Riassunto esame Chimica Industriale

NAFTAscimmia tonnoa- , ,,HYDROschema scimmia vengono contenenteleconversione Frattalia con piu pesanti. ,inonorataCiclo WDE terraraffineria preos ubriacavaan- n,Paiono Nelsontale XITY Waexellere contenta COMEminimaanchecatalogate in :nMENO TOPPWG CONVcorretta topina→ Procelle'RERLNERY soloc' 1Ele nee: .,= viscosità dinamica della fase continuaLa riduzione della viscosità della fase continua, che ha luogo mediante un aumento dellatemperatura di esercizio e che favorisce la coalescenza e la precipitazione, migliora anchel’efficacia di contatto del greggio con l’acqua iniettata.È importante quindi tenere conto della concentrazione di H O e della temperatura. Se l’acqua è in2quantità maggiore la solubilità dei sali aumenta, ma se la quantità è eccessiva si possono avere deglieffetti di TRASCINAMENTO. L’aumento di temperatura diminuisce la viscosità del sistema equindi aumenta la

velocità di sedimentazione. Dopo il processo di dissalazione il campione è pronto per il TOPPING, cioè la distillazione a pressione atmosferica.

TOPPING (distillazione primaria)

• Si basa su uno scambio materiale e termico determinato dal contatto fra i vapori che salgono verso l'alto e il liquido a più bassa temperatura che scende verso il basso (vicino all'equilibrio).
• La separazione tra le diverse frazioni del distillato è realizzata tramite condensazione frazionata dei vapori del distillato, operazione che richiede sottrazione di calore.
• I gas disciolti (N2, CO2, CH4), sono separati a seguito del riscaldamento, mentre i gas acidi (HCl, H2S) debbono essere neutralizzati, nella fase di condensazione, tramite l'aggiunta di additivi specifici per evitare problemi di corrosione.

Viene effettuata una condensazione frazionata dei vapori di petrolio. La ripartizione tra fase liquida e fase gassosa in equilibrio è possibile grazie

Ai piatti all'interno della colonna e a una distillazione flash - vaporizzazione parziale in equilibrio:

Avviene attraverso una serie di scambiatori di calore, dove l'energia termica delle correnti calde provenienti dalla colonna di frazionamento è utilizzata per preriscaldare il greggio, si preriscalda lentamente perché è molto viscoso e non si vuole la formazione di hotspot.

L'obiettivo è un'evaporazione di tipo flash:

• continua
• parziale: il vapore che si sviluppa viene mantenuto in contatto con il liquido

Si raggiungono così temperature comprese fra 240 e 280 °C. Non è presente nessun sistema di riscaldamento nella colonna, il petrolio viene scaldato solo nel forno.

La restante parte di energia è fornita in un forno che porta la carica in ingresso alla colonna alla temperatura richiesta per vaporizzare sia i prodotti che poi verranno estratti come tagli laterali, sia la parte corrispondente a circa il 10-20%

1. Entrata nel forno a ca. 260 e 18 atm niente evaporato,
2. Ingresso nella zona radiante (riscaldamento da fiamma, ca. 330°C, 12-14 atm, 10-15% di evaporato),
3. Uscita dal forno

( ca. 360°C, 3 atm, ca. 60 % evaporato)

4. Entrata in colonna (ca. 360 °C, 1.8 atm, 68% di evaporato) lepercentuali di evaporato tendono ad unificarsi anche variando la T, quando aumenta la pressione: al punto focale (ca. 60 atm) anche per T di 480 °C non c’è evaporato

La zona di ingresso del greggio nella colonna di Topping è la zona cosiddetta flash e si trova a ca. ¼di altezza della colonna. Le cadute di pressioni (da 20‐18 a ca. 3 atm) sono dovute all’aumento dellasezione delle condutture. La pressione cade anche quando si entra in colonna (ca. 1.8 atma) sempreper lo stesso motivo. Quando il prodotto entra in colonna nella prima zona, (zona di flash) si ha laseparazione della fase liquida da quella gassosa.

Frazionamento

Il greggio opportunamente riscaldato fino a ottenere una parziale vaporizzazione viene inviato nellasezione di fondo di una colonna, nella quale, per effetto dello scambio termico e di materia che siverifica sui singoli piatti,

La temperatura di ebollizione corrisponde, alla pressione specifica in quel punto, alla temperatura di equilibrio sul piatto stesso. Le condizioni operative del topping devono essere determinate a priori. L'impianto deve godere di una certa flessibilità, tale da adeguarlo prontamente a variazioni della qualità del greggio e/o delle richieste di prodotti da parte del mercato. Il punto di partenza è la distillazione TBP (True Boiling Point); successivamente si calcolano le rese e le caratteristiche principali delle frazioni. La colonna viene dimensionata (definizione del numero dei piatti teorici necessari per la separazione) in base alla caratteristiche dei prodotti da raccogliere.

Variabili Operative Topping:

• Temperatura di uscita dal forno e di ingresso nella colonna di distillazione
• Pressione operativa della colonna di distillazione
• Portate e temperature dei riflussi in colonna
• Vapore di stripping alla colonna
• Portate delle estrazioni

chiusa fino a un determinato valore di P, la valvola quindi si apre e i vapori possono continuare a salire.

Vantaggi: hanno ampio intervallo di carichi operativi su cui possono lavorare

Svantaggio: si bloccano con variazioni di P, quindi sono problematici degli impianti a "vacuum"

- a piatto forato

Vantaggi: basso costo, efficienza elevata

Svantaggi: non sono molto flessibili, danno velocità di vapore bassa e possono dare fenomeni di gocciolamento fino alla completa perdita del liquido

- a campanella

Vantaggio: garantiscono un alto contatto tra liquido e vapore, quindi hanno efficienza elevata

Svantaggio: costo elevato, problemi di incrostazioni

Impaccamento

Le colonne a impaccamento sono utilizzate in presenza di fluidi corrosivi ma non incrostanti, nelle zone di scambio di calore, nelle colonne che lavorano sotto vuoto (dove è richiesta una bassa perdita di carico) e nelle colonne con diametro inferiore a 1.000 mm, in alternativa ai piatti a cartuccia.

- ANELLI

PALLElevata capacità, infrangibili, hanno la più alta flessibilità tra i vari tipi di impaccamento. Lavita di un impaccamento con anelli Pall si può considerare molto alta, se non c’è corrosione.

• ANELLI RASHINGGli anelli di ceramica sono resistenti agli acidi, agli alcali e ai solventi, con l’eccezione dellesoluzioni caustiche e dell’acido fluoridrico.
• SELLE BERLSchema semplificato di un’unità di distillazione atmosferica del greggioD-1 dissalatore; C-1 colonna principale; C-2, C-5 colonne di stripping; C-6 stabilizzatrice; D-2, D-3accumulatori di riflusso; H-1 forno.

Riassumendo i tipici tagli di una colonna di frazionamento atmosferico sono:

• prodotto di testa: miscela contenente la parte idrocarburica più leggera (fino a C4), la naphthaleggera e quella pesante (in altri assetti, la naphtha pesante può costituire il primo taglio laterale);
• prima frazione laterale: naphtha pesante o