INTRODUZIONE
Il frazionamento del greggio è un caso particolare di
distillazione applicato al greggio, che già in precedenza ha subito diversi
trattamenti. Essenzialmente si basa sull’utilizzo di una colonna di
distillazione senza ribollitore che sfrutta essenzialmente il calore proveniente
da una alimentazione fatta passare in una fornace; l’assenza del ribollitore è
per non avere problemi di coking alle pareti di scambio termico; la fornace ha
un particolare design: la buona progettazione e la regolazione di flussi
permettono di riscaldare il feed in modo tale da non dare tempo alle reazioni
che portano al coking di prendere luogo in modo consistente. Possono essere
fatti prelievi su molti piatti intermedi: si definisce in che range di
composizioni prelevare (ergo piatto) e le modalità di prelievo (portata) in
relazione a richieste, prezzi di mercato e qualità del greggio. Le correnti in
uscita dai prelievi sono dette tagli del greggio ed hanno determinati range di
ebollizione associati a curve di distillazione; queste subiscono lo strippaggio
della parte più leggera in stripper che si affiancano alla colonna (non
fisicamente in altezza) alimentati con steam. Lo stesso steam è inviato in fondo
alla colonna per aumentare la movimentazione e velocizzare gli scambi di materia
che, soprattutto nella zona inferiore, sono rallentati per una viscosità
relativamente alta (non è quella corrispondente alla API del greggio poiché si
trova a temperature maggiori). La colonna simulata è tuttavia solo una parte del
frazionamento poiché corrisponde alla colonna a P atmosferica, dopo questa per
recuperare tagli più altobollenti si procede con una colonna sotto vuoto.
IL SOTTOSCRITTO NON POSSIEDE ALCUN DIRITTO SUL TESTO
DELL’ESERCIZIO.
ESERCIZIO
Un greggio viene inviato alla colonna di distillazione atmosferica
schematizzata in figura. L’analisi chimica del greggio è riportata nelle
tab.1-3. L’assenza dei componenti C1-C3 nella composizione della fase leggera
del greggio (tab.1) è dovuta al fatto che il greggio ha subito un primo
trattamento in una colonna di pre-flash che ha provveduto ad allontanare la
frazione più volatile.
Figura 1. Schema della colonna di distillazione atmosferica. |
DATI
Tab.
1 Composizione fase leggera del greggio
Componente
|
Frazione
volumica standard (60 F)
|
Acqua
|
0.00025
|
Isobutano
|
0.00031
|
n-butano
|
0.00049
|
2-metil-butano
|
0.00051
|
n-pentano
|
0.0022
|
Tab.
2 Curva di distillazione del greggio (ASTM D86)
%
distillato
|
T(°C)
|
5
|
163
|
10
|
194
|
30
|
265
|
50
|
346
|
70
|
431
|
90
|
587
|
95
|
660
|
100
|
733
|
Tab.
3 Curva della densità istantanea del greggio
%
distillato
|
densità API
|
5
|
46.5
|
10
|
41.7
|
30
|
35.4
|
50
|
28.8
|
70
|
20.6
|
90
|
11.7
|
95
|
7.3
|
100
|
2.5
|
densità media
|
27.1
|
La
colonna è costituita da 25 stadi, un condensatore totale ed è priva di
ribollitore. E’ altresì attrezzata con due pumparound che provvedono a
realizzare due ulteriori riflussi sulla colonna. Il sistema è completato da tre
side-stripper che consentono il frazionamento del greggio nei vari tagli
petroliferi.
Il vapore inviato sul fondo della colonna e dei side-stripper
è vapore surriscaldato alla temperatura di 200°C ed alla pressione di 4 bar.
L’alimentazione
è inviata alla fornace ad una pressione di 3 bar ed una temperatura di 230 °C.
Tab.
4 Portate delle correnti idrocarburiche
Corrente
|
Portata
volumica standard (bbl/day)
|
FEED
|
80000
|
NAFTA
|
10800
|
KEROSENE
|
9800
|
DIESEL
|
13800
|
OLIO-LEG
|
7000
|
Tab.
5 Portate delle correnti di vapore
Corrente
|
Portata
massica (kg/h)
|
VAPORE
|
5440
|
VAP1
|
1500
|
VAP2
|
450
|
VAP3
|
360
|
Dati colonna
N°
stadi: 25.
Feed:
è alimentata alla fornace che, a sua volta invia il flusso allo stadio n° 22.
Vapore:
è alimentato sullo stadio n° 25.
Pressione
al condensatore: 1.08 bar
Pressione
allo stadio n° 2: 1.43 bar
Pressione
in coda alla colonna: 1.70 bar
Dati fornace
La fornace opera un semplice flash senza riflusso di
liquido.
Pressione
operativa: 1.67 bar
Temperatura
operativa: 370 °C
Dati pumparounds
1)
preleva (parzialmente) una portata di liquido
(41000 bbl/day) dallo stadio n°8 della colonna e lo invia allo stadio n° 6 dopo
un raffreddamento di 10.1·106 kcal/h.
2)
preleva (parzialmente) una portata di liquido
(9200 bbl/day) dallo stadio n°14 della colonna e lo invia allo stadio n° 13
dopo un raffreddamento di 3.8·106 kcal/h.
Dati side-strippers
1)
è costituito da n° 4 stadi, preleva del liquido
dallo stadio n°6 della colonna ed invia del vapore allo stadio n° 5.
2)
è costituito da n° 3 stadi, preleva del liquido
dallo stadio n°13 della colonna ed invia del vapore allo stadio n° 12.
3) è costituito da n° 2 stadi, preleva del
liquido dallo stadio n°18 della colonna ed invia del vapore allo stadio n° 17.
Richieste:
-simulare la colonna con i dati sopra riportati tracciando le curve di
distillazione (ASTM D86) di ciascun taglio petrolifero;
-valutare l’andamento della densità API di ciascun taglio petrolifero al
variare della portata di NAFTA, KEROSENE, DIESEL, OLIO-LEG (±20% su base StdVol);
- valutare l’andamento della curva di
distillazionedi ciascun taglio petrolifero (monitorare Tmin e Tmax
relativamente alla metodo D86) al variare della portata di NAFTA,
KEROSENE, DIESEL, OLIO-LEG (±20% su base StdVol);
- valutare la portata di NAFTA ottimale per
garantire una sovrapposizione delle curve di distillazione di nafta e kerosene
inferiore ai 15 °C (relativamente alla metodo D86).
ANALISI E SIMULAZIONE
Le proprietà del greggio non sono valutate a partire dalla composizione come
di consueto ma anche in Aspen si fa un po’ la cosa opposta: si valutano delle
proprietà termo-fisiche (cosa più semplice e economica rispetto all’analisi dei
componenti) e si cerca, a partire da queste, di approssimare il comportamento
della miscela attraverso degli pseudo-componenti (fittizi) che hanno la
particolarità di essere in concentrazioni e di avere temperature di ebollizione
tali da approssimare la curva di distillazione del greggio e l’andamento della
densità puntuale. L’accuratezza del metodo ASTM D86 non ci permette l’analisi
della frazione più leggera e per questa si effettua una ulteriore analisi,
questa volta al fine di determinare i componenti e la loro percentuale nella
miscela. Attraverso una iniziale “analisi dei dati forniti dai saggi”
precedentemente citati, in Aspen è possibile introdurre la miscela “oil”.
Partita tale simulazione è possibile notare, oltre alle componenti volatili
introdotte manualmente, i vari pseudo-componenti che andranno ad occupare delle
fasce della curva di distillazione proporzionali alle loro quantità (che
dipendono dalla curva di distillazione originaria) e con temperature di
ebollizione scartate di 14°C. Per valutare la bontà dell’approssimazione si
analizza la curva di distillazione iniziale e quella valutata.
Figura 1
|
Si noti come inizialmente l’approssimazione sia esatta e
verso la fine, dove le variazioni sono maggiori, si ha una leggera divergenza delle
curve. Ciò dipende essenzialmente dal metodo di approssimazione.
Passando alla fase di simulazione, inseriti componenti,
parametri operativi e flowsheet si fa partire la simulazione.
In prima battuta sembra che il sistema sia giunto
semplicemente a convergenza. In seconda analisi nel pannello di controllo
figura il warning:
In effetti è possibile notare qualcosa di piuttosto anomalo nella corrente di alimentazione:WARNING IN PHYSICAL PROPERTY SYSTEM DURING FINAL PROCESSING FOR ASSAYPARAGRAPHSTHE FOLLOWING CONVENTIONAL COMPONENTS WERE NOT IN A DATA BANK.CHECK DATA BANK NAMES FOR SPELLING.CID DATA BANK NAMEWATER H2OISOBUTAN C4H10-2N-BUTAN C4H10-12-METBUT C5H12-2N-PENTAN C5H12-1.
Le
frazioni volumiche dei componenti più leggeri non solo non sono quelle in input
ma son dell’ordine di 10-40, cioè nulle.
Per
risolvere tale problema è stato sufficiente inserire nei databank dei
componenti “PURE24” il quale contiene tali composti; come risultato il quadro
rientra nei valori assegnati:
Proseguendo nell’analisi dei dati è possibile vedere gli effetti termici e
massici di prelievi e pump-around, pressioni e portate entranti nella torre.
Innanzitutto si è impostata una pressione al condensatore pari a 1.08 bar, al primo piatto dall’alto di 1.43 bar ed all’ultimo 1.70 bar; la caduta di pressione imposta dal basso verso l’alto è giustificata dal fatto che il vapore ha bisogno di una certa energia manometrica (che si tradurrà in perdite) per vincere le resistenze al passaggio attraverso i fori dei piatti ed i vari battenti di liquido connessi. Probabilmente al fine di regolare il flusso al condensatore vi è una valvola di regolazione tra colonna e condensatore; la pompa del fluido condensato riflussato oltre ad avere l’obiettivo di portare il liquido in testa alla colonna dovrà pressurizzarlo leggermente. Si può notare inoltre che avendo fornito dei valori di estremità, il programma linearizza la pressione negli stadi intermedi ai due piatti a pressione fissata.
Sorge spontanea una domanda: perché si lavora a pressione più alta di quella atmosferica e perché si impone la caduta al condensatore?
L’innalzamento della pressione serve per garantire, in caso di oscillazioni della pressione, un gradiente di pressione netto verso l’esterno; in effetti se la tenuta non fosse perfetta e la pressione interna dovesse oscillare al di sotto di quella atmosferica, come conseguenza ci sarebbe infiltrazione di aria dall’esterno all’interno della colonna: ciò potrebbe essere un problema di sicurezza e di corretto funzionamento. Il salto di pressione è giustificato da una caduta alla valvola di regolazione utile per regolare il flusso da piatto 1 a condensatore.
Osserviamo l’andamento nella colonna di alcuni parametri.
TEMPERATURE
Si noti che allo stadio 13 si ha il prelievo di un grosso quantitativo di
liquido che uscirà come taglio diesel; ciò riduce il discendente, mentre
l’ascendente proviene da piatti in cui salgono i vapori caldi del feed
“flashato” in portata molto maggiore; risultato: l’equilibrio stabilito tra le
due correnti negli stadi successivi al prelievo ha andamento spostato verso
temperature maggiori mentre nelle zone dove vi è ancora l’intera portata del
discendente è leggermente più in basso con le temperature(rispetto alla tendenza
dei punti). Il calore è fornito dalla corrente feed in ingresso ed in effetti
allo stadio del suo ingresso si ha il picco di temperatura; è attraverso questa
quindi che si gestisce la temperatura massima in colonna entro i valori
opportuni per evitare fenomeni indesiderati.
PORTATE
Si può notare da questo grafico l’effetto dei prelievi, dei pump-around e
dell’immissioni di vapore da stripper. Un effetto dovuto ai pump-around è una
diminuzione del discendente liquido agli stadi successivi a quelli a cui è stato
impostato il prelievo (è eseguito dopo il piatto): il pump-around prende questa
portata la raffredda a temperature inferiori a quelle di saturazione previste
per il piatto di arrivo e la immette in un piatto più in alto al fine di
limitare il forte abbassamento massico del discendente dovuto ai prelievi. Il
liquido per raggiungere la sua saturazione preleva calore dal vapore più caldo
inducendone condensazione fino al raggiungimento di un equilibrio (posto si
raggiunga per come è stata fatta la simulazione); in effetti nel piatto di
arrivo è osservabile una diminuzione dell’ascendente vapore che corrisponde a
ulteriore aumento della portata di liquido. È possibile notare come il punto di
arrivo dei pump-around sia quello di prelievo per i tagli kerosene e diesel,
quindi appare ovvio il loro obiettivo.
L’effetto preponderante dei prelievi è invece una forte diminuzione del
discendente liquido. Si può notare come l’immissione del vapore dagli stripper
non abbia effetti molto rilevanti sui flussi poiché le portate di vapori agli
stripper sono contenute rispetto a quelle circolanti in colonna ed inoltre
diminuiscono dallo stripper più in alto verso quello più in basso (vi sono anche
piccoli salti termici osservabili confrontando gli stadi 1 degli stripper con il
piatto d’arrivo, il vapore si scalda dal basso verso l’alto).
Si passi adesso alle curve di distillazione dei tagli ottenuti.
Figura 2
|
Si valutano adesso le sovrapposizioni tra le curve a 0% taglio “più alto bollente” e 100% taglio inferiore e quelle a 5%-95%; inoltre si calcoleranno le temperature medie di ebollizione, si riporteranno le densità e si calcoleranno i KUOP.
Coppie
di tagli
|
sovrapposizione
a 100-0% [Δ°C]
|
sovrapposizione
a 95-5% [Δ°C]
|
Nafta-Kerosene
|
23,4
|
no
sovrapposizione
|
Kerosene-Diesel
|
44,2
|
8,1
|
Diesel-Oil-leg
|
76,0
|
23,5
|
Taglio
|
Tmeb= (T10%+T30%+T50%+T70%+T90%)/5 [°C]
|
Tmeb[°R]
|
densitàSt.[kg/L]
|
Kuop=(Tebm°R^1/3)/dst60°F
|
NAFTA
|
159,6
|
778,9
|
0,796
|
11,56
|
KEROSENE
|
233,0
|
911,1
|
0,837
|
11,58
|
DIESEL
|
285,3
|
1005,2
|
0,855
|
11,72
|
OIL-LEG
|
341,4
|
1106,2
|
0,88
|
11,75
|
RESIDUE
|
488,7
|
1371,3
|
0,948
|
11,72
|
Da questi dati si evince che il greggio è di natura mista seguendo la scala
dei Kuop:
aromatico < 10.5 < naftenico < 11.5 < misto < 12.5 < paraffinico.
Inoltre si può notare che la nafta ha la componente volumetrica maggiore in nafta pesante ( 125°C<Teb<200°C).
Le sovrapposizioni tra i tagli sono importanti e giocando sulle portate e soprattutto sul riflusso in nafta sarà possibile migliorare tale condizione (soprattutto sulla nafta, taglio a maggior valore economico).
Ora si può passare all’analisi delle variazioni delle densità e curve di distillazione con il variare delle SINGOLE portate dei tagli.
Si inizi con l’andamento delle densità.
aromatico < 10.5 < naftenico < 11.5 < misto < 12.5 < paraffinico.
Inoltre si può notare che la nafta ha la componente volumetrica maggiore in nafta pesante ( 125°C<Teb<200°C).
Le sovrapposizioni tra i tagli sono importanti e giocando sulle portate e soprattutto sul riflusso in nafta sarà possibile migliorare tale condizione (soprattutto sulla nafta, taglio a maggior valore economico).
Ora si può passare all’analisi delle variazioni delle densità e curve di distillazione con il variare delle SINGOLE portate dei tagli.
Si inizi con l’andamento delle densità.
Figura 3 |
Si faccia attenzione: visto l’ampio range di valori (anche perché i gradi API
ampliano il range di valori numerici delle densità) le curve risultano
appiattite quindi analizzeremo un grafico senza il residuo (ed abbiamo eliminato
la parte più pesante) e con la nafta in ASSE SECONDARIO (leggere i valori sulla
destra).
Cambiando le portate di liquido che sottraiamo alla colonna andiamo a variare
la forza spingente della colonna legata alla parte discendente e quindi a
variare gli equilibri a cui si tende nei piatti.
Si è preferito usare delle spezzate perché in ascisse abbiamo condizioni diverse e quindi è normale avere discontinuità nel comportamento (con le curve continue si sarebbe ottenuto un andamento fittizio).
Analizziamo la nafta.
Si può benissimo osservare che cambiamenti sulle portate dei tagli più altobollenti non influiscono sensibilmente sulla nafta che “non si accorge” delle variazioni a valle dei primi stage; il motivo di questo è essenzialmente che la qualità del distillato dipende da quanto riflussiamo in alto alla colonna e non di quanti tagli pesanti togliamo più in basso.
Generalizzando un po’: togliendo i tagli in alto influenziamo quelli più in basso e non viceversa.
Il motivo è da riscontrarsi in ciò che avviene, quando togliamo i tagli più bassobollenti, nella parte della colonna a temperatura maggiore; se si toglie una corrente liquida da piatti più alti significa che meno discendente sarà presente nei piatti successivi, il discendente verso il basso si arricchirà ovviamente dei composti meno volatili del vapore ascendente dai piatti inferiori(il liquido provenendo dai piatti superiori è più ricco di composti meno altobollenti); se il vapore ascendente incontra meno liquido a temperature maggiori, si ha che il liquido potrà accogliere meno componenti altobollenti in quantità e il vapore con cui entra a contatto subisce meno sottrazioni di altobollenti; il risultato è che la corrente vapore è più ricca di altobollenti e di conseguenza anche quella liquida lo sarà (supponendo di lavorare in condizioni che si avvicinano all’equilibrio di piatto e che la massa si conservi è facilmente comprensibile il motivo). Ma a questo punto ci si può chiedere perché ai piatti superiori ai prelievi non cambi nulla in modo sensibile: la risposta sta nel fatto che il vapore dopo aver passato lo stadio di ”prelievo variato” incontra nuovamente quella grossa parte della portata che abbiamo decurtato dalla colonna pronta ad accogliere nuovamente le parti più altobollenti. Cosa opposta avviene quando invece diminuiamo il prelievo per la parte posta più in basso della colonna, mantenendo comunque uguale il discorso che si fa passando sopra il piatto di prelievo. Si noti che imponendo la portata di feed, nafta, kerosene, diesel, olio leggero e varie correnti di vapore, l’unica portata variabile risulta quella del residuo (liquido), trascurando la corrente di acqua al condensatore che contiene essenzialmente sempre l’acqua immessa attraverso le correnti di steam.
Detto questo le variazioni di densità sono massime per la nafta ma comunque contenute 2.9 °API.
Quindi deduciamo ora meglio dalla tabella di valori quanto detto:
Si è preferito usare delle spezzate perché in ascisse abbiamo condizioni diverse e quindi è normale avere discontinuità nel comportamento (con le curve continue si sarebbe ottenuto un andamento fittizio).
Analizziamo la nafta.
Si può benissimo osservare che cambiamenti sulle portate dei tagli più altobollenti non influiscono sensibilmente sulla nafta che “non si accorge” delle variazioni a valle dei primi stage; il motivo di questo è essenzialmente che la qualità del distillato dipende da quanto riflussiamo in alto alla colonna e non di quanti tagli pesanti togliamo più in basso.
Generalizzando un po’: togliendo i tagli in alto influenziamo quelli più in basso e non viceversa.
Il motivo è da riscontrarsi in ciò che avviene, quando togliamo i tagli più bassobollenti, nella parte della colonna a temperatura maggiore; se si toglie una corrente liquida da piatti più alti significa che meno discendente sarà presente nei piatti successivi, il discendente verso il basso si arricchirà ovviamente dei composti meno volatili del vapore ascendente dai piatti inferiori(il liquido provenendo dai piatti superiori è più ricco di composti meno altobollenti); se il vapore ascendente incontra meno liquido a temperature maggiori, si ha che il liquido potrà accogliere meno componenti altobollenti in quantità e il vapore con cui entra a contatto subisce meno sottrazioni di altobollenti; il risultato è che la corrente vapore è più ricca di altobollenti e di conseguenza anche quella liquida lo sarà (supponendo di lavorare in condizioni che si avvicinano all’equilibrio di piatto e che la massa si conservi è facilmente comprensibile il motivo). Ma a questo punto ci si può chiedere perché ai piatti superiori ai prelievi non cambi nulla in modo sensibile: la risposta sta nel fatto che il vapore dopo aver passato lo stadio di ”prelievo variato” incontra nuovamente quella grossa parte della portata che abbiamo decurtato dalla colonna pronta ad accogliere nuovamente le parti più altobollenti. Cosa opposta avviene quando invece diminuiamo il prelievo per la parte posta più in basso della colonna, mantenendo comunque uguale il discorso che si fa passando sopra il piatto di prelievo. Si noti che imponendo la portata di feed, nafta, kerosene, diesel, olio leggero e varie correnti di vapore, l’unica portata variabile risulta quella del residuo (liquido), trascurando la corrente di acqua al condensatore che contiene essenzialmente sempre l’acqua immessa attraverso le correnti di steam.
Detto questo le variazioni di densità sono massime per la nafta ma comunque contenute 2.9 °API.
Quindi deduciamo ora meglio dalla tabella di valori quanto detto:
densità
°API
|
originario
|
-20%nafta
|
-20%ker
|
-20%diesel
|
-20%lightoil
|
+20%nafta
|
+20%ker
|
+20%diesel
|
+20%lightoil
|
nafta
|
46,2
|
47,8
|
46,2
|
46,2
|
46,2
|
44,9
|
46,2
|
46,2
|
46,2
|
kerosene
|
37,7
|
38,4
|
37,9
|
37,7
|
37,7
|
37,0
|
37,4
|
37,6
|
37,6
|
diesel
|
34,0
|
34,8
|
34,7
|
34,5
|
34,0
|
33,1
|
33,2
|
33,4
|
33,9
|
light
oil
|
29,3
|
30,4
|
30,3
|
30,7
|
29,6
|
28,2
|
28,3
|
28,0
|
29,0
|
residuo
|
17,7
|
18,2
|
18,2
|
18,3
|
18,0
|
17,2
|
17,2
|
17,0
|
17,3
|
Per quanto detto associando a componenti più altobollenti, ergo alle correnti
più ricche in altobollenti, densità maggiori abbiamo il risultato in tabella.
Con in termine densità nella proposizione precedente si è inteso la normale
definizione massa su volume, in realtà la densità API ha andamento opposto alla
densità vera e propria.
Quindi riflussando più nafta ottengo nafta a densità minore ma anche in quantità minore; anche per gli altri tagli questo avviene la nafta riflussata andrà a rimpiazzare parte dei tagli più altobollenti a parità di portata del prelievo successivo e così via.
In testa alle colonne con il termine + o –numero%taglio si intende l’aumento o riduzione della portata uscente dal processo e quindi il suo corrispondente opposto sottratto/aggiunto al discendente.
Si noti che, fatte tutte le considerazioni dovute, le densità API della parte sinistra della tabella sono più alte di quelle della parte destra.
Il fenomeno descritto spiega essenzialmente tutti i risultati anche se bisogna tener conto che nella colonna vi sono anche dei pump-around che essenzialmente oltre agli effetti voluti ributtano in alto correnti liquide più ricche di altobollenti; in effetti anche per questo non si preleva oltre 1-2 stadi dalla zona di immissione e quindi si limita un poco questo aspetto perturbativo.
Passando adesso a valutare le curve di distillazione ci aspettiamo di vedere T(100%dist) aumentare laddove preleviamo di più per ciascun componente con le stesse modalità esposte in precedenza.
Le curve in cui sono riportati i tagli tutti alle stesse condizioni verranno posti in fondo all’elaborato ora si vuole piuttosto analizzare le variazioni per il singolo taglio a diverse condizioni di lavoro.
Quindi riflussando più nafta ottengo nafta a densità minore ma anche in quantità minore; anche per gli altri tagli questo avviene la nafta riflussata andrà a rimpiazzare parte dei tagli più altobollenti a parità di portata del prelievo successivo e così via.
In testa alle colonne con il termine + o –numero%taglio si intende l’aumento o riduzione della portata uscente dal processo e quindi il suo corrispondente opposto sottratto/aggiunto al discendente.
Si noti che, fatte tutte le considerazioni dovute, le densità API della parte sinistra della tabella sono più alte di quelle della parte destra.
Il fenomeno descritto spiega essenzialmente tutti i risultati anche se bisogna tener conto che nella colonna vi sono anche dei pump-around che essenzialmente oltre agli effetti voluti ributtano in alto correnti liquide più ricche di altobollenti; in effetti anche per questo non si preleva oltre 1-2 stadi dalla zona di immissione e quindi si limita un poco questo aspetto perturbativo.
Passando adesso a valutare le curve di distillazione ci aspettiamo di vedere T(100%dist) aumentare laddove preleviamo di più per ciascun componente con le stesse modalità esposte in precedenza.
Le curve in cui sono riportati i tagli tutti alle stesse condizioni verranno posti in fondo all’elaborato ora si vuole piuttosto analizzare le variazioni per il singolo taglio a diverse condizioni di lavoro.
-Nafta
nafta
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
D86CRV %dist[vol]
|
originario
|
+20%nafta
|
-20%nafta
|
+20%kerosene
|
-20%kerosene
|
+20%diesel
|
-20%diesel
|
+20%oileg
|
-20%oileg
|
0%
|
56,2
|
63,4
|
49,5
|
56,2
|
56,2
|
56,2
|
56,2
|
56,2
|
56,2
|
5%
|
95,5
|
101,0
|
90,9
|
95,5
|
95,5
|
95,5
|
95,5
|
95,5
|
95,5
|
10%
|
113,5
|
118,0
|
110,0
|
113,5
|
113,5
|
113,5
|
113,5
|
113,5
|
113,5
|
30%
|
142,8
|
153,5
|
131,0
|
142,8
|
142,8
|
142,8
|
142,8
|
142,8
|
142,8
|
50%
|
164,3
|
175,6
|
150,7
|
164,3
|
164,3
|
164,4
|
164,3
|
164,3
|
164,3
|
70%
|
180,5
|
192,1
|
166,0
|
180,5
|
180,4
|
180,5
|
180,4
|
180,5
|
180,5
|
90%
|
196,8
|
208,1
|
182,6
|
197,0
|
196,5
|
196,9
|
196,7
|
196,8
|
196,8
|
95%
|
208,7
|
219,7
|
194,6
|
209,1
|
208,1
|
208,8
|
208,6
|
208,7
|
208,7
|
100%
|
220,6
|
231,3
|
206,7
|
221,2
|
219,7
|
220,7
|
220,5
|
220,7
|
220,6
|
Tmin
|
56,2
|
63,4
|
49,5
|
56,2
|
56,2
|
56,2
|
56,2
|
56,2
|
56,2
|
Tmax
|
220,6
|
231,3
|
206,7
|
221,2
|
219,7
|
220,7
|
220,5
|
220,7
|
220,6
|
Tmax-Tmin
|
164,4
|
167,9
|
157,2
|
165,0
|
163,5
|
164,5
|
164,3
|
164,5
|
164,4
|
T(90%)-T(10%)
|
83,3
|
90,1
|
72,5
|
83,5
|
82,9
|
83,4
|
83,1
|
83,3
|
83,2
|
-Kerosene
kerosene
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
D86CRV %dist[vol]
|
originario
|
+20%nafta
|
-20%nafta
|
+20%kerosene
|
-20%kerosene
|
+20%diesel
|
-20%diesel
|
+20%oileg
|
-20%oileg
|
0%
|
197,2
|
205,1
|
190,5
|
198,8
|
195,9
|
197,3
|
197,2
|
197,2
|
197,3
|
5%
|
212,6
|
221,0
|
203,1
|
214,4
|
210,7
|
212,7
|
212,5
|
212,6
|
212,6
|
10%
|
218,9
|
227,5
|
208,2
|
220,9
|
216,8
|
219,0
|
218,8
|
218,9
|
218,9
|
30%
|
226,5
|
235,4
|
216,7
|
229,5
|
223,7
|
226,7
|
226,4
|
226,6
|
226,5
|
50%
|
232,6
|
241,2
|
223,3
|
236,2
|
228,9
|
232,8
|
232,4
|
232,7
|
232,5
|
70%
|
239,0
|
247,9
|
230,1
|
243,5
|
234,9
|
239,2
|
238,7
|
239,1
|
238,9
|
90%
|
248,1
|
258,8
|
239,9
|
255,6
|
244,2
|
248,5
|
247,7
|
248,2
|
248,1
|
95%
|
258,9
|
269,9
|
250,8
|
267,3
|
254,6
|
259,5
|
258,5
|
259,0
|
258,9
|
100%
|
269,7
|
281,0
|
261,8
|
278,9
|
265,1
|
270,4
|
269,3
|
269,8
|
269,7
|
Tmin
|
197,2
|
205,1
|
190,5
|
198,8
|
195,9
|
197,3
|
197,2
|
197,2
|
197,3
|
Tmax
|
269,7
|
281,0
|
261,8
|
278,9
|
265,1
|
270,4
|
269,3
|
269,8
|
269,7
|
Tmax-Tmin
|
72,5
|
75,9
|
71,3
|
80,2
|
69,2
|
73,0
|
72,1
|
72,6
|
72,4
|
T(90%)-T(10%)
|
29,3
|
31,2
|
31,6
|
34,7
|
27,5
|
29,5
|
28,9
|
29,3
|
29,2
|
-Diesel
diesel
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
D86CRV %dist[vol]
|
originario
|
+20%nafta
|
-20%nafta
|
+20%kerosene
|
-20%kerosene
|
+20%diesel
|
-20%diesel
|
+20%oileg
|
-20%oileg
|
0%
|
225,6
|
231,9
|
219,4
|
231,1
|
220,1
|
227,4
|
223,9
|
225,6
|
225,5
|
5%
|
250,8
|
259,5
|
242,5
|
258,5
|
243,4
|
253,6
|
247,9
|
250,9
|
250,7
|
10%
|
261,4
|
271,1
|
252,1
|
270,0
|
253,1
|
264,6
|
257,9
|
261,5
|
261,2
|
30%
|
273,9
|
285,0
|
263,3
|
283,9
|
264,3
|
279,0
|
268,6
|
274,2
|
273,7
|
50%
|
284,0
|
295,3
|
272,9
|
294,3
|
273,9
|
290,9
|
277,1
|
284,3
|
283,7
|
70%
|
295,4
|
307,1
|
284,0
|
306,0
|
285,1
|
304,8
|
286,5
|
295,8
|
295,0
|
90%
|
311,8
|
324,6
|
299,7
|
323,5
|
300,7
|
325,0
|
299,7
|
312,4
|
311,1
|
95%
|
323,3
|
336,2
|
312,1
|
337,0
|
313,3
|
337,0
|
311,0
|
324,1
|
323,2
|
100%
|
334,9
|
347,8
|
324,5
|
350,4
|
326,0
|
349,1
|
322,3
|
335,8
|
335,3
|
Tmin
|
225,6
|
231,9
|
219,4
|
231,1
|
220,1
|
227,4
|
223,9
|
225,6
|
225,5
|
Tmax
|
334,9
|
347,8
|
324,5
|
350,4
|
326,0
|
349,1
|
322,3
|
335,8
|
335,3
|
Tmax-Tmin
|
109,3
|
115,8
|
105,0
|
119,3
|
105,9
|
121,7
|
98,4
|
110,2
|
109,8
|
T(90%)-T(10%)
|
50,4
|
53,5
|
47,6
|
53,5
|
47,6
|
60,4
|
41,9
|
50,9
|
49,9
|
-Oil-leg
oil-leg
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
D86CRV %dist[vol]
|
originario
|
+20%nafta
|
-20%nafta
|
+20%kerosene
|
-20%kerosene
|
+20%diesel
|
-20%diesel
|
+20%oileg
|
-20%oileg
|
0%
|
258,8
|
264,4
|
253,1
|
263,9
|
253,6
|
265,7
|
251,6
|
258,2
|
260,0
|
5%
|
299,8
|
308,3
|
290,7
|
307,6
|
291,6
|
310,4
|
288,1
|
300,7
|
299,1
|
10%
|
317,6
|
327,5
|
306,9
|
326,7
|
308,0
|
330,0
|
303,7
|
319,2
|
315,9
|
30%
|
332,7
|
344,2
|
320,7
|
343,2
|
321,9
|
347,4
|
317,5
|
335,4
|
330,1
|
50%
|
341,4
|
353,2
|
329,0
|
352,2
|
330,2
|
356,4
|
325,5
|
344,8
|
338,0
|
70%
|
350,8
|
362,0
|
338,3
|
360,9
|
339,5
|
365,0
|
334,6
|
354,7
|
346,7
|
90%
|
364,7
|
375,5
|
353,8
|
374,7
|
354,8
|
378,1
|
350,8
|
369,4
|
361,1
|
95%
|
378,4
|
389,2
|
366,1
|
387,9
|
367,2
|
392,9
|
363,3
|
382,7
|
373,6
|
100%
|
392,1
|
403,0
|
378,5
|
401,1
|
379,6
|
407,8
|
375,8
|
396,0
|
386,2
|
Tmin
|
258,8
|
264,4
|
253,1
|
263,9
|
253,6
|
265,7
|
251,6
|
258,2
|
260,0
|
Tmax
|
392,1
|
403,0
|
378,5
|
401,1
|
379,6
|
407,8
|
375,8
|
396,0
|
386,2
|
Tmax-Tmin
|
133,3
|
138,6
|
125,4
|
137,2
|
126,0
|
142,1
|
124,2
|
137,9
|
126,2
|
T(90%)-T(10%)
|
47,1
|
48,0
|
46,8
|
48,1
|
46,8
|
48,1
|
47,0
|
50,1
|
45,1
|
-Residuo
residuo
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
D86CRV %dist[vol]
|
originario
|
+20%nafta
|
-20%nafta
|
+20%kerosene
|
-20%kerosene
|
+20%diesel
|
-20%diesel
|
+20%oileg
|
-20%oileg
|
0%
|
327,6
|
331,8
|
323,1
|
331,5
|
323,5
|
332,7
|
321,9
|
330,3
|
324,8
|
5%
|
358,8
|
364,3
|
353,0
|
363,9
|
353,6
|
365,6
|
351,3
|
362,3
|
355,3
|
10%
|
371,9
|
378,0
|
365,5
|
377,5
|
366,2
|
379,4
|
363,5
|
375,8
|
368,1
|
30%
|
404,6
|
414,5
|
396,3
|
413,5
|
397,0
|
417,3
|
394,2
|
410,9
|
399,0
|
50%
|
457,7
|
465,2
|
450,5
|
464,5
|
451,1
|
467,4
|
448,5
|
462,5
|
453,0
|
70%
|
537,7
|
546,3
|
529,7
|
545,5
|
530,4
|
548,7
|
527,6
|
543,2
|
532,5
|
90%
|
671,5
|
677,3
|
665,9
|
676,8
|
666,4
|
678,9
|
664,4
|
675,3
|
667,9
|
95%
|
705,3
|
709,5
|
701,3
|
709,1
|
701,7
|
710,7
|
700,2
|
708,0
|
702,7
|
100%
|
739,1
|
741,7
|
736,7
|
741,4
|
736,9
|
742,4
|
736,1
|
740,8
|
737,6
|
Tmin
|
327,6
|
331,8
|
323,1
|
331,5
|
323,5
|
332,7
|
321,9
|
330,3
|
324,8
|
Tmax
|
739,1
|
741,7
|
736,7
|
741,4
|
736,9
|
742,4
|
736,1
|
740,8
|
737,6
|
Tmax-Tmin
|
411,5
|
409,9
|
413,6
|
410,0
|
413,5
|
409,7
|
414,2
|
410,4
|
412,7
|
T(90%)-T(10%)
|
299,7
|
299,3
|
300,4
|
299,3
|
300,3
|
299,5
|
300,9
|
299,5
|
299,8
|
Nel kerosene le variazioni maggiori si hanno nelle condizioni di variazioni
della portata di nafta in quanto se questa si aumenta le parti leggere del
kerosene andranno maggiormente insieme alla nafta, mentre se si diminuisce
questa ne sarà più ricca(ergo la curva di distillazione si abbassa per
-20%nafta), così come anche la densità si abbassa; inoltre si hanno variazioni
anche se si cambia la portata di kerosene per gli stessi motivi, ma non si gioca
in questo caso su quel range di componenti così bassobollenti e ciò deve essere
associato anche all’effetto del pump-around che preleva dal basso ed immette
nello stadio di prelievo grandi quantità di liquido: la conseguenza è che la
curva di distillazione si sposta meno in questo caso; i casi in cui si varia la
portata di oil-leg o di diesel sono praticamente sovrapposti a quello originale.
3) Per il diesel le variazioni su nafta e kerosene hanno lo stesso effetto,
il perché sarà chiarito una volta per tutte nel punto successivo ed inoltre non
bisogna trascurare il fatto di avere un pump-around allo stadio di prelievo. Le
altre considerazioni sono analoghe ai casi precedenti. Si noti inoltre che il
variare la portata dello stesso diesel abbia effetti rilevanti sulla sua parte
più altobollente(Tmax).
4) Per l’oil-leg abbiamo l’influenza di tutte le portate ma siccome si tratta
un taglio più bassobollente rispetto agli altri vi è medesima influenza delle
variazioni di kerosene e nafta per una sorta di smorzamento degli effetti in
quanto se diminuiamo la nafta, le curve di distillazione di nafta, kerosene e
diesel si abbassano, così avviene per kerosene e diesel se diminuiamo il
kerosene, mentre la nafta non subisce variazioni sensibili: l’effetto di
diminuzione di kerosene e nafta è in pratica la stessa cosa per la parte bassa
della colonna in quanto la parte “più bassobollente del solito” che arriva giù
è, più o meno, sempre quella; idem per l’aumento di tali portate e l’arrivo di
una parte “più altobollente del solito”. Si noti l’influenza maggiore del diesel
il quale contiene componenti con caratteristiche più prossime e che quindi
potrebbero rientrare nel taglio oil-leg per variazioni di portata. La tendenza è
però sempre quella illustrata fin dal primo momento.
5) Il residuo contiene la parte più alto bollente; per questo sono piccole le
variazioni che subisce essendo che conterrà in qualsiasi caso il grosso della
parte fortemente pesante.
Alcune osservazioni:
- Nel grafico della nafta si ha leggera divergenza verso Tmax: i tagli più
leggeri continuano in ogni caso a finire nella nafta essenzialmente;
- Il comportamento delle curve a variazioni opposte ha simmetrie rispetto
alla condizione di partenza;
- Bisogna stare attenti ai numeri in ordinata perché i grafici sono stati
adattati ai range di valori il che va bene per avere una idea di quanto sono le
variazioni rispetto alle massime escursioni della curva di distillazione;
Si vedano adesso come varino le sovrapposizioni nei vari casi.
Coppie
di tagli
|
sovrapposizione
a 100-0% [Δ°C]
|
sovrapposizione
a 95-5% [Δ°C]
|
originario
|
||
Nafta-Kerosene
|
23,4
|
no
sovrapposizione
|
Kerosene-Diesel
|
44,2
|
8,1
|
Diesel-Oil-leg
|
76,0
|
23,5
|
+20%nafta
|
||
Nafta-Kerosene
|
26,2
|
no
sovrapposizione
|
Kerosene-Diesel
|
49,1
|
10,4
|
Diesel-Oil-leg
|
83,4
|
27,8
|
-20%nafta
|
||
Nafta-Kerosene
|
16,2
|
no
sovrapposizione
|
Kerosene-Diesel
|
42,3
|
8,3
|
Diesel-Oil-leg
|
71,4
|
21,3
|
+20%kerosene
|
||
Nafta-Kerosene
|
22,4
|
no
sovrapposizione
|
Kerosene-Diesel
|
47,8
|
8,7
|
Diesel-Oil-leg
|
86,5
|
29,4
|
-20%kerosene
|
||
Nafta-Kerosene
|
23,8
|
no
sovrapposizione
|
Kerosene-Diesel
|
44,9
|
11,2
|
Diesel-Oil-leg
|
72,4
|
21,7
|
+20%diesel
|
||
Nafta-Kerosene
|
23,4
|
no
sovrapposizione
|
Kerosene-Diesel
|
43,0
|
5,8
|
Diesel-Oil-leg
|
83,4
|
26,6
|
-20%diesel
|
||
Nafta-Kerosene
|
23,3
|
no
sovrapposizione
|
Kerosene-Diesel
|
45,5
|
10,6
|
Diesel-Oil-leg
|
70,7
|
22,9
|
+20%oileg
|
||
Nafta-Kerosene
|
23,5
|
no
sovrapposizione
|
Kerosene-Diesel
|
44,2
|
8,1
|
Diesel-Oil-leg
|
77,6
|
23,3
|
-20%oileg
|
||
Nafta-Kerosene
|
23,3
|
no
sovrapposizione
|
Kerosene-Diesel
|
44,2
|
8,2
|
Diesel-Oil-leg
|
75,4
|
24,1
|
Si può notare la medesima cosa dei casi precedenti: se modifichiamo portate di tagli “più in basso”
rispetto a quelli considerati le variazioni sono trascurabili.
Per quanto riguarda nafta-kerosene la variazione della portata di nafta ha
una forte ricaduta sulla sovrapposizione: se diminuiamo la portata di nafta la
sovrapposizione risulta essere minore; ciò è sempre legato al riflusso visto
che, come detto, il taglio nafta si arricchirà maggiormente dei tagli
leggeri(Tmax nafta diminuisce); contemporaneamente la portata di nafta è stata
ridotta; la parte più pesante che prima finiva nella nafta finisce nel
cherosene; anche la curva di distillazione del kerosene si abbassa.
Si vede comunque prevalere l’abbassamento della curva di distillazione della
nafta rispetto a quello della curva del kerosene, perché prevale la “purezza in
parte leggera” della nafta. Il discorso è opposto nel caso di aumento di nafta.
Variando invece la portata di cherosene, la nafta non subisce variazioni
sensibili, il cherosene varia curva di distillazione in modo minore rispetto al
caso precedente, il contributo alla variazione della sovrapposizione è
unilaterale e più piccolo (il fatto di essere unilaterale dovrebbe incrementare
la sovrapposizione o ridurla maggiormente ma il fatto è che la curva del
kerosene subisce variazioni inferiori).
La sovrapposizione kerosene-diesel è influenzata in via maggiore dalle
variazioni di portata dei tagli più leggeri; nel caso della nafta si ha il
massimo innalzamento-abbassamento delle curve di distillazione, nel caso del
kerosene invece lo stesso subisce variazioni inferiori mentre il diesel si
comporta allo stesso modo che per la nafta e quindi viene ridotto l’effetto
della variazione di sovrapposizione; ad esempio se diminuiamo la portata di
kerosene, il kerosene abbassa la sua curva di distillazione in modo meno
incisivo del caso precedente mentre il diesel lo fa come prima. Cambiando la
portata di diesel l’effetto è molto simile perché il kerosene rimane invariato
mentre il diesel subirà spostamenti della curva di distillazione.
La sovrapposizione diesel-light oil trovandosi “in basso” subisce variazioni
per ogni variazione di prelievo.
Non è facile tener conto di tutti i fattori che potrebbero influenzare
questi andamenti, tra pump-around che reimmettono altobollenti, strippers che
trattano grossi prelievi, reimmissioni di vapore, effetti termici, non risulta
semplice la valutazione dei risultati perché tutto ciò si interconnette in modo
“non proprio lineare”.
Per quanto riguarda le T(0%dist) e T(100%dist) si hanno gli andamenti che ci
si aspettava dalla descrizione fisica: sono minori laddove si preleva di meno,
cioè si provocano riduzioni minori del discendente. L’unica coppia anomala è
quella evidenziata dell’olio leggero il qual subisce variazioni della Tmin in
modo diverso ma i valori sono molto vicini.
Nafta
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
nafta
|
originario
|
+20%nafta
|
-20%nafta
|
+20%kerosene
|
-20%kerosene
|
+20%diesel
|
-20%diesel
|
+20%oileg
|
-20%oileg
|
Tmin
|
56,2
|
63,4
|
49,5
|
56,2
|
56,2
|
56,2
|
56,2
|
56,2
|
56,2
|
Tmax
|
220,6
|
231,3
|
206,7
|
221,2
|
219,7
|
220,7
|
220,5
|
220,7
|
220,6
|
kerosene
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
kerosene
|
originario
|
+20%nafta
|
-20%nafta
|
+20%kerosene
|
-20%kerosene
|
+20%diesel
|
-20%diesel
|
+20%oileg
|
-20%oileg
|
Tmin
|
197,2
|
205,1
|
190,5
|
198,8
|
195,9
|
197,3
|
197,2
|
197,2
|
197,3
|
Tmax
|
269,7
|
281,0
|
261,8
|
278,9
|
265,1
|
270,4
|
269,3
|
269,8
|
269,7
|
diesel
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
diesel
|
originario
|
+20%nafta
|
-20%nafta
|
+20%kerosene
|
-20%kerosene
|
+20%diesel
|
-20%diesel
|
+20%oileg
|
-20%oileg
|
Tmin
|
225,6
|
231,9
|
219,4
|
231,1
|
220,1
|
227,4
|
223,9
|
225,6
|
225,5
|
Tmax
|
334,9
|
347,8
|
324,5
|
350,4
|
326,0
|
349,1
|
322,3
|
335,8
|
335,3
|
oil-leg
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
oil-leg
|
originario
|
+20%nafta
|
-20%nafta
|
+20%kerosene
|
-20%kerosene
|
+20%diesel
|
-20%diesel
|
+20%oileg
|
-20%oileg
|
Tmin
|
258,8
|
264,4
|
253,1
|
263,9
|
253,6
|
265,7
|
251,6
|
258,2
|
260,0
|
Tmax
|
392,1
|
403,0
|
378,5
|
401,1
|
379,6
|
407,8
|
375,8
|
396,0
|
386,2
|
Per capire quale portata di nafta ci consente di ottenere una sovrapposizione inferiore a 15°C riprendiamo dei valori precedenti e rianalizziamoli.
+20%nafta
|
-20%nafta
|
|
T[°C]
|
T[°C]
|
|
nafta
|
||
Tmin
|
63,4
|
49,5
|
Tmax
|
231,3
|
206,7
|
kerosene
|
||
Tmin
|
205,1
|
190,5
|
Tmax
|
281,0
|
261,8
|
sovrapposizione
a 100-0% [Δ°C]
|
26,2
|
16,2
|
Si può notare che più riflusso e più netta è la separazione dei due tagli
perché l’effetto è quello di aumentare la forza spingente tra i flussi
incrocianti, cioè il vapore dai piatti inferiori e il liquido, che è in maggiori
quantità, dai piatti superiori hanno composizioni più lontane dall’equilibrio ed
in particolare il liquido al top della torre risulta più ricco di componenti
bassobollenti così che il vapore raggiungerà una percentuale più spinta di tali
componenti rispetto al caso di riflusso minore (le due composizioni saranno
uguali al condensatore totale ovviamente). Le parti più leggere andranno a
finire in modo più spinto in testa e meno altrove, nel cherosene andranno i
composti subito più pesanti di questi, anche la sua Tmax e Tmin diminuiranno;il
cherosene sarà “più carente” della parte che bolle a T maggiore della nafta,
quindi si otterranno sovrapposizioni minori. Contemporaneamente a separazione
migliore ottengo però portate minori di nafta in uscita dal processo: è tutto un
compromesso economico.
Per questo la sovrapposizione risulta minore a riflussi maggiori.
Quindi la portata di distillato liquido nafta, per quanto detto, sarà
inferiore a 0.8*10800 st.bll/d (8640 st.bll/d) per ottenere una sovrapposizione
di 15°C (cioè inferiore a distillato nafta originale meno 20% di questo, essendo
la sovrapposizione in questo caso di 16.2°C).
Provando con 8400 st.bll/d si ottiene:
Tmax nafta ≈204.5°C
Tmin ker ≈189.3°C
Sovrapposizione ≈15.2°C
Ci si potrebbe fermare ma proseguiamo (avendo già approssimato alcune cose
sarebbe inutile avere gradi di precisione ulteriore).
Provando con 8300 st.bll/d si ottiene:
Tmax nafta ≈203.4°C
Tmin ker ≈188.7°C
Sovrapposizione ≈14.7°C
Provando con 8360 st.bll/d (da (8400-8300)/(naftanew-8300)=0.5/0.3) si
ottiene:
Tmax nafta ≈204.0°C
Tmin ker ≈189.0°C
Sovrapposizione ≈15°C
Quindi la portata per garantire una sovrapposizione inferiore ai 15°C dovrà
essere inferiore a 8360 st.bll/d.
RISULTATI SIMULAZIONE INIZIALE
Stream results colonna
NAFTA | KEROSENE | DIESEL | OIL-LEG | RESIDUE | |
Substream: MIXED | LIQUID | LIQUID | LIQUID | LIQUID | LIQUID |
Mole Flow kmol/hr | |||||
WATER | 4.380182 | 1.951076 | 0.2947987 | 0.0280855 | 0.0950825 |
ISOBUTAN | 1.587647 | 2.03E-07 | 1.08E-05 | 1.23E-05 | 8.53E-09 |
N-BUTAN | 2.605427 | 6.97E-07 | 2.53E-05 | 2.49E-05 | 2.00E-08 |
2-METBUT | 2.334534 | 4.34E-06 | 9.52E-05 | 6.35E-05 | 9.38E-08 |
N-PENTAN | 10.17139 | 3.63E-05 | 5.18E-04 | 2.96E-04 | 4.43E-07 |
PC74C | 28.00295 | 1.31E-03 | 6.19E-03 | 2.08E-03 | 5.12E-06 |
PC86C | 33.69774 | 4.07E-03 | 0.0128265 | 3.55E-03 | 1.05E-05 |
PC100C | 34.04711 | 0.0112525 | 0.0230688 | 5.24E-03 | 1.88E-05 |
PC114C | 34.28258 | 0.0304306 | 0.0409694 | 7.77E-03 | 3.43E-05 |
PC128C | 35.53451 | 0.0811363 | 0.0740284 | 0.0119711 | 6.59E-05 |
PC142C | 37.74033 | 0.2214892 | 0.1418751 | 0.0200789 | 1.47E-04 |
PC156C | 43.62338 | 0.6440973 | 0.2907389 | 0.0364848 | 3.53E-04 |
PC170C | 50.34747 | 1.916563 | 0.5887604 | 0.0659756 | 8.24E-04 |
PC184C | 49.26556 | 5.24946 | 1.051092 | 0.1097131 | 1.87E-03 |
PC198C | 52.46583 | 18.46883 | 2.249849 | 0.220548 | 5.06E-03 |
PC212C | 31.4438 | 48.27471 | 4.307017 | 0.3935487 | 0.0127593 |
PC225C | 9.628021 | 77.86508 | 8.949034 | 0.7058994 | 0.0338408 |
PC239C | 1.683223 | 79.65525 | 19.58354 | 1.141103 | 0.0814013 |
PC253C | 0.1672462 | 49.93251 | 38.77508 | 1.545382 | 0.1638652 |
PC267C | 7.80E-03 | 16.15559 | 54.79119 | 1.976299 | 0.322033 |
PC281C | 2.18E-04 | 3.352574 | 59.40974 | 2.976252 | 0.7348141 |
PC295C | 4.76E-06 | 0.5651172 | 55.10034 | 4.785951 | 1.562325 |
PC309C | 8.76E-08 | 0.0840111 | 46.79398 | 8.325172 | 3.024828 |
PC322C | 1.09E-09 | 9.63E-03 | 33.664 | 15.71225 | 5.631975 |
PC336C | 7.19E-12 | 6.75E-04 | 16.30067 | 25.84631 | 10.16551 |
PC350C | 2.75E-14 | 2.95E-05 | 4.852043 | 28.54926 | 16.78086 |
PC364C | 7.31E-17 | 9.84E-07 | 1.11004 | 24.77041 | 26.96999 |
PC378C | 1.20E-19 | 2.13E-08 | 0.177017 | 16.34642 | 38.71342 |
PC392C | 1.03E-22 | 2.60E-10 | 0.0177548 | 7.3758 | 43.94621 |
PC406C | 4.72E-26 | 1.88E-12 | 1.24E-03 | 2.450156 | 40.94852 |
PC420C | 1.28E-29 | 9.07E-15 | 6.73E-05 | 0.6723075 | 34.7739 |
PC440C | 2.22E-34 | 7.20E-18 | 1.30E-06 | 0.1433691 | 54.01109 |
PC468C | 2.02E-41 | 1.51E-22 | 2.40E-09 | 7.19E-03 | 49.923 |
PC496C | 9.08E-49 | 2.40E-27 | 4.64E-12 | 3.57E-04 | 42.46471 |
PC523C | 1.35E-56 | 1.75E-32 | 5.41E-15 | 1.27E-05 | 31.87846 |
PC551C | 8.14E-65 | 6.98E-38 | 4.41E-18 | 3.72E-07 | 23.79613 |
PC579C | 2.25E-73 | 1.66E-43 | 2.71E-21 | 9.60E-09 | 18.38231 |
PC607C | 2.90E-82 | 2.41E-49 | 1.26E-24 | 2.20E-10 | 14.69084 |
PC635C | 1.79E-91 | 2.14E-55 | 4.48E-28 | 4.46E-12 | 12.0654 |
PC676C | 1.72E-105 | 1.71E-64 | 4.05E-33 | 2.23E-14 | 19.62673 |
PC732C | 4.82E-126 | 5.62E-78 | 9.16E-41 | 4.64E-18 | 17.65411 |
PC788C | 1.11E-147 | 3.48E-92 | 7.98E-49 | 6.18E-22 | 16.54287 |
PC825C | 1.79E-163 | 1.01E-102 | 5.24E-55 | 3.78E-25 | 5.482764 |
Total Flow kmol/hr | 463.0169 | 304.4749 | 348.6076 | 144.2354 | 530.4881 |
Temperature C | 85.51466 | 193.9304 | 263.9345 | 313.9104 | 347.6731 |
Pressure bar | 1.08 | 1.465217 | 1.547391 | 1.606087 | 1.7 |
Condenser
Heat Duty=-35.36 MW;
Reflux Ratio=2.84.
Fornace
Heat Duty=+64.36 MW;
Feed flow= 471847,5 kg/hr;
Vapor flow= 248626,9 kg/hr;
Liquid flow= 223220,6 kg/hr.
Pump-around 8-6
Tout=167.4°C<Tstage6
P=1.5bar
Pump-around 14-13
Tout=175.2°C<Tstage13
P=1.57bar
Stripper da top al bottom
S-1
Tdist=216.9°C
P=1.47bar
Distillate= 22287,4 kg/hr
S-2
Tdist=273.3°C
P=1.55bar
Distillate= 13759,7kg/hr
S-3
Tdist=321.2°C
P=1.61bar
Distillate= 7826,8kg/hr
PORTATE
MODIFICATE
Corrente
|
Portata
volumica standard (bbl/day)
Condizione
identificata con “originario”
|
Portata
volumica standard (bbl/day)
Condizione
identificata con “
+20%nafta
”
|
Portata
volumica standard (bbl/day)
Condizione
identificata con “
-20%nafta
”
|
Portata
volumica standard (bbl/day)
Condizione
identificata con “
+20%kerosene
”
|
Portata
volumica standard (bbl/day)
Condizione
identificata con “
-20%kerosene
”
|
FEED
|
80000
|
80000
|
80000
|
80000
|
80000
|
NAFTA
|
10800
|
12960
|
8640
|
10800
|
10800
|
KEROSENE
|
9800
|
9800
|
9800
|
11760
|
7840
|
DIESEL
|
13800
|
13800
|
13800
|
13800
|
13800
|
OLIO-LEG
|
7000
|
7000
|
7000
|
7000
|
7000
|
Corrente
|
Portata
volumica standard (bbl/day)
Condizione
identificata con “
+20%diesel
”
|
Portata
volumica standard (bbl/day)
Condizione
identificata con “
-20%diesel
”
|
Portata
volumica standard (bbl/day)
Condizione
identificata con “
+20%oileg
”
|
Portata
volumica standard (bbl/day)
Condizione
identificata con “
-20%oileg
”
|
|
FEED
|
80000
|
80000
|
80000
|
80000
|
|
NAFTA
|
10800
|
10800
|
10800
|
10800
|
|
KEROSENE
|
9800
|
9800
|
9800
|
9800
|
|
DIESEL
|
16560
|
11040
|
13800
|
13800
|
|
OLIO-LEG
|
7000
|
7000
|
8400
|
5600
|
DATI
DI FIGURA 1
%dist[vol]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
D86CRV
C
|
valutata
|
iniziale
|
5%
|
163
|
163
|
10%
|
194
|
194
|
30%
|
265
|
265
|
50%
|
346
|
346
|
70%
|
431
|
431
|
90%
|
577
|
587
|
95%
|
641
|
660
|
100%
|
705
|
733
|
DATI
DI FIGURA 2
Temperature
in °C
|
|||||
%dist[vol]
|
NAFTA
|
RESIDUE
|
DIESEL
|
KEROSENE
|
OIL-LEG
|
0%
|
56,20657
|
327,5729
|
225,5676
|
197,2424
|
258,8341
|
5%
|
95,53371
|
358,786
|
250,8159
|
212,6245
|
299,8094
|
10%
|
113,5398
|
371,8554
|
261,3688
|
218,8992
|
317,5522
|
30%
|
142,8316
|
404,6406
|
273,9187
|
226,5447
|
332,6513
|
50%
|
164,3288
|
457,6865
|
284,0146
|
232,5974
|
341,3772
|
70%
|
180,4762
|
537,7151
|
295,4013
|
238,9963
|
350,8343
|
90%
|
196,7967
|
671,5448
|
311,7527
|
248,1494
|
364,6645
|
95%
|
208,7107
|
705,3325
|
323,3169
|
258,9475
|
378,404
|
100%
|
220,6248
|
739,1202
|
334,881
|
269,7456
|
392,1436
|
DATI
DI FIGURA 3
densità
API
|
originario
|
-20%nafta
|
-20%ker
|
-20%diesel
|
-20%lightoil
|
+20%nafta
|
+20%ker
|
+20%diesel
|
+20%lightoil
|
nafta
|
46,2
|
47,8
|
46,2
|
46,2
|
46,2
|
44,9
|
46,2
|
46,2
|
46,2
|
kerosene
|
37,7
|
38,4
|
37,9
|
37,7
|
37,7
|
37,0
|
37,4
|
37,6
|
37,6
|
diesel
|
34,0
|
34,8
|
34,7
|
34,5
|
34,0
|
33,1
|
33,2
|
33,4
|
33,9
|
light
oil
|
29,3
|
30,4
|
30,3
|
30,7
|
29,6
|
28,2
|
28,3
|
28,0
|
29,0
|
residuo
|
17,7
|
18,2
|
18,2
|
18,3
|
18,0
|
17,2
|
17,2
|
17,0
|
17,3
|
CURVE DI DISTILLAZIONI
IN UGUALI CONDIZIONI (DATI CONNESSI con
molte cifre decimali senza senso).
originario
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
D86CRV %dist[vol]
|
FEED
|
NAFTA
|
RESIDUE
|
DIESEL
|
KEROSENE
|
OIL-LEG
|
0%
|
100,0071
|
56,20657
|
327,5729
|
225,5676
|
197,2424
|
258,8341
|
5%
|
162,8867
|
95,53371
|
358,786
|
250,8159
|
212,6245
|
299,8094
|
10%
|
193,5551
|
113,5398
|
371,8554
|
261,3688
|
218,8992
|
317,5522
|
30%
|
265,1104
|
142,8316
|
404,6406
|
273,9187
|
226,5447
|
332,6513
|
50%
|
345,9614
|
164,3288
|
457,6865
|
284,0146
|
232,5974
|
341,3772
|
70%
|
430,9474
|
180,4762
|
537,7151
|
295,4013
|
238,9963
|
350,8343
|
90%
|
577,1623
|
196,7967
|
671,5448
|
311,7527
|
248,1494
|
364,6645
|
95%
|
641,3196
|
208,7107
|
705,3325
|
323,3169
|
258,9475
|
378,404
|
100%
|
705,4768
|
220,6248
|
739,1202
|
334,881
|
269,7456
|
392,1436
|
+20%nafta
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
D86CRV %dist[vol]
|
FEED
|
NAFTA
|
RESIDUE
|
DIESEL
|
KEROSENE
|
OIL-LEG
|
0%
|
100,0071
|
63,40313
|
331,788
|
231,9364
|
205,1477
|
264,3607
|
5%
|
162,8867
|
100,9651
|
364,3077
|
259,5048
|
221,0475
|
308,334
|
10%
|
193,5551
|
117,989
|
377,9573
|
271,089
|
227,5382
|
327,4965
|
30%
|
265,1104
|
153,4812
|
414,4672
|
285,0275
|
235,3943
|
344,2252
|
50%
|
345,9614
|
175,5902
|
465,2231
|
295,3374
|
241,1594
|
353,201
|
70%
|
430,9474
|
192,1069
|
546,2723
|
307,0726
|
247,8559
|
361,9643
|
90%
|
577,1623
|
208,0989
|
677,3069
|
324,5615
|
258,777
|
375,4886
|
95%
|
641,3196
|
219,7065
|
709,4907
|
336,1641
|
269,898
|
389,2401
|
100%
|
705,4768
|
231,314
|
741,6745
|
347,7668
|
281,019
|
402,9916
|
-20%nafta
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
D86CRV %dist[vol]
|
FEED
|
NAFTA
|
RESIDUE
|
DIESEL
|
KEROSENE
|
OIL-LEG
|
0%
|
100,0071
|
49,47944
|
323,0829
|
219,4475
|
190,5195
|
253,098
|
5%
|
162,8867
|
90,86405
|
353,0174
|
242,4951
|
203,1343
|
290,7499
|
10%
|
193,5551
|
110,0318
|
365,5219
|
252,0784
|
208,2417
|
306,9352
|
30%
|
265,1104
|
131,0179
|
396,2739
|
263,3175
|
216,6657
|
320,7044
|
50%
|
345,9614
|
150,7146
|
450,483
|
272,8689
|
223,2627
|
328,96
|
70%
|
430,9474
|
165,9952
|
529,7158
|
284,0101
|
230,0914
|
338,3105
|
90%
|
577,1623
|
182,5672
|
665,9378
|
299,6607
|
239,8529
|
353,7508
|
95%
|
641,3196
|
194,6316
|
701,3328
|
312,0569
|
250,8186
|
366,1104
|
100%
|
705,4768
|
206,696
|
736,7278
|
324,4531
|
261,7843
|
378,47
|
+20%kerosene
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
D86CRV %dist[vol]
|
FEED
|
NAFTA
|
RESIDUE
|
DIESEL
|
KEROSENE
|
OIL-LEG
|
0%
|
100,0071
|
56,2086
|
331,4699
|
231,1395
|
198,7609
|
263,8807
|
5%
|
162,8867
|
95,53534
|
363,8596
|
258,5129
|
214,4483
|
307,6129
|
10%
|
193,5551
|
113,5412
|
377,4512
|
270,0106
|
220,8524
|
326,6608
|
30%
|
265,1104
|
142,8325
|
413,5401
|
283,94
|
229,4797
|
343,2357
|
50%
|
345,9614
|
164,3442
|
464,5091
|
294,287
|
236,2027
|
352,1603
|
70%
|
430,9474
|
180,5399
|
545,4658
|
305,986
|
243,5168
|
360,9409
|
90%
|
577,1623
|
197,0389
|
676,775
|
323,5201
|
255,5624
|
374,7268
|
95%
|
641,3196
|
209,1178
|
709,106
|
336,9733
|
267,2556
|
387,9056
|
100%
|
705,4768
|
221,1968
|
741,437
|
350,4266
|
278,9488
|
401,0843
|
-20%kerosene
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
T[°C]
|
D86CRV %dist[vol]
|
FEED
|
NAFTA
|
RESIDUE
|
DIESEL
|
KEROSENE
|
OIL-LEG
|
0%
|
100,0071
|
56,20509
|
323,4685
|
220,1127
|
195,8576
|
253,6294
|
5%
|
162,8867
|
95,53282
|
353,5753
|
243,4306
|
210,7105
|
291,6415
|
10%
|
193,5551
|
113,5393
|
366,1561
|
253,1327
|
216,7608
|
307,995
|
30%
|
265,1104
|
142,8349
|
396,9751
|
264,2743
|
223,6644
|
321,8963
|
50%
|
345,9614
|
164,3197
|
451,1434
|
273,8873
|
228,947
|
330,1539
|
70%
|
430,9474
|
180,4096
|
530,4308
|
285,072
|
234,8784
|
339,5166
|
90%
|
577,1623
|
196,4712
|
666,4476
|
300,6855
|
244,2332
|
354,8341
|
95%
|
641,3196
|
208,0787
|
701,6946
|
313,3487
|
254,642
|
367,2326
|
100%
|
705,4768
|
219,6863
|
736,9416
|
326,012
|
265,0509
|
379,6311
|
+
|
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