Ενεργειακζσ Σεχνολογίεσ

Transcript

1 Ενεργειακζσ Σεχνολογίεσ Διεργαςίεσ Θερμικήσ Πυρόλυςησ

2 Αναγκαιότητα Διεργαςιϊν Πυρόλυςησ Η παραγωγι από τθν ατμοςφαιρικι απόςταξθ δεν επαρκεί για να καλφψει τθ ηιτθςθ ςε λευκά προϊόντα. Με τθν πάροδο του χρόνου οι διακζςιμοι τφποι αργοφ πετρελαίου είναι βαρφτεροι θ τάςθ αυτι κα ςυνεχιςτεί. Η περιεκτικότθτα ςε κείο και άλλα ανεπικφμθτα ςυςτατικά αυξάνει λόγω του βαρφτερου πετρελαίου. Οι προδιαγραφζσ για τθν περιεκτικότθτα ςε κείο γίνονται όλο και πιο αυςτθρζσ. Η ηιτθςθ μαηοφτ βαίνει ςυνεχϊσ μειοφμενθ. Η τιμι του αργοφ πετρελαίου χαμθλοφ κείου είναι ςθμαντικά υψθλότερθ από τθν τιμι του αργοφ πετρελαίου χαμθλοφ κείου και θ διαφορά αυτι αυξάνει με τθν πάροδο του χρόνου. Προωκείται από τουσ παραγωγοφσ το υψθλοφ κείου αργό πετρζλαιο για να αυξθκεί ο χρόνοσ διακεςιμότθτασ αργοφ πετρελαίου χαμθλοφ κείου.

3 Αλαιογία Αηόκωλ H/C Αναλογία H/C Αργοφ Πετρελαίου Προϊόντων LPG 4 3 Υδρογόλωζε Βελδίλε - Νάθζα 2 Gasoil Αργό Πεηρέιαηο Κεροδίλε - Jet Υπόιεηκκα Κελού 1 Πσρόισζε Αηκοζθαηρηθό Υπόιεηκκα Κοθ Μέζος Αρηζκός Αηόκωλ C

4 Απόδοση στο Αργό (%) Αποδόςεισ με Διεργαςίεσ Πυρόλυςησ 100 Απόζηαμε Απόζηαμε + Ιμωδόιπζε Απόζηαμε + Θεξκηθή Ππξόιπζε Απόζηαμε + Καηαιπηηθή Ππξόιπζε Απόζηαμε + Υδξνγνλνππξόιπζε Απόζηαμε + Δμαλζξάθωζε 80 Β Α Β Α Β Α Β Α Β Α Β Α Βελδίλε Μέζα Απνζηάγκαηα Μαδνύη Α: Μεγηζηνπνίεζε παξαγωγήο βελδίλεο Β: Μεγηζηνπνίεζε παξαγωγήο κέζωλ απνζηαγκάηωλ

5 Αποδόςεισ με Διεργαςίεσ Πυρόλυςησ 100% 90% 20 80% 70% % 50% 40% % 20% % 0% Hydroskimming Καηαιπηηθή Ππξόιπζε Καηαιπηηθή Ππξόιπζε + Ιμωδόιπζε 5 5 Καηαιπηηθή Ππξόιπζε + Δμαλζξάθωζε 12 Εήηεζε Κνθ Υπόιεηκκα Gasoil Κεξνδίλε Νάθζα + Αέξηα

6 Τπόλειμμα Κενοφ Βαρζοσ Αργοφ: Τψηλή Ποςότητα Χαμηλή Ποιότητα Τψθλι περιεκτικότθτα ςε κείο, άηωτο και αςφαλτζνια που ζχει ωσ ςυνζπεια δυςκολότερθ μετατροπι και πιο φτωχι απόδοςθ ςε επικυμθτά προϊόντα Brent Arabian Heavy Περιεκτικότθτα, % κ.β C (+1050 F) +565 C (+1050 F) Θείο 1,0 6,0 Άηωτο 0,3 0,5 Εξανκράκωμα 11,0 28,0 Αςφαλτζνια* 1,0 23,0 Απόδοςθ ςτο Αργό, % κ.ό. 9,0 23,0 * Βαριά "ςυμπυκνωμζνα" αρωματικά, που ορίηονται ωσ % του υπολείμματοσ διαλυτό ςε τολουόλιο και αδιάλυτο ςε κ-επτάνιο

7 Διεργαςίεσ Αναβάθμιςησ Τπολείμματοσ Κατατάςςονται ςε τζςςερισ κατθγορίεσ: Διεργαςίεσ Προςκικθσ Τδρογόνου "H-in" Τδρογονοκατεργαςία Τδρογονοπυρόλυςθ Διεργαςίεσ Απομάκρυνςθσ Άνκρακα "C-out" Ιξωδόλυςθ Εξανκράκωςθ Διεργαςίεσ Εκχφλιςθσ Απαςφάλτωςθ με Προπάνιο Διεργαςίεσ Μερικισ Οξείδωςθσ Αεριοποίθςθ Τπολείμματοσ

8 Δομή Τπολειμμάτων Πολφπλοκεσ Μεγαλομοριακζσ Δομζσ. Περιζχουν Ετεροάτομα. Θείο, Άηωτο. Μζταλλα. Αυκαίρετθ Κατάταξθ: Ζλαια (Oils). Διαλυτά ςε προπάνιο. Ρθτίνεσ (Resins). Διαλυτά ςε πεντάνιο ι επτάνιο. Αςφαλτζνια (Asphaltenes). Αδιάλυτα ςε παραφινικοφσ διαλφτεσ. Διαλυτά ςε τολουόλιο. Περιζχουν το μεγαλφτερο μζροσ ετεροατόμων και μετάλλων.

9 Τποθετικζσ Δομζσ Αςφαλτενίων

10 Σριςδιάςτατη Δομή Αςφαλτενίων

11 Αντιδράςεισ Θερμικήσ Πυρόλυςησ χάςθ μορίου CH 2CH2 CH 2CH2 CH 2CH3 CH 2CH2 CH 2CH3 CH 3 CH + CH 3 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 + CH 2 CH CH 2 CH 2CH3 Αφυδρογόνωςθ παραφινϊν και ναφκενίων CH 3 CH 2CH2 CH 2CH2 CH 2CH3 CH 3 CH 2CH2 CH 2CH2 CH CH 2 + H 2 CH 3 CH 3 + 3H 2

12 Αντιδράςεισ Θερμικήσ Πυρόλυςησ Ιςομεριςμόσ ολεφινϊν CH 3 CH 2CH2 CH 2CH2 CH CH 2 CH 3 CH 2CH2 CH 2CH CH CH 3 Πολυμεριςμόσ ολεφινϊν CH 3CH2 CH CH 2 CH 3 CH 3 C C CH 3 CH 2 CH CH 2 3 Περαιτζρω αφυδρογόνωςθ ολεφινϊν CH 2CH2 CH CH CH 3 CH 2 CH 3 CH CH CH 2 + H 2

13 χετική Ζνταςη (Severity) Διεργαςιϊν Απομάκρυνςησ Άνθρακα Ιξωδόλυςθ (Visbreaking) Χαμθλι μετατροπι, ςυνικωσ 18 30% τθσ τροφοδοςίασ (-370 C [-700 F] και +370 C [+700 F]) Διεργαςία χαμθλοφ κόςτουσ Εξανκράκωςθ με Τςτζρθςθ (Delayed Coking) Τψθλι μετατροπι, ςυνικωσ 60 70% τθσ τροφοδοςίασ, ενϊ το υπόλοιπο μζροσ μετατρζπεται ςε κοκ Τψθλότερου κόςτουσ από τθν Ιξωδόλυςθ Fluid Coking/Flexicoking Τψθλι μετατροπι, μεγαλφτερο ποςοςτό παραγωγισ νάφκασ και gasoil από τθν Εξανκράκωςθ με Τςτζρθςθ Η Flexicoking ζχει υψθλότερο κόςτοσ λόγω τθσ προςκικθσ του ςταδίου αεριοποίθςθσ του κοκ Η ποιότθτα των προϊόντων χειροτερεφει όςο αυξάνει ο βακμόσ μετατροπισ Τψθλότερθ περιεκτικότθτα ςε κείο, άηωτο, μζταλλα

14 Ιξωδόλυση Διεργαςία απομάκρυνςθσ άνκρακα. Αναπτφχκθκε αρχικά ωσ διεργαςία μείωςθσ ιξϊδουσ του μαηοφτ. Χρθςιμοποιείται και ωσ διεργαςία ιπιασ μετατροπισ. Σροφοδοςία Τπόλειμμα απόςταξθσ υπό κενό ι ατμοςφαιρικισ απόςταξθσ ι και υπόλειμμα κερμικισ πυρόλυςθσ. Ο βακμόσ μετατροπισ είναι 10 25% τθσ τροφοδοςίασ (με βάςθ τελικό ςθμείο gasoil ςτουσ 370 C). Ζμμεςθ αφξθςθ τθσ διακεςιμότθτασ ατμοςφαιρικοφ gasoil. To gasoil τθσ εξανκράκωςθσ χρθςιμοποιείται ωσ ςυςτατικό χαμθλοφ ιξϊδουσ για τθν παραγωγι μαηοφτ. Σα ελαφρά προϊόντα μποροφν να υποςτοφν περαιτζρω κατεργαςία για παραγωγι καυςίμων μεταφορϊν. Σο gasoil μπορεί να υποςτεί υδρογονοκατεργαςία ϊςτε να μειωκεί το κείο και να βελτιωκεί θ ςτακερότθτα. Ο αρικμόσ κετανίου είναι αποδεκτόσ (>45) Η νάφκα αφοφ αποκειωκεί μπορεί να τροφοδοτθκεί ςε μονάδα αναμόρφωςθσ. Σο υπόλειμμα χρθςιμοποιείται ωσ ςυςτατικό παραγωγισ μαηοφτ.

15 Ιξωδόλυςη Ο βακμόσ μετατροπισ ουςιαςτικά κακορίηεται από τθν ποιότθτα του παραγόμενου υπολείμματοσ. Σα ετεροάτομα και τα μζταλλα ςυγκεντρϊνονται ςτο υπόλειμμα Αυξθμζνθ περιεκτικότθτα ςε Ni, V, Εξανκράκωμα υμβατότθτα των ςυςτατικϊν παραγωγισ του μαηοφτ. Toluene equivalence factor (TEF), Hot filtration sediment (HFS) Η εναπόκεςθ κοκ ςτουσ αυλοφσ του φοφρνου μπορεί επίςθσ να μειϊςει τθ μετατροπι Τπάρχουν μονάδεσ ςχεδιαςμζνεσ για ςυνδυαςμό ιξωδόλυςθσ και κερμικισ πυρόλυςθσ. Οι δφο λειτουργίεσ ςυνδυάηονται ςτα όρια μιασ μονάδασ

16 Αντιδράςεισ Ιξωδόλυςησ Αντιδράςεισ Πυρόλυςθσ Πυρόλυςθ των πλευρικϊν αλυςίδων που είναι ςυνδεδεμζνεσ ςε ναφκενικό ι αρωματικό δακτφλιο ςτο δακτφλιο ι κοντά ςε αυτόν ζτςι ϊςτε οι αλυςίδεσ είτε αφαιροφνται είτε μετατρζπονται ςε μεκυλομάδεσ ι αικυλομάδεσ. Πυρόλυςθ των ρθτινϊν ςε ελαφροφσ υδρογονάνκρακεσ (κυρίωσ ολεφίνεσ) και ςυςτατικά που μετατρζπονται ςε αςφαλτζνια. ε κερμοκραςίεσ άνω των 480 C, μερικι πυρόλυςθ ναφκενικϊν δακτυλίων. Τπάρχει πολφ μικρόσ βακμόσ πυρόλυςθσ ναφκενικϊν δακτυλίων κάτω από τουσ 480 C.

17 Μεταβλητζσ Λειτουργίασ Ιξωδόλυςησ ταδιακι εναπόκεςθ κοκ ςτουσ αυλοφσ του φοφρνου. Απαιτείται κράτθςθ τθσ μονάδασ για απομάκρυνςθ κοκ κάκε 6 9 μινεσ. Λειτουργία ςε υψθλι πίεςθ (7000 kpa ςτθν ζξοδο του φοφρνου). Αποφυγι εξάτμιςθσ ςτο φοφρνο. Εκτόνωςθ τθσ πυρολυμζνθσ τροφοδοςίασ (λόγω ελάττωςθσ πίεςθσ) ςτθν είςοδο τθσ ςτιλθσ κλαςμάτωςθσ. Θερμοκραςία εξόδου του φοφρνου C. Η κερμοκραςία και ο χρόνοσ παραμονισ ςτο φοφρνο επθρεάηουν τθ μετατροπι και τθν εναπόκεςθ κοκ. Η κλαςμάτωςθ των προϊόντων ιξωδόλυςθσ είναι φτωχι. Χαμθλι ροι ατμϊν ςτθ ςτιλθ κλαςμάτωςθσ λόγω μικροφ βακμοφ μετατροπισ. Μπορεί να περιορίςει τθν ανάκτθςθ gasoil που να πλθροί τισ προδιαγραφζσ (ςθμείο ανάφλεξθσ). Εκμετάλλευςθ τθσ περίςςειασ κερμότθτασ των προϊόντων. Παραγωγι ατμοφ υψθλισ πίεςθσ

18 Ιξωδόλυςη με Δοχείο Παραμονήσ (Soaker Visbreaking) Αέπια Αημόρ BFW Όξινο Νεπό Νάθθα Ιξωδόλςζηρ Αημόρ Τποθοδοζία (Βαπύ Υπόλειμμα) Φνύξλνο Γνρείν Παξακνλήο Αημόρ Σηήιε Κιαζκάηωζεο Αημόρ Gasoil Ιξωδόλςζηρ Υπόλειμμα Ιξωδόλςζηρ BFW

19 Ιξωδόλυςη ςε Αυλοφσ (Coil Visbreaking) Αέπια Αημόρ BFW Όξινο Νεπό Νάθθα Ιξωδόλςζηρ Αημόρ Τποθοδοζία (Βαπύ Υπόλειμμα) Φνύξλνο Αημόρ Σηήιε Κιαζκάηωζεο Αημόρ Gasoil Ιξωδόλςζηρ Υπόλειμμα Ιξωδόλςζηρ BFW

20 φγκριςη Διεργαςιϊν Ιξωδόλυςησ ε Αυλοφσ ε Δοχείο Παραμονισ Θερμοκραςία εξόδου φοφρνου, C χετικι κατανάλωςθ καυςίμου ,0 0,85 Κόςτοσ επζνδυςθσ, ςχετικό 1,0 0,90 Χρόνοσ αντίδραςθσ παραμονισ Μικρόσ Μεγάλοσ τακερότθτα υπολείμματοσ Ικανοποιθτικι Ικανοποιθτικι Εξανκράκωςθ υχνι Χαμθλοφ Κόςτουσ Περιοδικι Τψθλοφ Κόςτουσ

21 Αποδόςεισ Προϊόντα Ιξωδόλυςησ Σροφοδοςία Ατμοςφαιρικό Τπόλειμμα Arabian Light Τπόλειμμα Κενοφ Arabian Light API Βάροσ 1,9 7,1 Πυκνότθτα, kg/m Εξανκράκωμα, % κ.β. 8,5 20,3 Θείο, % κ.β. 2,95 4,0 Ιξϊδεσ, cst 50 C C Αποδόςεισ % κ.β. API kg/m 3 Θείο, % κ.β. H 2 S 0,2 0,2 C 3 2,0 1,5 C 4 0,9 0,7 % κ.β. API kg/m 3 Θείο, % κ.β. C C 7,9 57, ,54 6,0 57, , C 14,5 36, ,34 15,5 33, , C 74,5 13, ,48 76,1 3, ,7 φνολο 100,0 100,0

22 Απόδοζε ζε Προϊόλ (% θ.β.) Απόδοςη Ιξωδόλυςησ ςε Ελαφρά Προϊόντα Gasoil Νάθζα Αέρηα Βαζκός Μεηαηροπής (% θ.β.)

23 Εξανθράκωςη Θερμικι επεξεργαςία βαρζοσ υπολείμματοσ προσ παραγωγι αποςταγμάτων (νάφκα και gasoil) που μποροφν να αναβακμιςτοφν. Τδρογονοκατεργαςία, Καταλυτικι Πυρόλυςθ και/ι υδρογονοπυρόλυςθ. Διεργαςία κατάλλθλθ για βαριά υπολείμματα που δε μποροφν να υποςτοφν καταλυτικι επεξεργαςία. Τψθλι περιεκτικότθτα ςε ρθτίνεσ, αςφαλτζνια και ετεροάτομα (κείο, άηωτο, οξυγόνο, μζταλλα). Μζταλλα, κείο και άλλα ανεπικφμθτα ςυςτατικά ςυγκεντρϊνονται ςτο κοκ. Διεργαςία απομάκρυνςθσ άνκρακα.

24 Χημεία Αντιδράςεισ Εξανθράκωςησ Διεργαςία απομάκρυνςθσ άνκρακα. Σο κοκ ζχει πολφ μικρι περιεκτικότθτα ςε υδρογόνο, το οποίο βρίςκεται κυρίωσ ςτα ελαφρά προϊόντα. Σα μζταλλα (απενεργοποιθτζσ καταλυτϊν πυρόλυςθσ) ςυγκεντρϊνονται ςτο κοκ. υνδυαςμόσ πυρόλυςθσ και ςυνδυαςμοφ. χάςθ πλευρικϊν αλυςίδων πολυπυρθνικϊν αρωματικϊν υδρογονανκράκων (PNA). Σα ετεροάτομα των πλευρικϊν αλυςίδων μεταφζρονται ςτα ελαφρά προϊόντα. Οι πολυπυρθνικοί αρωματικοί υδρογονάνκρακεσ ςυνδυάηονται (ςυμπυκνϊνονται) προσ ςχθματιςμό αςφαλτενίων και κοκ. Σα ετεροάτομα και τα μζταλλα των πολυπυρθνικϊν αρωματικϊν μεταφζρονται ςτο κοκ. υνκικεσ Τψθλζσ κερμοκραςίεσ και χαμθλζσ πιζςεισ ευνοοφν τθν πυρόλυςθ. Μεγαλφτερθ παραγωγι αποςταγμάτων. Χαμθλότερθ απόδοςθ ςε κοκ και αζρια. Τψθλόσ χρόνοσ παραμονισ ευνοεί τισ αντιδράςεισ ςυνδυαςμοφ. Τπερβολικι μετατροπι μειϊνει τθν παραγωγι αποςταγμάτων και αυξάνει τθν παραγωγι κοκ και αερίων.

25 Χημεία Αντιδράςεισ Εξανθράκωςησ Αντιδράςεισ πυρόλυςθσ. Οι παραφίνεσ πυρολφονται προσ μικρότερου μοριακοφ βάρουσ ολεφίνεσ και παραφίνεσ. Οι αντιδράςεισ ιςομεριςμοφ είναι αςιμαντεσ. Απομάκρυνςθ πλευρικϊν αλυςίδων από μονοπυρθνικά αρωματικά και ναφκζνια και πολυπυρθνικά αρωματικά. Σα ναφκζνια μπορεί να αφυδρογονωκοφν προσ αρωματικά. Σα μονοπυρθνικά αρωματικά μπορεί να ςυμπυκνωκοφν προσ πολυπυρθνικά αρωματικά. Σα ςτακερά πολυπυρθνικά αρωματικά δε μεταβάλλονται. Αντιδράςεισ ςυνδυαςμοφ. Οι χαμθλοφ μοριακοφ βάρουσ ολεφίνεσ ςχθματίηουν υψθλότερου μοριακοφ βάρουσ ενϊςεισ. Δφο μόρια αικυλενίου ςχθματίηουν ζνα μόριο βουτενίου. υνδυαςμόσ μονοπυρθνικϊν αρωματικϊν προσ ρθτίνεσ. Οι ρθτίνεσ μετά τθ ςχάςθ των πλευρικϊν αλυςίδων ςυνδυάηουν τα απομζνοντα πολυπυρθνικά αρωματικά προσ ςχθματιςμό αςφαλτενίων. Σα αςφαλτζνια μετά τθ ςχάςθ των πλευρικϊν αλυςίδων μζνουν με μεγάλο αρικμό πολυπυρθνικϊν αρωματικϊν. Μερικά κορεςμζνα με μικρζσ πλευρικζσ αλυςίδεσ περιπλεγμζνεσ με ετεροάτομα. Σα μεγαλομοριακά πολυπυρθνικά αρωματικά καταβυκίηονται προσ ςχθματιςμό κρυςταλλωδϊν υγρϊν και τελικά ςτερεοποιοφνται ςε κοκ. Σα μζταλλα και το κείο ςυμπεριλαμβάνονται ςτο κοκ.

26 Εξανθράκωςη με Τςτζρηςη (Delayed Coking) Γεμακελή Νεξνύ Απνκάθξπλζεο Κνθ Αέπια ππορ Σηαθεποποιηηή Νάθθα Δξανθπάκωζηρ Γνρεία Δμαλζξάθωζεο Σηήιε Κιαζκάηωζεο Όξινο Νεπό Αημόρ Δλαθπύ Gasoil Δξανθπάκωζηρ Αημόρ Φνύξλνο Δμαλζξάθωζεο BFW Βαπύ Gasoil Δξανθπάκωζηρ Υπόλειμμα Κενού

27 Διαχωριςμόσ Ελαφρϊν Κλαςμάτων Θερμικήσ Πυρόλυςησ Νάθθα Θεπμικήρ Πςπόλςζηρ Πύξγνο Πιύζεο Αεξίνπ Καπζίκνπ κε Ακίλε Αέπιο Καύζιμο Γιςλιζηηπίος "Φηωσό" Έλαιο Αποππόθηζηρ Πύξγνο Απνξξόθεζεο Απνγύκλωζεο Απνβνπηαληωηήο Γηαρωξηζηήο C 3 /C 4 Πποπάνιο/ Πποπςλένιο "Πλούζιο" Έλαιο Αποππόθηζηρ Αέπια Θεπμικήρ Πςπόλςζηρ Νεπό Σπκπηεζηήο Αεξίωλ Πύξγνο Πιύζεο C 3 /C 4 κε Ακίλε Βοςηάνιο/ Βοςηςλένιο "Φηωσό" Γιάλςμα Αμίνηρ Δλδηάκεζνο Σπκππθλωηήο "Πλούζιο" Γιάλςμα Αμίνηρ Όξινο Νεπό Αποβοςηανιωμένη Νάθθα Θεπμικήρ Πςπόλςζηρ

28 Χαρακτηριςτικά Κοκ Κοκ με αυξθμζνθ περιεκτικότθτα ςε μζταλλα και κείο μπορεί να ζχει προβλιματα διάκεςθσ. Σο διυλιςτιριο μπορεί να χρειάηεται να πλθρϊςει για να το διακζςει. Κατθγορίεσ προϊόντοσ: Βελονοειδζσ κοκ (needle coke). Παράγεται από LCO, gasoil, και υπολείμματα χαμθλοφ κείου και κλάςματα υψθλισ περιεκτικότθτασ ςε αρωματικά. Χρθςιμοποιείται ωσ θλεκτρόδια ςτθ χαλυβουργία. Άνοδοι άνκρακα (anode grade) Παράγεται από κλάςματα ρθτινϊν με ολιγοαρωματικοφσ υδρογονάνκρακεσ. Χρθςιμοποιείται ωσ θλεκτρόδια ςτθν παραγωγι αλουμινίου. τερεό καφςιμο (fuel grade). Περίπου 84% C και 4% H. 11% ετεροάτομα: κείο, άηωτο, οξυγόνο, βανάδιο και νικζλιο. Παράγεται από υπολείμματα με υψθλι περιεκτικότθτα ςε πολυαρωματικοφσ υδρογονάνκρακεσ και κείο. φαιρικό κοκ (shot coke) φαιρίδια μικροφ μεγζκουσ (διαμζτρου από 5 ζωσ 40 mm). Γίνεται προςπάκεια αποφυγισ τθσ παραγωγισ του. Περιοριςμζνθ αγορά. Λειτουργικά προβλιματα.

29 Μορφζσ Παραγόμενου Κοκ φαιρικό Κοκ πογγϊδεσ Κοκ

30 Σροφοδοςία Τγρά Προϊόντα Εξανθράκωςησ Επιλογι Σροφοδοςίασ Η ποςότθτα του ςχθματιηόμενου κοκ εξαρτάται από το εξανκράκωμα τθσ τροφοδοςίασ. Η παράμετροσ αυτι ςχετίηεται καλά με τθν αναλογία υδρογόνου/άνκρακα και αποτελεί ζνδειξθ τθσ τάςθσ ςχθματιςμοφ κοκ, και χρθςιμοποιείται για τθν αξιολόγθςθ πικανϊν τφπων τροφοδοςίασ Σρεισ κφριεσ μζκοδοι μζτρθςθσ: Μζκοδοσ Ramsbottom (ASTM D-524) Μζκοδοσ Conradson (ASTM D-189) Μζκοδοσ Microcarbon Residue (ASTM D-4530) Τγρά Προϊόντα Σα ελαφρά κλάςματα υφίςτανται διαχωριςμό ςε μονάδα διαχωριςμοφ ελαφρϊν κλαςμάτων. Τγρά Μειωμζνθ περιεκτικότθτα ςε αρωματικοφσ υδρογονάνκρακεσ και ετεροάτομα (ςυγκεντρϊνονται ςτο κοκ) αλλά υψθλι περιεκτικότθτα ςε κείο και ολεφίνεσ. Η νάφκα αφοφ υποςτεί υδρογονοκατεργαςία (αποκείωςθ) μπορεί να χρθςιμοποιθκεί ωσ τροφοδοςία μονάδασ αναμόρφωςθσ. Μικρι ποςότθτα μικρι ςυμμετοχι ωσ ςυςτατικό παραγωγισ βενηίνθσ. Σο gasoil μπορεί να χρθςιμοποιθκεί ωσ τροφοδοςία καταλυτικισ πυρόλυςθσ ι υδρογονοπυρόλυςθσ. Η υδρογονοπυρόλυςθ είναι προτιμθτζα λόγω τθσ δυνατότθτασ επεξεργαςίασ των αρωματικϊν δακτυλίων

31 Συπικζσ Αποδόςεισ Χρήςεισ Προϊόντων Εξανθράκωςησ Αζρια (C 4 ) περίπου 10% κ.β. τθσ τροφοδοςίασ. Οδθγοφνται ςε μονάδα διαχωριςμοφ ελαφρϊν κλαςμάτων (π.χ. τθσ καταλυτικισ πυρόλυςθσ) για απομάκρυνςθ κείου και ανάκτθςθ LPG Ελαφριά Νάφκα Εξανκράκωςθσ, 3 4% κ.β. τθσ τροφοδοςίασ. Επεξεργαςία για απομάκρυνςθ μερκαπτανϊν και χριςθ ωσ ςυςτατικό ανάμιξθσ βενηίνθσ. Βαριά Νάφκα Εξανκράκωςθσ, 10 15% κ.β. τθσ τροφοδοςίασ. Τψθλι περιεκτικότθτα ςε κείο και άηωτο. υνικωσ υφίςταται υδρογονοκατεργαςία και τροφοδοτείται ςε μονάδα αναμόρφωςθσ για παραγωγι βενηίνθσ. Μερικζσ φορζσ τροφοδοτείται ςε μονάδα καταλυτικισ πυρόλυςθσ για αναβάκμιςθ. Ελαφρφ Gasoil Εξανκράκωςθσ, 30 60% κ.β. τθσ τροφοδοςίασ. Τφίςταται υδρογονοκατεργαςία για αποκείωςθ και βελτίωςθ ςτακερότθτασ και χρθςιμοποιείται για τθν παραγωγι ντιηελ. Εναλλακτικά τροφοδοτείται ςε μονάδα υδρογονοπυρόλυςθσ. Προϊόν καλφτερθσ ποιότθτασ από το gasoil καταλυτικισ πυρόλυςθσ (λιγότερα αρωματικά, υψθλότεροσ αρικμόσ κετανίου), αλλά χειρότερθσ ποιότθτασ από το ατμοςφαιρικό gasoil (αςτακζσ). Βαρφ Gasoil Εξανκράκωςθσ, 0 25% κ.β. τθσ τροφοδοςίασ. Η απόδοςθ εξαρτάται ζντονα από τθ κερμοκραςία απόλθψθσ τθσ ανακυκλοφορίασ. Χρθςιμοποιείται ωσ τροφοδοςία καταλυτικισ πυρόλυςθσ ι υδρογονοπυρόλυςθσ

32 Λειτουργία Εξανθράκωςησ με Τςτζρηςη Πλιρωςθ δοχείων εξανκράκωςθσ. Η τροφοδοςία κερμαίνεται ςτο φοφρνο ωσ τθ κερμοκραςία πυρόλυςθσ. Η κερμι τροφοδοςία ειςάγεται ςτο κάτω μζροσ των δοχείων εξανκράκωςθσ θ αντίδραςθ εξανκράκωςθσ ξεκινά ςτα δοχεία, όπου αποτίκεται το ςτερεό κοκ. Σο αζριο από τθν κορυφι των δοχείων εξανκράκωςθσ οδθγείται ςτθ ςτιλθ κλαςμάτωςθσ. Λειτουργία μζχρι να γεμίςει το δοχείο με κοκ. Απομάκρυνςθ κοκ. Σίκεται ςε λειτουργία το κενό δοχείο και ςυνεχίηεται θ εξανκράκωςθ. Απομάκρυνςθ κοκ από το γεμάτο δοχείο. τάδιο ψφξθσ το κερμό κοκ ψφχεται με νερό, οπότε και απελευκερϊνονται ατμόσ και πτθτικοί υδρογονάνκρακεσ. Οι ατμοί οδθγοφνται ςτθ ςτιλθ κλαςμάτωςθσ. Σο κοκ απομακρφνεται με τθ χριςθ ακροφυςίων ψεκαςμοφ νεροφ υπό πίεςθ.

33 Σεμάχια Κοκ προσ το Χϊρο Τποδοχισ Κοκ Σρίοδθ Βάνα Μετάβαςθσ Ατμϊν από τα Δοχεία Εξανκράκωςθσ προσ τθ τιλθ Κλαςμάτωςθσ Δοχεία Εξανθράκωςησ Φλάντηα και Επάνω Μζροσ Δοχείου Ροι Ατμϊν προσ τθ τιλθ Κλαςμάτωςθσ Αφρόσ Ολοκλθρωμζνθ Διάνοιξθ Οπισ. Σα ακροφφςια ψεκάηουν νερό ςε κλίςθ περίπου 5 ωσ προσ τον οριηόντιο άξονα. Ανοιχτά Κανάλια Ροισ Τλικοφ Φραγμζνο Κανάλι τερεό Ροισ Κοκ Φλάντηα και Κάτω Μζροσ Δοχείου Είςοδοσ Πυρολυμζνθσ Σροφοδοςίασ από το Φοφρνο

34 Εξανθράκωςη ςε Ρευςτή Κλίνη (Fluid Flexi Coking) Διεργαςίεσ ςυνεχοφσ εξανκράκωςθσ ςε ρευςτι κλίνθ. Ζχουν αναπτυχκεί με βάςθ τθν τεχνολογία τθσ καταλυτικισ πυρόλυςθσ. Σα ςωματίδια του κοκ ανακυκλϊνονται από τουσ χϊρουσ αντίδραςθσ ςτθν κλίνθ. Επιτυγχάνει καλφτερεσ αποδόςεισ από τθν εξανκράκωςθ με υςτζρθςθ. Τψθλότερεσ αποδόςεισ ςε υγρά προϊόντα. Χαμθλότερεσ αποδόςεισ ςε κοκ. Λειτουργία που επιτυγχάνει καλφτερεσ αποδόςεισ. Μικρότεροσ χρόνοσ παραμονισ ςτθ ηϊνθ εξανκράκωςθσ. Τψθλότερθ κερμοκραςία απόλθψθσ ανακυκλοφορίασ (510 C). Ευελιξία ςτθν επιλογι τροφοδοςίασ. Μπορεί να τροφοδοτθκεί οποιαδιποτε αντλιςιμθ τροφοδοςία. Περιοριςτικόσ παράγοντασ θ δυναμικότθτα διαχείριςθσ του κοκ. Η ποιότθτα των προϊόντων είναι χειρότερθ από αυτϊν τθσ εξανκράκωςθσ με υςτζρθςθ. Οι μονάδεσ αυτζσ δεν παράγουν κοκ υψθλισ ποιότθτασ. Χαμθλισ ποιότθτασ υψθλοφ κείου. Η οικονομικά αποδεκτι διάκεςι του αποτελεί πρόβλθμα. κλθρά ςωματίδια μικροφ μεγζκουσ ςε ςχζςθ με τθ ςπογγϊδθ μορφι του κοκ εξανκράκωςθσ με υςτζρθςθ. Σο κόςτοσ επζνδυςθσ και το λειτουργικό κόςτοσ είναι υψθλότερα από τα αντίςτοιχα τθσ εξανκράκωςθσ με υςτζρθςθ.

35 φγκριςη Ευζλικτησ και Ρευςτήσ Εξανθράκωςησ Η τεχνολογία flexi coking ςυνδυάηει τθν τεχνολογία fluid coking με αεριοποίθςθ του κοκ. τθ fluid coking το κοκ που δεν απαιτείται για τθν κάλυψθ των ενεργειακϊν απαιτιςεων τθσ αντίδραςθσ, απομακρφνεται ωσ προϊόν. τθ flexi coking θ περίςςεια του κοκ οδθγείται ςτον εξαεριωτι: εκεί αντιδρά με ατμό και αζρα προσ παραγωγι αερίου καυςίμου χαμθλισ κερμογόνου δφναμθσ που χρθςιμοποιείται ωσ καφςιμο ιδιοκατανάλωςθσ. Σα οικονομικά τθσ επιλογισ περιλαμβάνουν αρκετζσ παραδοχζσ: Δυνατότθτα αξιοποίθςθσ του παραγόμενου καυςίμου αερίου. Πικανι αγορά για κοκ ςε ρευςτι μορφι. Αυξθμζνο κόςτοσ τθσ μονάδασ flexi coking.

36 Ευζλικτη Εξανθράκωςη Flexi Coking Πποϊόν Δξανθπάκωζηρ ππορ Σηήλη Κλαζμάηωζηρ Αημόρ Αέπιο Καύζιμο Φαμηλήρ Θεπμογόνος Γύναμηρ Έλαιο Έκπλςζηρ Γνρείν Καζαξηζκνύ (Scrubber) BFW Κπθιώλεο Καζαξηζκνύ Γηαρωξηζηήο Venturi Ιλύρ Κοκ Ξηπά Σωμαηίδια Κοκ Τποθοδοζία (Βαπύ Υπόλειμμα) Δμαεξηωηήο Αληηδξαζηήξαο Θεξκαληήξαο Αημόρ Αλεκηζηήξαο Αέξα Αημόρ Αέπαρ

37 Αποδόςεισ Εξανθράκωςησ Σροφοδοςία Τπόλειμμα κενοφ Arabian Medium +565 C Πυκνότθτα, kg/m 3 ( API) Θείο, % κ.β. 5,4 Άηωτο, % κ.β. 0,26 Εξανκράκωμα Conradson, % κ.β. 23,3 Νικζλιο, ppmw 32 Βανάδιο, ppmw 86 ίδθροσ, ppmw 30 Αποδόςεισ Με Τςτζρθςθ Fluid Flexi Θερμοκραςία απόλθψθσ/ ανακυκλοφορίασ, C Αποδόςεισ ςτθ φρζςκια τροφοδοςία, % κ.β. Αζριο ,8 11,8 Ελαφριά νάφκα 2,0 1,9 1,9 Βαριά νάφκα 8,0 7,8 7,8 Gasoil 46,7 50,4 50,4 υνολικό κοκ 34,0 28,1 28,1 φνολο 100,0 100,0 100,0 Σελικό κοκ 34,0 22,4 2,3 C 5 + Τγρά 56,7 60,1 60,1