2Re

J ===

ed


42/76

J,"88A88

28"21JF"212FJ",A1,"2B"1,8"2

,

=

=p N!,

C%derea de presiune cauat% de reducerea seciunii de curgere la intrarea n co&6

,

81JJ"28A"2,

,

1

,

=A

Ap

-e calculea% acoperitor cu negli5area unghiului de con)ergen%.

'1? !,

De(itul )olu!ic de gae de ardere la A82 C

A1"FB1J",F1221,"1J22

,F1A1AJ8

=

=% !s

-e ad!ite dia!etrul interior al co&ului Di? 1"1 !.

4itea gaelor de ardere la co& :la intrare;6

F8"F1"1

AA1"F,,

=

=

!s

AF"2,F1A

B1J",F1221,"1 8=

= g!

',? :1"1;A ? 1",1 !,

A"F

,

F8"FAF"2

,1"181JJ"28A"2

,

A =

=p N!,

C%derea de presiune cauat% de registrul de gae de ardere6

( )

,,

,12 = !

p

* )itea gaelor de ardere la co&

-e ad!ite # ? 2"J :fracia seciunii li(ere;

( ) 1A"F,

F8"FAF"2,

,12 =

= !p N!

,

3nainte de a se calcula diferena de presiune static% se sta(ilesc cotele spaiilor

li(ere caracteristice6

distana de la sol la podeaua seciei de radiaie6 ,", !7

distana de la sol la partea superioar% a radiaiei p+n% la fasciculele de tu(uri din

con)ecie6 2"A !7

distana de la sol la fasciculul con)eciei p+n% la spaiul de racordare con)ecie co&6 2"A

!7n%li!ea spaiului de racordare con)ecie co& pentru un unghi de 2


43/76

2,

1"18"tg

? 2"JB !

Diferena de presiune static% n secia de radiaie6

p? $ :a* g; g

Densitatea aerului at!osferic la 12 C6

,A,"1,FA",,

,FA",F

,

,

A",,=

=+

=a

a

at

M g!

3n%li!ea seciei de radiaie6

$ ? 11"2BB @ 1 ? 1,"2BB !

Te!peratura !edie n focar tg? A8 C

Densitatea gaelor de ardere la aceast% te!peratur%6

AJ"2121FA",,

,B1J",F

,

,

A",,=

=+

=g

g

gt

M g!

pJ? * 1,"2BB :1",A, / 2"AJ; B"F1 ? *12,"B N!,

Diferena de presiune static% n secia de con)ecie se calculea% ase!%n%tor6

$ ? 2"A @ ,",F @ 2"A ? "2F !

a tg? 8F,"8 C" g? 2"A1, g!

p? * "2F :1",A, / 2"A1,; B"F1 ? * ,8"2F N!,

Tira5ul necesar la (aa co&ului6

pt? pi? 8 @ 2"1 @ 8"J, @ F"A @ F"1A / 12,"B / ,8"2F ? * 2"81 N!,

Din calcule reult% c% tira5ul la (aa co&ului se realiea% natural" co&ul a)+nd

doar rolul de a de)ersa gaele arse n at!osfer% la o n%li!e !ai !are" lucru care

fa)oriea% dispersia acestora n at!osfer%.

u+nd )itea de circulaie a gaelor de ardere n co& de6ga ? F !s

-co&? 4gae arsega? F"A1F ? 1"28 !,

- ? D,A 1J"128"1AA

=

==

S !

-e ia n%li!ea co&ului de 12 ! pentru a asigura de)ersarea gaelor de ardere n

at!osfer% la n%li!e c+t !ai !are.


44/76

8. PROPUNERI PENTRU REKENER'RE' CQDURII DIN K'EE DE

'RDERE 'E CUPTORUUI

3n condiiile actuale" n care se pune un accent tot !ai !are pe econo!isirea de

energie de orice fel" de)in renta(ile &i recuper%rile de c%ldur% la capacit%i reduse.

3n continuare" se propune regenerarea de c%ldur% prin r%cirea gaelor de ardere

de la A82 C la ,22 C.

Te!peratura de intrare n prenc%litor a gaelor de ardere este tip'? A82 C" iar

te!peratura de ie&ire din prenc%litor a gaelor de ardere este tep'? ,22 C.

=Cgao

IA82 112B g co!(.

=Cgao

I,22 ,"J @ ,A"81 @ ",, 12*,22,? 828F g co!(.

C%ldura cedat% n prenc%litor" prin r%cirea gaelor de ardere )a fi6( ) A2J8,828F112B8"JA,22A82 === C

ga

C

gapA

oo

IIBQ h

Cu aceast% te!peratur% se prenc%le&te aer de la ,2C la ta,. Din (ilanul ter!ic

pe prenc%litor reult% te!peratura p+n% la care se nc%le&te aerul de co!(ustie6

( CtCmQ apcipA ,21=

Cta1F

8J",B8J"28"JA

A2J8,,2, =

+=

R%cirea gaelor de ardere prin regenerare de c%ldur% c+tre aerul de co!(ustie

are ur!%toarele consecine6

cre&te randa!entul cuptorului datorit% sc%derii c%ldurii e)acuate la co&7

cre&te te!peratura fl%c%rii" care duce la cre&terea te!peraturii !edii n focar" deci la

cre&terea transferului de c%ldur% prin radiaie.

Ne propune! s% calcul%! c+t co!(usti(il se econo!ise&te &i ce (eneficiu poate aduce

recuperarea de c%ldur% prin r%cirea gaelor de ardere.Te!peratura adia(atic% a fl%c%rii )a fi6


45/76

pi

combapi

fCn

IIHt

++

=

Presupune! =ft 1B82 C. C%ldurile specifice !olare pentru gaele de ardere la

aceast% te!peratur% sunt 16

Ta(elul 8.1

ft Cp:!ol C;CO, $,O N, O,

1B82 8A",A8 A"J ",8 8"1

111FJ1",B8J"21F === aerpaerC

ap tCLI

g co!(.

1B111"82F"2,8"8B,"2,J"A1,8"2,A8"8A2J,8"2

AA11B82222=

+++++

=fcalct C

Ctt fcalc&sfpreBsup =


46/76


47/76


48/76

AB

1BF

1F

,2

1F

1J1

Cct

A"1JB

1J1

1Fln

1J11F ==

$

rari

e!t

e!t

$tt

t

t

t

t

t

c

1

int

int

int1

1

1ln1

1ln

+

=

N ? , / nu!%rul de ncruci&%ri

raritint ? AB / ,2 ? A8B C

intt ? AB / 1BF ? ,F1 C

e!tt ? 1F / ,2 ? ,BF C

,

1

,

11

A8B

,BF1ln

,BF

,F11

1ln

,F1A"1JB

+

=

t

Presupune! ed? 12 =!,C

Tensiunea ter!ic% Tt? edt ? 1, 12"B ? 1,A =!,

'ria de transfer de c%ldur% necesar%6

8"1181J22B"1212

12A2J8, =

=

=tk

QA

ed

pA

e !,

Nu!%rul de tu(uri pe un &ir trans)ersal pe direcia curgerii :pe lungi!e;6

8"21

=Sln

Nu!%rul de &iruri de tu(uri :pe l%i!e;6

1

,

,

S

l

S

ln

=

=

Nu!%rul total de tu(uri6

nnnt =

'd!ite! )itea gaelor de ardere prin tu(urile prenc%litorului6


49/76

ga? 8 !s

De(itul )olu!ic de ardere la te!peratura !edie din prenc%litor )a fi6

,

,A",,

+= giga

tnB%

8"F,

1BFAB

,=+=+= epaipag

ttt

F",,2F1,

,8"FA",,FF8"218"88F =

+=

ga% !h ? J"1 !s

-eciunea de curgere este6

ti

ga

gan

d%S

A

,==

Nu!%rul total de tu(uri )a fi61AF

2,8"28

J1"AA,,

=

=

= iga

ga

td

%n tu(uri

1AF

,8"2

11

=

==

S

l

S

lnnnt

Pentru l ? !7 l0 ? 1"8 !

AJ8"22A,,"28"1

=

=n tu(uri

,2A,,"28"1

,8"1=

=n tu(uri

nreal? AJ , ? 1A, tu(uri

3n%li!ea tu(urilor din prenc%litor este6

,"82A,,"21A,

8"1181=

==

papaete hhdnA !

3n cele ce ur!ea% se )or calcula i&i epentru a se )erifica edpresupus.

Calculul lui ipentru gaele de ardere care circul% prin interiorul tu(ului6

i? c@ rg

Propriet%ile fiice !edii pentru gaele de ardere la F"8 C 1.

? 2"28F =!,C

? ,"F, 12*Jg!s

pr? 2"JAJ

8BA,"2J"J11F1A

B1J",F1221,"1 8

=

=

=T"

Mp g!


50/76


51/76

F1"8,

,1JBA",,

J22

8J"218"88F

,

,A",,

J22=

+

=

+

= o

tLB% !s

4itea aerului6

B,"12"

F1"8

!in

===S

% !s

1J"2

re& p"c$ =

Pentru a&eare n triunghi c ? 2" 1

Pentru un nu!%r de &iruri !ai !are dec+t 12" ? 1 :n acest ca sunt , ,F ? 8J

&iruri;1.

Propriet%ile fiice ale aerului la 1JB C &i presiunea at!osferic% 16

? 2"22 =!,C

? ,F"1 12*J!,s

pr? 2"JFAAAF

,FJ121",F

B,"12A,,"2J =

==

ee

d"

Nu ? 2"1,FJ2"J2"JFAAF1 ? A"8B

8"22A,,"2

22"28B"A=

=

=

e

&

ed

H =!,C

Coeficientul glo(al de schi!( de c%ldur%6

e

e

i

e

o

e

i

e

i

ii

e

ed

"dd

dd

d

d"d

d

dk

1ln

1

++++

=

Pentru gae de ardere i"d ? 2"221, !,C= 1

Pentru aer e"d ? 2"222AA !,C= 1

Pentru oel car(on la te? ,,8"8 C" o? A, =!,C 1

F8"B

8"2

1222AA"2

2,8"2

2A,,"2ln

2,8"2

2A,,"2221,"2

2,8"2A2"1B

2A,,"2

1=

+++

=edk = !,

C

-upradi!ensionarea aparatului

98"1122

F8"B

F8"B121229 =

=

=

edcalc

edcalced

k

kkS :accepta(il%;


52/76

Dac% )o! considera costul unui !etru p%trat de prenc%litor egal cu J222

lei!," costul aparatului )a fi6

C ? J222 ' ? J222 1181"8 ? F",82 12Jlei

In)estiia cu construcia aparatului )a fi recuperat% din (eneficiul realiat din

econo!isirea a 2"J tan co!(usti(il" dup% o perioad% de ti!p de6

2,8"2128F"

12,82"FB

J

=

=rb ani


53/76

!. PARTEA E>PERIMENTAL

3n cadrul acestui capitol se ur!%re&te sta(ilirea e#peri!ental% a )ariaiei

perfor!anelor tehnice ale unui schi!(%tor de c%ldur% de tip tu( n tu( n funcie de

)ariaia para!etrilor de intrare :de(ite" te!peraturi;.

-*a utiliat un !onta5 e#peri!ental la ni)el de la(orator preentat n fig. J.1.1.

!.1. STUDIUL MONTA*ULUI E>PERIMENTAL I

MODUL DE LUCRU

Instalaia e#peri!ental% sete co!pus% dintr*un schi!(%tor de c%ldur% de tip tu(

n tu( n care la interior circul% ap% cald% :!c; iar prin !anta circul% ap% rece :!r;.Instalaia !ai este pre)%ut% cu dou% rota!etre" unul pentru fluidul cald" iar cel%lalt

pentru fluidul rece" un ter!ostat &i patru ter!o!etre.

-e las% instalaia s% intre n regi!" se fi#ea% un de(it de ap% rece constant &i se

citesc te!peraturile la diferite de(ite de ap% cald%. -e !odific% de(itul de ap% rece la

un alt de(it constant &i se citesc din nou te!peraturile la / A !odific%ri de de(it de

ap% cald% &i se trec )alorile ntr*un ta(el.

!.2. CARACTERISTICILE GEOMETRICE ALE

SCHIMBTORULUI DE CLDUR

'ria de schi!( de c%ldur%6,

tee 2"2,B!2"BA82"21VdV' ===


54/76

-eciune de curgere pentru fluidul cald :la interior;6

,8,,

i

i !128"2,J2A

2"22FWV

A

dV-

=

=

=

-eciune de curgere pentru fluidul rece6

( ) ( ),A

,,,

e

,

i

e !12,"JF2"212"2,1A

V

dDA

V- =

=

=

ungi!ea caracteristic% pentru fluidul cald6

2"22F!d i =

ungi!i caracteristice pentru fluidul rece6

ei

u

c

heh dDP

'ARAd =

==

unde6

ehd / dia!etrul echi)alent hidraulic7

Rh/ raa hidraulic%7

'c/ aria seciunii de curgere7

Pu/ peri!etrul udat.

deh? 2"2,1 / 2"21 ? 2"211 !

( )e

,

e

,

i

t

ctet

ddD

P'ARAd ===

unde6

det/ dia!etrul echi)alent ter!ic7

Rt/ raa ter!ic%7

Pt/ peri!etrul ter!ic.

2"2A1!2"21

2"212"2,1d

,,

et =

=

!.3. MRIMI MSURATE

!r/ de(itul de fluid rece7

!c/ de(itul de fluid cald7

tc1/ te!peratura fluidului cald la intrare7

tc,/ te!peratura fluidului cald la ie&ire7tr1/ te!peratura fluidului rece la intrare7


55/76


56/76


57/76

Graficul t = f( )

0.56

0.58

0.6

0.62

0.64

0.66

0.68

0.7

0 20 40 60 80 100

Temperatura,oC

,[W/moC]


58/76

Graficul t = f( )

955

960

965

970

975

980

985

990

995

1000

0 20 40 60 80 100

Temperatura,oC

,[kg/m3]

Graficul t = f(cp)

4180

4185

4190

4195

4200

4205

4210

4215

4220

cp,

[/kg

oC]


59/76

!.. MRIMI CALCULATE

C%ldura cedat%6

( )c,c1pcc ttc!S =

C%ldura pri!it%6

( )r1r,prr ttc!S =

Gilan ter!ic glo(al6

pierderipri!itcedat SSS +=

122"9S

SSScedat

pri!itcedat

pierderi =

Coeficientul de con)ecie la interior6

CUT=!"d

XNY 2,

i

ui =

Z pentru regi! la!inar6 Re


60/76

X

[cP

p

r

=

Coeficientul glo(al de transfer de c%ldur%6

CUT=!"Y

1R

d

dln

X,

d

d

dR

d

d

Y

1H

2,

e

de

i

e

cu

e

i

e

di

i

e

i

ed ++

++=

Ta(el. J..

N.

7$.

$7

C$

C77

*/)# C7

*/)# C7

:"00"

,1

,

A

A2

"8

8

,"8

,,

,1"8

,1

,1

A1F"J

A1F"J

A1F"J

A1F"J

A1F1"2

A1F1"8

A1F,"1

A1F,"1

,AF"

,8F"A

,8",

,,1"F

1"1

,F,"1

,82"8

,82"8

* ,J

* B",

1"1

* 1,"B8

J

F

A,

F

8"8

"8

,2"8

1B"8

1F"8

1F

A1B"8

A1F"J

A1F"J

A1F"J

A1F,"8

A1F"2

A1F"8

A1FA"2

AA"F

,J"1

,,"

A2"J

A2J"1

,B2"1

1A"1

11J"1

* 1"

* 8"1

AJ"1

1",B

12

111,

A2"8

"82"8

1B

1F"8

1F"81F"8

A1F"J

A1F"J

A1F"JA1F"J

A1F",

A1F"8

A1F"8A1FA"2

,BF"

JF"

A8"B,",

,A"F

,A"J

,A"JF1",

* F"FF

"F

,B"J2"

4alorile negati)e pentru Spierderi sunt e#plicate prin faptul c% l e#teriorul

schi!(%torului de c%ldur%" prin spaiul inelar curge agentul rece :apa rece; care are

te!peratura !ai sc%ut% dec+t !ediul n care se g%se&te siste!ul :interiorul

la(oratorului;.

3n aceste condiii schi!(ul de c%ldur% dintre !ediu &i aparat este de la e#teriorspre interior" astfel nc+t apa de r%cire pri!e&te c%ldur% at+t de la apa cald% care circul%

la interior c+t &i de la !ediul e#terior.

Ta(el. J.A.

$7

C"

%/;

R0 P N5 "/%2C


61/76

A2"2

"8

8"2

,"8

2"1B

2",A

2"1

2"J

,28

21

2

A,2B

A"J

A"

A"B

8"1

1",

,1"B

,J"

2"1

1AF"1

112"B

,2,F"A

,,F"B

A,F

8"8

"8

2"12"1F

2",,

2",F

1J8,,F

,JFB

A,

"BA"8F

A"A

8",1

F"12"2

,2"1

,A"F

JF,"BF1"

18J,"F

1B1,"A2"8

"2

"8

2"8

2"11

2",,

2"

2"AA

12

,2J

B,

A1

A"B

A"JB

8",1

8"A

F"

,2"1

,F",

1"F

JAB"8

18J"F

,1A"B

,BA"8

Ta(el J.8.

$

C0

%/;

R0 P N5 0/%2C

0

/%2C,,

,1"8

,1,1

2"2

2"2

2"22"2

A2"8

J"F

1"B2"1

J",

J"F

J"FFJ"FF

J"2B

J"11

J"2BJ"2F

12",

12"8

12",12J"B

B"8

BB"J

122"8121"1

,2"8

1B"8

1F"8

1F

2"28

2"28

2"28

2"28

882"

8B"

82",

8,2"A

"28

"12

",,

"B

",J

",

",,

",A

1,"

1,",

1,"1

1,"A

12"8

128"

118"

11"J1B

1F"81F"8

1F

2"2

2"22"2

2"2

AJ"A

A1",A,"

,B"

"18

",",

",

F"2J

F"2F"2F

F"2

1A1"F

1A1"B1A,",

1A1"B

111"A

1,"A11"A

1,"1

!.. VARIAIA COEFICIENTULUI DE TRANSFERTERMIC CU TEMPERATURA $C1


62/76

Ta(el J.J.

$71

C% 4 1?@3)#/;

$71

C% 13! 1?@3)#/;

$71

C% 141 1?@3)#/;

)0 /%2C )0 /%2C )0 /%2CA

A2

A

B"8

BB"J

122"8

121"1

AF

A,

B

12"8

128"

118"

11"J

A

A1

J

,

111"A

1,"A

11"A

1,"1

4ariaile ed? f:tc1; sunt preentate n ur!%torele grafice6

!aria"ia 1 ke#f(tc1)

97

97.5

98

98.5

99

99.5

100

100.5

101

101.5

32 34 36 38 40 42 44

tc1,oC

ke#,

W/m$ oC


63/76

!aria"ia $ ke#f(tc1)

102

104

106

108

110

112

114

116

118

120

35 40 45 50

tc1,oC

ke#,

W/m$

oC

!aria"ia 3 ke#f(tc1)

110

115

120

125

130

135

30 35 40 45 50

tc1oC

ke#,

W/m$

oC


64/76

!.!. VARIAIA COEFICIENTULUI DE TRANSFER

TERMIC CU DEBITUL DE AP CALD %7

Ta(el J.J.

%71?@3)#/;

% 4 1?@3

)#/;

%71?@3)#/;

% 13! 1?@3

)#/;

%71?@3)#/;

% 141 1?@3)#/;

)0 /%2C )0 /%2C )0 /%2CB"B28

1,"8

18"181

1"JBJ

B"8

BB"J

122"8

121"1

J"F

F",8F

11"2

1"BF

12"8

128"

118"

11"J

8"AB,

11"21J

1J"882

,,"111

111"A

1,"A

11"A

1,"1

4ariaiile ed? f:!c; sunt preentate n ur!%toarele grafice6

!aria"ia 1 ke#f(mc)

97

97.5

98

98.5

99

99.5

100

100.5

101

101.5

8 10 12 14 16 18 20

mc10%3

, kg/s

k

e#,

W/m$

oC


65/76

!aria"ia $ ke#f(mc)

102

104

106

108

110

112

114

116

118

120

5 7 9 11 13 15

mc10%3

, kg/s

ke#,

W/m$

oC

!aria"ia 3 ke#f(mc)

110

115

120

125

130

135

4 9 14 19 24

mc10%3

, kg/s

ke#,

W/m$

oC


66/76

. C'CUU ECONO


67/76


68/76

> E 2 F JK E 2 ,A ,2$ E 2 12 JI E 2 A 12 C" D 2 1F J

H C" D 2 1J 12 C" D 2 1, 1,< C" D R 2 F

N C" D R J 12O " >" K" $" I" " H P A JP O R J AR P A A A

IV. D5%5( 7"$"7 0;$0 '%6$ "- 67$"


69/76

C A 1, 1, 1J 1J 2D J 2 12 J 1J 12E 1J 1J 1B 1B 2> F 1B 8 , A 1JK ,A 1B 1B A A 2

$ 12 1B ,B A 1AI A 1B B , A ,2 1F 1J ,8 A A BH 1J 1J , , A 11 1, 1J 1 ,F A < 2 1J , AJ 8

N J 1J A ,, 8 ,1O A A A A A 2P J A A 8 8 2R A 8 8 8 8 2

4I. Trasarea graficului Kantt pentru utiliarea forei de !unc% pe perioada desf%&ur%rii

re)iiei

D"- 6-6("6 #6"75(5" G6-$$ 05($ ' ";$"&5"0 6


70/76

. AUTOMATIZAREA CUPTORULUI

CILINDRIC VERTICAL

Cuptoarele repreint% o clas% de aparate tehnologice de nc%lire cu foc" n care

produsele se nc%lesc la te!peraturi relati) nalte.

3n astfel de aparate au loc si!ultan dou% procese de (a%6 unul de ardere a

co!(usti(ilului n focar" iar altul de trans!isie a c%ldurii de la flac%r% sau de la gaele

arse la produsul supus nc%lirii.

C5:$'60(0 67$56(0 ;5-$ 07+":6$0 75 "


71/76


72/76

. REGULI DE PROTECIA MUNCII SPECIFICE INSTALAIEI DE

HIDROFINARE A BENZINEI

1. Conductele de )ehiculare a !ateriei pri!e" asa!(late prin flan&e" )or fi (ine

etan&ate" pre)%ute cu garnituri corespun%toare produsului respecti) &i )or a)ea toate

&uru(urile de fi#are !ontate7

,. a apariia unei neetan&eit%i" se )or lua !%suri urgente de iolare a utila5ului

respecti) &i de n%(u&ire cu a(ur pentru a se prent+!pina aprinderile7

. 3n ti!pul hidrofin%rii te!peratura de ie&ire din reactor nu tre(uie s% o dep%&easc%

cu !ai !ult de 2 C pe cea de intrare7A. De(itele de ali!entare &i cele de hidrogen ce se recircul% n instalaie se )or corela

pentru a e#clude posi(ilitatea apariiei de )i(raii n siste!7

8. 3n ca de a)arii" se opresc focurile n cuptoare &i ali!entarea !enin+ndu*se doar

recircularea de hidrogen cu )entilaiile de iolare" dintre circuitul de hidrogen &i restul

instalaiei" nchise7

J. Pentru cre&terea acti)it%ii" cataliatorul se sulfurea% cu petrol din pri!a distilare cu

2"2 9 sulf care se introduce c+nd hidrogenul din siste! este la presiunea de J8 (ar &i

te!peratura de 182 C. -ulfuriarea se face cu respectarea strict% a instruciunilor de

lucru &i se consider% ter!inat% c+nd coninutul de $,- n gaele ce ies la separatorul de

nalt% presiune este de J2 !g 122 c!.

. 3n ti!pul sulfuri%rii" personalul )a purta !asc% cu cartu& pentru $,-7

F. -e interice e)acuarea produselor din instalaia" la golirea rapid%" nainte de a fi

anunat telefonic sectorul respecti)" pentru deschiderea a(urului la co&" respecti) a apei

la casele de golire rapid%7

B.


73/76


74/76

I-;$6(69"6 0 +"'"-60 6 &0-"-0(' 06("06 5- "%:67$ 6;5:6

%0"5(5" 8-7'-5$' 6;0%-$' %6'"$9"" "-;$6(69""(' 0 :0(5760 6

9"90"5(5" "- 6"-"".

Prin acti)itatea n cadrul instalaiei cel !ai afectat factor de !ediu este aerul

at!osferic" datorit% gaelor de ardere e)acuate de la cele dou% cuptoare din instalaie.

Dintre co!ponenii gaelor de ardere dio#idul de car(on are i!pactul cel !ai negati)

datorit% cantit%ii !ari n care se g%se&te n a!estecul de gae e)acuat n at!osfer%.

3n caul arderilor inco!plete n gaele de ardere apare &i !ono#idul de car(on care

de&i se afl% n concentraii reduse are efecte poluante !a5ore.

Dac% n co!(usti(ilul ars n cuptoare se g%se&te sulf" atunci n gaele de ardere se )a

afla &i o#ii de sulf" incri!inai ca fiind caua apariiei ploilor acide.

3n gaele de ardere se !ai pot nt+lni &i o#ii de aot care de ase!enea contri(uie la

poluarea at!osferei.

Tot la preluarea at!osferei" instalaia de hidrofinare a (eninelor !ai contri(uie &i prin

sc%p%rile de co!pu&i )olatili. 'ceste sc%p%ri !ult !ai intense n ona reer)oarelor de(enin% !aterie pri!% &i (enin% hidrofinat%.

Prin faptul c% instalaia lucrea% cu gae (ogate n hidrogen &i acesta are o putere de

difuie foarte !are e#ist% posi(ilitatea s% apar% sc%p%ri de gae (ogate n hidrogen.

Dac% aceste sc%p%ri se produc n spaiu deschis nu apar pro(le!e" hidrogenul a)+nd

densitate foarte !ic% se ridic% &i se dispersea% foarte u&or. Dac% sc%p%rile sunt n

spaii nchise pericolul este !a5or nu at+t datorit% polu%rii c+t din caua posi(ilit%ii

aprinderii a!estecului de gae cu efecte de)astatoare.

'l doilea factor de !ediu afectat de instalaii este apa.

Instalaia este pre)%ut% cu canali%ri tehnologice" !ena5ere &i plu)iale care asigur%

colectarea &i transportul spre decantorul rafin%riei.

Poluarea solului n cadrul instalaiei nu este se!nificati)% deoarece toat% suprafaa

instalaiei este (etonat% &i e)entualele scurgeri de produse nu a5ung n contact cu solul.


75/76

Doar n ona parcului de reer)oare e)entualele scurgeri de produse petroliere pot

afecta solul" dar a)+nd n )edere c% instalaia lucrea% cu produse al(e" acestea ntr*un

ti!p relati) scurt se e)apor% f%r% s% afectee gra) solul sau su(solul.

3n concluie" instalaia de hidrofinare a (eninelor din cadrul Rafin%riei Petro(rai nu

este un poluator !a5or pentru factorii de !ediu at+t datorit% tehnologiei e#istente c+t &i

datorit% factorului u!an care este preg%tit s% inter)in% eficient n caul apariiei unor

e)entuale incidente care ar putea conduce la polu%ri !asi)e.


76/76

proiect dip

Documents