Aardolie raffinage en industrie

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Aardolie raffinage en industrie"

Timo Willemsen
8 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 Aardolie raffinage en industrie spm1520 wat is energie ; vormen van energie; wet van behoud van energie; energiebalans; Zumdahl, hfst. 6 energie-eenheden bronnen en voorraden gebruik van energie energie-conversiesystemen; spm1530 Aardolieraffinage (Grootschalige Proces Industrie) Stof: Collegemateriaal & Raffinageweb via blackboard Zumdahl hfst. 22

6 energie-eenheden bronnen en voorraden gebruik van energie energie-conversiesystemen;

2 Energiegebruik in Nederland Proces-industrie (Chemical Process Industry - CPI) = grootste eindgebruiker (NL); +/- 37% 37% of total; = 3200 [PJ] *.37 = 1184 [PJ] = 1184 [PJ] / 42 [GJ/ton] = 28 Miljoen TOE; Energierekening: 1000 [kg/toe] 28 * [TOE] * 90 [$/vat] 0.85 [kg/l] *159 [l/vat] = 0.2 Miljard [vat] * 90 [$/vat] = 18 Miljard [$] * 0.75 [ /$] = +/ miljard Euro Elke $/vat prijsstijging kost de Nederlandse procesindustrie zo n 150 Miljoen Euro. Dat is een probleem als dit niet kan worden doorberekend in de afzetprijzen er concurrenten zijn die geen last hebben van dit soort prijsstijgingen (prijzen van 60 [$/vat] gehaald, scheelt dus 3 miljard euro!) Grootschalige procesindustrie = raffinage petrochemie kunstmest basismetaal bulk-plastics

2 Miljard [vat] * 90 [$/vat] = 18 Miljard [$] * 0.75 [ /$] = +/- 13.5 miljard Euro Elke $/vat prijsstijging kost de Nederlandse procesindustrie zo n 150 Miljoen Euro.

3 Waarom energie-conversie? Waarvoor gebruiken we energie warme voeten verplaatsen van A naar B verlichting; electrische tandenborstel...comfort industriële produktie schoonmaken In welke vorm is energie beschikbaar aardolie, aardgas, steenkool, uranium, zonlicht..... Ergo: transformatie nodig!

4 Import Import Food Winning Cokes factories Refineries Power plants Textile Paper Fertilizer Oth. chemical Building material Basic metal Oth. metal Oth. industry The Dutch Industrial Economy The Netherlands Transport Homes Winningsbedrijven Energie-bedrijven Eindgebruikers Export Export

chemical Building material Basic metal Oth.

5 aardolie voortstuwing aardolieprodukten T hoog warmte kracht electriciteit steenkool aandrijving aardgas verlichting Conventioneel Energiesysteem 7 8 aandrijving voortstuwing 3 warmte T midden 9 proceswarmte 4 warmte T laag 10 ruimteverwarming Energiebronnen of voorraden Energie-vormen of energie-dragers Energie -gebruiks functies

aandrijving voortstuwing 3 warmte T midden 9 proceswarmte 4 warmte T laag 10

6 Conventioneel energiesysteem Technisch processen of sub-systemen 1) conversie/scheiding, olieraffinaderij 2) verbranding, E-centrale 3) verbranding, Industrieel fornuis 4) verbranding, CV-ketel vuurhaard 5) omzetting warmte naar kracht 6) kracht naar elektrische stroom, generator 7) kracht naar aandrijving, machines 8) kracht naar voortstuwing, schip, auto, vliegtuig 9) warmteoverdracht, industrieel warmtenet 10) warmteoverdracht, CV-installatie

warmte naar kracht 6) kracht naar elektrische stroom, generator 7) kracht naar aandrijving, machines 8) kracht

7 Aardolie - het Systeem Olieveld Winning Bewerking Olieveld Winning Bewerking Olieveld Winning Bewerking 'Associated Gas' zie voor uitgebreide beschrijving Raffinageweb - spm1530! Transport & Handel Raffinage Raffinage Raffinage Raffinage Aardolieprodukten Transport Aardgas-Infra Binnenlandse Gebruikers Export Systeem: Winning, Transport, Raffinage, Distributie, Vervoer

Transport & Handel Raffinage Raffinage Raffinage Raffinage Aardolieprodukten Transport

9 Aardolie

10 Aardolie een fossiele grondstof Elk aardolie veld cq. bron levert een unieke kwaliteit aardolie Afhankelijk van condities ter plaatse en leeftijd sterk variërende fysische en chemische materiaaleigenschappen van vloeibaar tot zeer visceus, bijna vast van alkaanrijk (parrafinic) tot aromaatrijk (naftenic) van zwavelarm tot zwavelrijk Komt o.m. tot uitdrukking in de kookpuntscurve American Petroleum Index (API) Zwaardere crudes hebben een lagere API

fysische en chemische materiaaleigenschappen van vloeibaar tot zeer visceus, bijna vast van alkaanrijk

11 Waarom aardolie-raffinage? Primaire doel: Ruwe-olie scheiden in kookpuntsfrakties ( cuts ) Kookpuntscurve: massa fractie gedestilleerd tegen de kooktemperatuur

$Kookpuntscurve: massa fractie$

12 Aardolie Raffinage Capaciteit (Wereld): 3600 [MTA] Benuttingsgraad: +/- 85 % Energie Efficiency: % (Nederland, 1993: 93.1 %)

13 Ruwe Olie - Europa Bron: Meijknecht et. al. 2012

14 Aardolieraffinage: hoe? Systeemdiagram scheiding conversie reiniging + conversie (milieu) eindconversie (kwaliteit) menging (producten)

15 Aardolieraffinage - Scheiding: d.m.v. destillatie Distiller Light Gases Naphtha Kerosene Crude Gasoil Heavy Gasoil Residue

16 Scheiding in Crude Distiller? Voeding: ruwe olie Verhitten: voeding in industrieel fornuis Internals: schotels met gaatjes Condensatie: condensors per produkt Druk: atmosferisch In feit is de crude distiller een stapeling van meerder destillatiekolommen.

Internals: schotels met gaatjes Condensatie: condensors per

17 Conversie Distiller Reactor voor conversie (omzettting) Gevolgd door scheiding in kookpuntsfracties Light Gases CC-Naphtha CC-Kerosene Short Residue CatCracker CC-Product CC-Gasoil CC-Heavy Gasoil CC-Residue

$kookpuntsfracties Light Gases CC-Naphtha$

18 Conversie drie hoofdtypen Thermische omzettting Aanleggen van hoge T, energietoevoer Thermische kraker, visbreaker, FlexiCoker Katalytische omzetting CatCracker Idem, in aanwezigheid van waterstof (H 2 ) Hydrocracker Hycon

visbreaker, FlexiCoker Katalytische omzetting

19 Thermische conversie processen Severity = intensiteit reactiecondities druk, temperatuur Heaviness feedstock = zwaarte van de voeding gemiddeld molgewicht componenten kookpuntsfractie (zwaarder hogere kookpunten)

$gemiddeld molgewicht componenten kookpuntsfractie$

20 Conversie Processen die gebruikmaken van waterstof - H 2 Severity = intensiteit reactiecondities druk, temperatuur Heaviness feedstock = zwaarte van de voeding gemiddeld molgewicht componenten kookpuntsfractie (zwaarder hogere kookpunten)

$molgewicht componenten kookpuntsfractie (zwaarder hogere$

21 Conversie + reiniging Katalytische processen Toevoer van waterstof Ontsluiten van m.n. zwavel (S) en conversie tot H 2 S Hydrotreating (HDT) Hydrodesulphurisation (HDS) De H 2 S wordt in het zgn. Claus proces omgezet tot vast Zwavel (S)

22 Eindconversie Conversie om de producten de gewenste kwaliteit te geven bijv. Benzine: RON (Research Octane Number) Reforming (Platformer) In aanwezigheid van Pt katalysator aromatiseren, onder produktie van waterstof (H 2 ) Alkylering Kleine alkanen verbinden met grotere alkanen Bijv. H 3 C-CH 2 -CH 2 -CH 3 + CH 3 -CH=CH 2 3-methyl-hexaan Isomerisatie Lineaire alkanen omzetten in vertakte

23 Menging Blending Letterlijk: mengen van tussenprodukten uit de raffinaderij tot af te leveren eindprodukten Belanrijkste blenders Benzine Diesel Doel: behalen van de kwaliteitsspecificatie met optimale mix van tussenprodukten uit de raffinaderij

24 Aardolieraffinage: hoe? Systeemdiagram scheiding conversie reiniging + conversie (milieu) eindconversie (kwaliteit) menging (producten) Zeer veel configuraties mogelijk!!

25 Hydroskimming refinery Eenvoudige raffinaderij Meestal wel een eenvoudig thermische kraker

26 Integrated refinery to (semi-) complex refinery Integrated: + Vacuum distillatie + Katalytische kraker + Isomerisatie/alkylatie Semi-Complex + Hydrocracker Complex + Long Residue Catcracker + Hycon or Flexicoker

27 Olieraffinage in Europa Bron: Meijknecht et. al. 2012

28 Olieraffinage in Europa Bron: Meijknecht et. al. 2012

29 Olieraffinage Ontwikkeling Bron: Meijknecht et. al. 2012

30 Olie - waardeketen Bron: Meijknecht et. al. 2012

Vergelijkbare documenten

Systeemdenken: balansen - Leerdoelen

Systeemdenken: balansen - Leerdoelen Vraagstuk analyseren m.b.v. systeemdenken Behoudswetten massa en energie Procedure voor opstellen balans Voorbeelden: het elektriciteitsnet de chemische industrie huisvuilverwerking