Extractia Hidrocarburilor aromatice cu glicoli - Chimie industriala

MINISTERUL EDUCATIEI SI CERCETARII

GRUPUL SCOLAR DE CHIMIE INDUSTRIALA

PITESTI

EXAMEN PENTRU CERTIFICAREA

COMPETENTELOR PROFESIONALE

LUCRARE DE SPECIALITATE

Tema : Extractia Hidrocarburilor aromatice cu glicoli

Profil : Chimie industriala

Specialitatea : tehnician chimie industriala

Argument

Titeiul si gazele naturale reprezinta principala sursa de energie a economiei mondiale.

In acelasi timp, titeiul si gazele naturale constituie materii prime pentru obtinerea celor mai variate produse de larga utilizare.

Prelucrarea titeiului se realizeaza in rafinarii, principalele tipuri de rafinarii fiind acelea pentru producerea de combustibili si lubrifianti si pentru producerea de materii prime pentru industria chimica.

Toate transformarile materiilor prime intr-un numar foarte mare de produse fara de care viata nu mai este posibila se realizeaza printr-un ansamblu de operatii fizice si chimice care se denumesc in ansamblu printr-un termen generic, tehnologie chimica, iar transformarile specifice ale titeiului in produse finite printr-o tehnologie specifica, numita tehnologia prelucrarii si chimizarii titeiului.

Extractia hidrocarburilor aromatice cu glicoli este a doua instalatie ca importanta din complexul RC prin care din benzina de RC se separa hidrocarburile aromatice (extractul) de hidrocarburile aromatice (rafinatul).

Instalatia de extractie este o instalatie foarte complexa care cuprinde practic 2 parti:

partea de extractie (se realizeaza in coloana de extractie si cuprinde fazele de amestecare intima a solventului cu materia prima si separarea extractului de rafinat)

partea de recuperare a solventului din extract si rafinat si concentrarea solventului pentru a putea fi refolosit.

Solventul folosit este de fapt un amestec de solventi si anume un amestec de glicoli:

monoetilenglicol

dietilenglicol

trietilenglicol

pentaetilenglicol

hexaetilenglicol.

I. Notiuni teoretice despre procesul de extractie al

hidrocarburilor aromatice cu glicoli

1.1. Definitia procesului de extractie

1.1.1. Ce este extractia?

Extractia este procesul prin care un solvent sau un grup de solventi dizolva (extrag) un anumit component sau un grup de componenti dintr-un amestec.

Extractia poate fi:

solid - lichid (materie prima solida - solvent lichid);

lichid - lichid (materie prima lichida - solvent lichid).

1.1.2. La ce este necesara?

Extractia este necesara la separarea hidrocarburilor aromatice din benzina olefinica la RC.

1.1.3. Cum separa extractia?

Un proces de extractie implica trei faze:

amestecarea intima a materiei prime;

separarea fazelor formate;

recuperarea solventului din cele doua faze.

1.2. Solventii

1.2.1. Definitia solventilor

Solventul este o substanta care dizolva un component sau un grup de componenti dintr-un amestec.

1.2.2. Mod de actiune

Ecuatia unui proces de extractie este urmatoarea:

Materie prima + Solvent Extract + Rafinat

Extractul reprezinta partea dizolvata din materia prima de catre un solvent cea mai mare parte din solvent.

Rafinatul reprezinta partea nedizolvata din materia prima o mica parte din solvent.

1.3. Factori care influenteaza procesul de extractie

1.3.1. Temperatura

Cu cresterea temperaturii punctul de dizolvare creste astfel ca se dizolva din ce in ce mai multi componenti dintr-un amestec, pana la o anumita temperatura, cand toti componentii se dizolva, deci selectivitatea scade pana la 0. Aceasta temperatura care este denumita - temperatura critica de solubilitate - nu trebuie atinsa intr-un proces selectiv deoarece selectivitatea in acest caz este zero. Pentru a se realiza o imbunatatire a procesului de extractie: coloana de extractie lucreaza cu gradient de temperatura. Astfel, in varful coloanei temperatura este ridicata pentru ca solventul sa aiba putere mare de dizolvare, deci sa dizolve toate hidrocarburile aromatice si rafinatul sa contina numai hidrocarburi nearomatice. In baza temperatura este scazuta, selectivitatea creste astfel pentru ca extractul sa contina numai hidrocarburi aromatice (eventual ca hidrocarburile nearomatice dizolvate in varf, unde temperatura era ridicata, sa fie eliminate). Deasemenea se poate mari selectivitatea si prin introducerea in baza a unui reflux de extract (saracit in solvent, deci practic numai hidrocarburi aromatice).

1.3.2. Coloana de extractie

Lucreaza in contracurent, realizand cea mai buna extractie, deoarece materia prima care urca in coloana de extractie intalneste solvent din ce in ce mai pur, care are o putere de extractie din ce in ce mai mare, fiind posibila dizolvarea si celor mai mici cantitati din hidrocarburile aromatice continute.

Coloana de extractie trebuie sa realizeze un anumit numar de contacte (echilibre) intre solvent si materia prima, contacte care sunt functie de constructia interna a coloanei (capabila de a realiza o amestecare cat mai intima intre cele doua faze) si de inaltimea coloanei (cu cat coloana este mai inalta cu atat numarul de contacte realizate este mai mare).

1.3.3. Ratia (raportul) de solvent/materie prima

Este conditionata de puterea de dizolvare a solventului folosit: cand puterea de dizolvare este mare se va folosi o ratie mica si invers.

1.3.4. Introducerea de apa in solvent

Intr-o proportie mica pana la 10%, micsoreaza puterea de dizolvare a acestuia, deci produce o crestere a selectivitatii sale.

Alte caracteristici ale solventului:

sa se separe usor si total din extract si rafinat;

sa nu fie inflamabil, toxic si corosiv

sa fie ieftin.

Ca solvent selectiv pentru extractia hidrocarburilor aromatice din concentratul aromatic se foloseste un amestec; de glicoli, denumit PG2Q0 (poliglicol 200), avand masa moleculara medie 200.

Compozitia gravimetrica aproximativa a solventului PG200 (% gr).

Instalatiile mai vechi folosesc drept solvent selectiv dietilenglicolul. Comparativ cu dietilenglicolul, PG200 prezinta avantaje importante:

putere de dizolvare mai mare;

densitate mai mare, ceea ce duc la o separare mai rapida a rafinatului de extract;

tensiune de vapori mai scazuta; astfel separea din extract si rafinat se face mai rapid si pierderea de solvent prin evaporare este mai mica;

mai ieftin (fiind un amestec de glicoli si nu un produs pur, este eliminata din procesul de fabricatie faza de separare).

II. Realizarea industriala a extractiei

2.1 Complexul de reformare catalitica

2.1.1. Schema complexului

Hidrocarburile aromatice usoare pure - benzenul, toluenul, xilenii (orto, meta, para), etilbenzenul - si hidrocarburile aromatice mai grele (Cg+) se obtin intr-un complex de instalatii numit complex de reformare catalitica.

Numele complexului este de Reformare Catalitica deoarece, in aceasta instalatie, hidrocarburile parafinice si naftenice se transforma in hidrocarburi aromatice, se reformeaza, reformarea catalitica constituind inima intregului complex.

In acest complex de instalatii se obtin:

hidrocarburi aromatice pure: benzen, toluen, ortoxilen, etilbenzen;

hidrocarburi aromatice in amestec: metaxilen si paraxilen (care pot fi separate deasemenea in hidrocarburi pure);

fractiuni petroliere:

benzina 'octanica' (folosita drept component pentru obtinerea benzinelor comerciale),

- rafinat - o fractiune de hidrocarburi parafinice (folosita ca materie prima pentru instalatia de piroliza, component pentru obtinerea benzinelor comerciale, sau poate fi retrimisa la instalatia Reformare Catalitica, pentru o noua transformare)

- hidrocarburi aromatice grele 'Cs+' (cu mai mult de opt atomi de carbon in molecula), folosita deasemenea pentru obtinerea benzinelor comerciale.

2.1.2. Descrierea sumara a instalatiei din complex

Reformarea catalitica este unul din principalele procese ale unei rafinarii, fiind principalul furnizor de hidrocarburi aromatice usoare (benzen, tohien, xileni si etilbenzen) pentru petrochimie.

Benzina obtinuta va ajunge de la 15% hidrocarburi aromatice la peste 45% hidrocarburi
aromatice (procentul de hidrocarburi aromatice mai mare se va obtine atunci cand catalizatorul este proaspat).

Este un important furnizor de hidrogen (pentru hidrofinare si alte procese).

Reactiile realizate (care scad ca pondere in ordinea numerotarii) sunt:

reactii de dehidrogenare a cielohexanilor

- reactii de dehidrociclizare

- reactii de izomerizare si dehidroizomerizare

- reactii de hidrocracare

- reactii de formare a cocsului.

Parametrii prin care se favorizeaza aceste reactii sunt: temperatura, presiunea, molar H₂/materie prima, viteza volumara.

Catalizatorii utilizati sunt Pt + Re pe suport de γ-alumina, iar pentru accentuarea functiunii acide se introduce si un halogen (clor).

Instalatia utilizata are un ansamblu de 4 trepte de reactie (cuptor-reactor) ultima treapta utilizand 2 reactoare in paralel. Scopul folosirii acestor trepte de reactie este favorizarea tuturor reactiilor (pentru ca toate sunt importante pentru produsul final) stiindu-se ca unele reactii sunt rapide iar altele lente.

Instalatia actuala a introdus o modificare prin eliminarea celei de a 3-a trepte de reactie pentru a se micsora ponderea reactiei de hidrocracare (care micsoreaza procentul de aromate si hidrogen obtinut) dar pentru a nu se defavoriza si reactiile de dehidrociclizare in cele 2 reactoare a treptei a patra s-a marit inaltimea stratului de catalizator, astfel timpul de stationare in reactor fiind mai mare.

Instalatia Concentrare aromate (CA) este integrata instalatiei Reformare Catalitica (RC) combinatia rezultata denumindu-se Reformare Catalitica si Concentrare Aromate (RCCA).

Instalatia Concentrare aromate (CA) separa concentratul benzenic, toluenic, xilenic si benzina octanica.

Concentratele benzenic, toluenic si xilenic se amesteca intr-un anumit raport pentru functionarea optima a instalatiei de extractie a aromatelor.

Benzina octanica (COR=110) este un important component de amestec pentru obtinerea benzinelor comerciale.

Separarea produselor se realizeaza prin distilare, incalzirea realizandu-se cu un cuptor, iar corectarea initialului concentratului toluenic si xilenic se realizeaza cu ajutorul coloanei de stripare.

Temperatura initiala de distilare a concentratului aromatic depinde de acela al benzinei reformate si da indicatii asupra modului in care a fost condusa distilarea in coloana 1.
Daca temperatura initiala de fierbere este coborata, trec in concentratul aromatic parafinele si izoparafinele care incarca nejustificat extractorul. Daca temperatura finala de fierbere este coborata aceasta indica pierderea unei parti din xileni (in cea mai mare parte orto-xilen, deoarece acesta are temperatura de fierbere cea mai ridicata, 145°C) prin trecerea acestora in benzina octanica, iar temperatura finala de fierbere mai ridicata indica o crestere a procentului de hidrocarburi aromatice grele (C₈+) in concentrat, ceea ce duce la dificultati de separare a acestora in instalatia BTX.

Separarea concentratului aromatic de la reformare catalitica si concentrare aromate (RCCA) se realizeaza printr-un proces de extractie, folosind un amestec de glicoli.

Extractia este procesul prin care un solvent sau un grup de solventi dizolva (extrag) un anumit component sau un grup de componenti dintr-un amestec.

Extractia poate fi:

Solid - lichid (materie prima solida - solvent lichid);

Lichid - lichid (materie prima lichida - solvent lichid).

Un proces de extractie implica trei faze:

- amestecarea intima a materiei prime cu solventul;

- separarea fazelor formate;

- recuperarea solventului din cele doua faze.

Ecuatia unui proces de extractie este urmatoarea:

Materie prima + Solvent -> Extract + Rafinat

Extractul reprezinta partea dizolvata din materia prima de catre solvent + cea mai mare parte din solvent.

Rafinatul reprezinta partea nedizolvata din materia prima + o mica parte din solvent.

Separarea hidrocarburilor aromatice de nearomatice se face prin procedeul extractiei cu amestec de glicoli.

Prin extractie cu solventi selectivi se vor separa doua faze: extractul - partea dizolvata de solvent si rafinatul - partea nedizolvata.

Instalatiile vechi folosesc ca solvent selectiv DEG-ul (dietilenglicolul), instalatiile
moderne folosesc PG200 (polietilenglicoli cu greutate moleculara ≈ 200, componentii utilizati fiind di-, tri-, tetra-, penta-, hexaetilenglicoli si procente mai mici de omologi superiori).

Caracteristicile unui solvent sunt: selectivitatea si puterea de dizolvare, caracteristici
antagoniste, care sunt esentiale pentru desfasurarea: procesului de extractie in bune conditii, ceilalti parametrii ai procesului: temperatura, presiune, raportul solvent/materie prima, ratia de reflux, fiind folositi pentru imbunatatirea acestor caracteristici esentiale.

Instalatia de extractie este o instalatie complexa, formata din coloana de extractie, de distilare, de spalare, decantare, vase de schimb de caldura, rezervoare, pompe etc.

Fazele procesului de extractie: de amestecare a solventului cu materia prima si separarea celor doua faze rezultate, extract si rafinat, se realizeaza in coloana de extractie, recuperarea solventului din extract si rafinat si concentrarea solventului se realizeaza. in restul instalatiei.

Coloana de extractie lucreaza cu gradient de temperatura, iar in baza foloseste reflux de
extract pentru a imbunatati calitatea extractului.

Analizele produsului rezultat indica valori foarte ridicate in hidrocarburi aromatice pentru
extract (99,7% minim), valori necesare deoarece hidrocarburile parafinice usoare impurifica hidrocarburile aromatice pure (in special benzenul) in instalatia de separare a
acestora.

Procentele in hidrocarburi aromatice continute sunt date de proportia de amestecare a
concentratului benzenic, toluenic si xilenic, care alimenteaza instalatia de extractie.

2.2. Instalatia de extractie cu glicoli

2.2.1. Schema instalatiei

2.2.2. Descrierea functionarii

In instalatie (vezi schema de mai sus), fazele procesului de extractie: amestecarea intima a materiei prime cu solvent (in care se realizeaza de fapt extractia propriu-zisa) si separarea extractului de rafinat, se realizeaza in coloana de extractie, in restul instalatiei realizandu-se doar recuperarea solventului din extract si rafinat si concentrarea acestuia.

Materia prima (concentratul aromatic, obtinut de la instalatia CA (concentrare aromate), prin amestecarea in diferite proportii a celor trei concentrate: benzenic, toluenic si xilenic), se preincalzeste pe seama rafinatului si cu o temperatura de aproximativ 125 °C intra in coloana de extractie pe una din cele trei prize laterale. Pe la varful acesteia, cu o temperatura de 145 - 150 ^oC se introduce solventul (PG200 + 6% apa), presiunea fiind de 9 at. ce asigura la aceasta temperatura mentinerea tuturor componentilor in faza lichida (extractie L - L). Solventul dizolva din concentrat hidrocarburile aromatice si se va elimina pe la panta inferioara, constituind extractul, pe la partea superioara eliminandu-se hidrocarburile nearomatice si o mica parte din solvent, acest amestec constituind rafinatul.

In partea inferioara a coloanei de extractie se introduce reflux de extract (cu cca. 5 - 6 % solvent), incalzit la o temperatura de 125 °C (se va realiza astfel si gradientul de temperatura pe coloana de extractie, in varf 145 - 150 °C, in baza 125 °C).

Rafinatul face schimb de caldura cu materia prima, se raceste, intra in vasul decantor 12, partea mai usoara, hidrocarburi nearomatice cu urme de solvent, fiind introdusa in coloana de spalare 3, unde pe la partea superioara se introduce apa de spalare, ce vine de la coloana 2, prin cadere libera. Apa dizolva urmele de solvent si iese pe la partea inferioara, iar hidrocarburile nearomatice ies pe la partea superioara.

Extractul este introdus in compartimentul superior al coloanei de evaporare 4, prin trecerea de la presiunea de 9 at la presiunea 1,82,5 at, componentii cei mai usor volatili hidrocarburi aromatice + apa se vor vaporiza. Produsul trece prin cadere libera in partea inferioara a coloanei de evaporare in care se vor separa de asemenea pe la varf componentii cei mai usor volatili. Acesti componenti se condenseaza, trec in vasul separator cu doma 15, aici separandu-se hidrocarburile aromatice care vor constitui refluxul de extract (extractul este un produs omogen, formand o singura faza, deoarece solventul - PG200 - dizolva atat hidrocarburile aromatice cat si apa).

Deoarece in aceasta coloana se realizeaza evaporarea hidrocarburilor aromatice si a apei din solvent acesta constituind componentul greu volatil de la baza coloanei, cei doi usori, apa si hidrocarburile aromatice, se vor separa prin decantare dupa condensarea lor.

Pe la partea mediana a coloanei se separa in totalitate hidrocarburile aromatice, se condenseaza si se trimit la vasul decantor cu doma 14, care separa hidrocarburile aromatice ce vor fi trimise la coloana de spalare cu apa a extractului 2, care dizolva urmele de solvent din extract obtinand pe la varf extractul (hidrocarburi aromatice pure) care vor fi trimise la instalatia de obtinere a hidrocarburilor aromatice pure (BTX, SX).

La baza coloanei 4 se va obtine solventul care, dupa o preincalzire la 145 150 °C, se introduce la varful coloanei de extractie 1.

Apa, preluata de la vasele decantoare cu doma 14 si 15, este colectata in vasul 16 si reintrodusa in coloana de evaporare 4 pentru striparea solventului (pentru eliminarea din solvent a urmelor de hidrocarburi aromatice, obtinand in baza coloanei solventul stripat (sarac), deci fara hidrocarburi aromatice).

Apele de spalare, obtinute de la coloana de spalare, si o parte din solventul obtinut la baza coloanei de stripare, vor fi trimise la sistemul de regenerare al solventului care se realizeaza prin 2 subsisteme:

Eliminarea apei si a hidrocarburilor din sistem

Apa plus solventul din rezervorul 10 si (sau) din sistemul de spalare, alimenteaza coloana de stripare 5, care, prin aport de caldura pe la baza, elimina apa pe la partea superioara drept component usor volatil. Solventul mai concentrat se va reintroduce in rezervorul 10.

In vasul cu doma 13 se realizeaza un contact intim intre refluxul de extract cu urme de apa si solvent in ea, se realizeaza o extractie suplimentara a produsilor de degradare din solventul injectat. Solventul decantat din doma vasului este trimis la alimentarea coloanei de stripare 6, in care se realizeaza striparea urmelor de apa cu benzina din solvent.

Reextractia cu benzen si spalarea acestuia se realizeaza in coloanele 7 si 8.

Apa cu urme de solvent se introduce pe la varful coloanei 7, pe la baza introducandu-se benzen, care dizolva urmele de solvent si care ies pe la partea, superioara, apa fiind eliminata la canal.

Benzenul cu urme de solvent alimenteaza coloana 8 pe 1a baza, pe la varful acesteia introducandu-se o parte din apele ce alimenteaza si coloana de stripare 5. Solventul continut in benzen este spalat de apa, apele cu solvent fiind colectate de rezervorul 10, pe la varf obtinandu-se benzenul care reincarca rezervorul 11.

III. Produse obtinute. Caracteristici

3.1. Produse obtinute. Caracteristici

Un continut mai mare de parafine in extract produce perturbari in functionarea instalatiei de separare a aromatelor (BTX, SX), iar un procent mai mare de hidrocarburi aromatice in rafinat indica o functionare necorespunzatoare a instalatiei de extractie cu glicoli prin randamentul mic de recuperare a hidrocarburilor aromatice din materia prima.

Compozitia aproximativa a extractului, determinat in % volum de hidrocarburi aromatice

Compozitia extractului in hidrocarburile aromatice este data de proportia de amestecare a extractului benzenic, toluenic si xilenic intre ele, cu care s-a alimentat instalatia de extractie.

3.2 Analize

3.2.1. Refractometria

Determinarea indicelui de refractie cu Refractometrul Abbe

Daca un fascicol de lumina trece dintr-un mediu mai putin dens(aerul), intr-un mediu mai dens(sticla), se refracta, adica isi schimba directia initiala, apropiindu-se de normala care trece prin punctul de incidenti. Notand cu <I unghiul razei incidente si cu <R unghiul razei refractate, indicele de refractie al mediului mai dens in raport cu aerul este: n = sin<I/sin<R.

Cand raza de lumina trece dintr-un mediu mai dens in altul mai putin dens, raza refractata se departeaza de normala si formula este inversa. Indicele de refractie depinde de mai multi factori:

- variaza invers proportional cu lungimea de unda a radiatiei incidente, iar la gaze creste cu presiunea

- variaza sensibil cu temperatura (scade cu cresterea temperaturii) si cu concentratia solutiilor.

Daca marim unghiul de incidenta al razei dintr-un mediu mai dens , creste mereu unghiul de refractie pana ajunge la 90grade, adica tangent la suprafata de separatie.

Marindu-se mai departe unghiul de incidenta, raza se va reflecta fara a mai trece in celalalt

mediu.

Acest unghi limita, numit si unghi critic, cand raza este tangenta la suprafata de separatie,

se numeste unghi de reflexie totala interna, din care se calculeaza indicele de refractie conform formulei :

n = sin r / sin I daca < r = 90grade rezulta : n = 1 / sin I sau

n = 1/ sin a in care a = unghi de reflexie totala interna.

Refractometrul Abbe

Schema de principiu a unui astfel de aparat este redata in fig. urmatoare.

Lichidul de cercetat (2-3 picaturi ) se aseaza sub forma unei pelicule foarte fine (0,1 mm) intre prismele Pi si P₂.

Pentru a impiedica scurgerea si evaporarea rapida a lichidului prisma Pi are suprafata mata ( zgrunturoasa). Aceasta suprafata produce totodata o iluminare uniforma a filmului de substanta de analizat.

Prin rotirea blocului prismelor astfel incat razele luminoase ale sursei S (se poate lucra si cu lumina alba ) reflectate de oglinda O sa patrunda in lichidul de analizat sub valoarea unghiului limita, razele refractate de prisma P2 sunt trimise in luneta de observatie L.

In campul vizual al ocularului lunetei in care sunt fixate doua fire reticulare perpendicular intre ele se va observa un spatiu luminos si altul intunecat net delimitate intre ele.

In aceasta pozitie a prismelor toate razele care patrund in prisma Pi sub un unghi mai mare decat unghiul limita vor suferi reflexie loiala.

Rotirea prismelor se realizeaza prin intermediul bratului B prevazut la capat cu un vernier. Daca sursa de lumina S nu este monocromatica ci lumina alba ( lumina solara ) atunci datorita fenomenului de dispersie, in locul unei linii de separare nete a campului optic se obtine o banda irizata in culorile curcubeului, neclara.

Refractometrul ABBE folosind o singura prisma din sticla cu indice de refractie ridicat da o precizie mica ia citire, este insa foarte practic si comod la manevrat si necesita cantitati mici de probe.

3.2.2. Determinarea densitatii

Generalitati

Densitatea (masa volumica) unui corp este masa unitatii sale de volum determinata in vid si exprimata in g/cm3. Densitatea se masoara la o temperatura definita (toC) care pentru tara noastra a fost stabilita la 20 oC.

Densitatea relativa (masa volumica relativa) este raportul dintre densitatea unui corp la temperatura toC si densitatea unui volum egal de apa distilata la 4oC si presiunea de 760 mmHg, densitatea apei este egala cu unitatea, densitatea relativa este numeric egala cu densitatea, insa spre deosebire de aceasta este un numar adimensional deoarece este un raport de mase.

Densitatea relativa se noteaza d^t_t1 sau in conditiile tarii noastre d²⁰₄.

Valorile numerice obtinute prin calculele din prezentul standard (STAS.35.73) pot fi utilizate atat ca valori ale densitatii cat si ale densitatii relative.

Densitatea relativa este utilizata pentru masurarea cantitatilor de titei si produse petroliere lichide.

Densitatea se determina cu urmatoarele metode:

metoda cu areometrul, pentru toate produsele lichide, cu exceptia eterului de petrol si a gazolinei in cazul receptiilor;

metoda cu balanta Mohr-Westhal, pentru toate produsele lichide cu exceptia eterului de petrol si a gazolinei;

metoda cu picnometrul, pentru toate produsele.

Determinarea densitatii cu areometrul

Metoda consta in scufundarea unui plutitor (areometru) de constructie adecvata in lichidul de analizat

Areometrul are forma din figura.

Mod de lucru

Areometrul bine curatat se scufunda in lichidul de analizat, astfel incat sa nu se atinga peretii. Citirea se efectueaza privind tangent la suprafata lichidului.

Pentru masuratorile de precizie, de exemplu in industria petrolului, exista truse de densimetre cu interval ingust, gradate la a treia zecimala. Pentru industria alimentara se folosesc densimetre speciale, de exemplu: lactometre, alcoolmetre etc.

3.2.3. Extractia benzinelor reformarii catalitice cu glicoli

Procesul de extractie lichid-lichid este foarte raspandit in procesele de prelucrare a titeiului, procesele cele mai utilizate sunt:

extractia hidrocarburilor aromatice din benzine cu amestec de glicoli;

solventarea selectiva a uleiurilor minerale cu furfurol;

dezasfaltarea reziduurilor cu propan.

Lucrarea de laborator consta in separarea hidrocarburilor aromatice din benzinele de la reformarea catalitica (R.C.), prin procesul de extractie lichid-lichid, utilizand ca solvent selectiv dietilen-glicolul (D.E.G.).

Pentru aceasta este necesar sa existe in laborator o diagrama: % de hidrocarburi aromatice (in amestec cu hidrocarburi nearomatice) - indice de refractie.

Se va examina unul din factorii esentiali ai procesului de extractie, ratia de solvent/materie prima. Pentru aceasta se vor lua 4 pahare Erlenmeyer cu dop rodat in care se vor introduce amestecuri de benzina R.C. cu D.E.G. in rapoarte de: 1:0,5; 1:1; 1:2; 1:4.

Paharele se vor agita timp de ½ ore, dupa care se lasa sa se decanteze, se separa stratul de deasupra, si se analizeaza din punct de vedere al indicelui de refractie. Utilizand diagrama indice de refractie/concentratie se determina continutul de hidrocarburi aromatice din fiecare pahar se trag concluziile de rigoare.

IV. Norme de protectia muncii

4.1. Norme de protectia muncii in instalatiile de extractie a

hidrocarburilor aromatice

Instalatia de extractie a aromaticelor din reformat, facand parte din complexul de instalatii RC, in cazul unui incendiu comporta racirea constructiilor metalice din apropierea locurilor incendiate cu perdea de apa pulverizata, iar incendiile la pompe si aparatura AMC vor fi oprite prin folosirea stingatoarelor cu praf si zapada carbonica.

In instalatie se lucreaza in conditii speciale: mediu cu vapori de benzina, vase sub presiune, substante de toxicitate medie (DEG) asa inciti in timpul exploatarii trebuie respectate masurile de protectie a muncii specifice acestora (mentinerea etanseitatii conductelor si a recipientelor, a curateniei in interiorul instalatiei etc).

Lucrarile de reparatie cu foc se fac numai dupa o pregatire speciala a instalatiei prin blindarea tuturor legaturilor ei, aburirea recipientelor, folosirea unui personal experimentat in astfel de lucrari si intocmirea permisului de lucru cu foc.

Produsele instalatiei (extractul aromatic si DEG) avand toxicitate medie, se recomanda sa nu vina in contact cu pielea (se vor folosi, atunci cand este nevoie, ochelari si manusi de cauciuc).

4.2. . Norme de protectia muncii in laboratorul de analize fizico-chimce

La lucrarile de laborator unde se folosesc substante chimice

lucrarile de laborator si aplicatiile practice se efectueaza cu cantitatile de substanta, cu
concentratiile, cu vasele si aparatele indicate in proceduri, in manuale si in instructiunile de
folosire a materialelor respective, dupa ce in prealabil profesorul sau maistrul-instructor a
verificat exactitatea datelor;

efectuarea experientelor este permisa numai dupa verificarea prealabila a aparaturii
respective;

efectuarea experientelor in vase murdare este interzisa; imediat dupa terminarea
experientei, vasele utilizate trebuie sa fie spalate;

vasele de laborator se spala cu amestecuri oxidante sau detergenti si apa distilata fara a se
utiliza nisipul, care provoaca fisuri si la incalzire sticla se va sparge usor,

vasele care contin substante toxice vor purta etichete avertizoare si vor fi pastrate la locuri
sigure, sub cheie. Nu este permisa depozitarea alaturata a vaselor cu substante care produc
reactii violente prin contact; nu este permisa pastrarea substantelor in vase neetichetate;

la identificarea substantelor pentru experiente, se citeste cu atentie eticheta; daca exista cea
mai mica indoiala asupra continutului unui vas, acesta se va trimite laboratorului de analize
chimice, pentru identificare;

trebuie sa existe la indemana un set de Fi§e tehnice de securitate (OUG 200/2000) pentru
toate substantele si preparatele chimice periculoase folosite astfel meat proprietatile fizico-
chimice si toxicologice, efectele asupra sanatatii, masurile de protectie necesare la
manipularea lor si procedurile in caz de urgenta sa fie cunoscute;

elevilor le este interzis sa guste sau sa miroasa substantele, sa se aplece asupra vaselor fara
avizul profesorului de specialitate, deoarece actiunea multor substante este puternic toxica,
chiar daca aceasta nu se manifesta imediat;

toate substantele chimice se pastreaza in dulapuri incuiate; nu este permisa instrainarea
substantelor din laborator;

purtarea ochelarilor de protectie este obligatorie la toate experientele cu substante chimice
agresive.

eprubeta in care se incalzeste un lichid se tine inclinata (nu spre cel care lucreaza, sau spre
vecin); de asemenea, eprubeta nu trebuie incalzita numai la partea de jos, ci pe toata
lungimea ocupata de substanta; sustinerea eprubetei se va face cu un suport special
construit, nu improvizat;

ramasitele substantelor periculoase (metale alcaline, fosfor, baze, substante caustice) nu
trebuie aruncate la intamplare, ci separat in vase destinate acestui scop, pentru a fi apoi cat
mai repede neutralizate (facute inofensive prin metode corespunzatoare);

in cazul efectuarii unor experiente cu aparate in care se pot initia substante gazoase, se va
face, In prealabil, verificarea tuburilor de legatura (etanseitate, indoire sau lipire), pentru a
nu se produce vreo scapare de gaze din cauza unor suprapresiuni.

La manuirea substantelor chimice

experientele in care se produc substante gazoase sau vapori trebuie facute sub nisa;

faramitarea alcaliilor, a calcei sodate, a iodului, a sarurilor acidului cromic, ca §i a altor
substante care dau o pulbere toxica, se va face de asemenea, sub nisa. Totodata, dupa caz,
este obligatorie §i folosirea ochelarilor de protectie.

La experientele care pot provoca explozii, stropiri sau imprastieri violente de substante:

in cazul experientelor cu vase in care se pot dezvolta presiuni periculoase, trebuie luate
masuri de protectie speciale contra imprastierii cioburilor in caz de spargere, prin
ingradirea cu plase metalice sau cu paravane de sticla armata,

la pregatirea amestecurilor oxidante se faramiteaza oxidantii in stare pura, frecandu-se cu precautie doze mici Intr-un mojar absolut curat; amestecarea oxidantilor cu alte substante faramitate nu se face niciodata prin frecare in mojar, ci prin agitare intr-un balon sau prin amestecare cu o spatula sau o lingurita de os pe o foaie de hartie velina crestata;

la experientele executate in vid (distilare) se vor folosi ochelari de protectie; de asemenea,
se vor utiliza numai baloane mici cu fund rotund, din sticla rezistenta la flacara;

buteliile (baloanele, tuburile, recipientele) cu gaze lichefiate sau comprimate trebuie ferite de surse de incalzire; in laborator nu este permis sa se afle mai mult de o butelie incarcata cu acelasi gaz, buteliile trebuie ferite de caderi si lovituri; robinetele buteliilor de oxigen vor fi pastrate curate (nu vor fi unse cu grasimi) iar in timpul transportului si depozitarii, buteliile vor fi prevazute cu capac de protectie; este obligatorie dotarea buteliilor cu manometre, prevazute cu plomba de verificare metrologica si avand marcata cu culoare rosie diviziunea de pe scala care indica presiunea maxima de folosire a buteliei; consumarea gazelor lichefiate sau comprimate se va face exclusiv prin reductoare de presiune; robinetele trebuie deschise si inchise incet, fara a fi bruscate, chiar daca ele functioneaza greu.

La folosirea sticlariei de laborator:

introducerea unui dop de pluta sau de cauciuc intr-un tub de sticla se face tinandu-se tubul
cu mana cat mai aproape de capatul de introdus (mana infasurata intr-o batista si fara a se
forja tubul);

atunci cand se introduce un dop intr-un vas cu pereti subtiri, vasul nu se tine pe masa, ci de
gat si cat mai aproape de locul de introducere a dopului;

incalzirea substantelor in vase de laborator cu pereti subtiri se face pe o sita sub agitare
continua;

baloanele, paharele si celelalte vase in care se afla lichid fierbinte nu se pun direct pe masa,
ci pe o placa din material termoizolant;

paharele mari cu lichid se ridica numai cu ambele maini si se tin in asa fel, ca marginile
rasfrante ale paharului sa se sprijine pe degetele mari si pe degetele aratatoare;

prinderea in stative a baloanelor de distilare, a biuretelor si a refrigerentelor se efectueaza
cu ajutorul clemelor prevazute cu aparatori de pluta sau cauciuc.

La depozitarea substantelor chimice:

depozitarea se face intr-o incapere separata si nu in laborator, depozitul trebuie semnalizat
cu semne grafice de avertizare;

magazia trebuie sa fie bine ventilata;

depozitul trebuie sa fie dotat cu mijloace adecvate si suficiente de stingere a incendiilor;

substantele produsele chimice periculoase trebuie sa fie etichetate si ambalate in recipiente
corespunzatoare;

la depozitare se va tine cont de incompatibilitatile la depozitare (Anexa 3 a NSSM 36);

toate chimicalele imprastiate accidental trebuie sa fie curatate imediat, trebuie sa existe la
indemana mijloace de neutralizare, curatare si EIP adecvat;

instructiunile de securitate si sanatate in munca trebuie sa fie afisate in loc vizibil pentru a avertiza personalul didactic si elevii cu privire la masurile de securitate necesare.

La manuirea recipientelor cu acizi concentrati sau amoniac:

vasele mari trebuie tinute in ambalaje integre, etanse si din materiale rezistente la continut;

turnarea lichidelor se face numai prin palnie;

acidul clorhidric concentrat, acidul azotic, solutiile concentrate amoniac etc. trebuie turnate
sub nisa;

la diluarea acidului sulfuric concentrat, se toarna incet acidul, apoi apa;

daca intr-un laborator sau intr-o sala de clasa se produce, dintr-o cauza oarecare, o cantitate
de substante gazoase sau de vapori toxici (ex. spargerea unui vas cu brom, a unei butelii de
acid azotic concentrat sau defectarea robinetului la un balon cu clor etc.), concomitent cu
evacuarea celor prezenti din incapere (fara panica), se deschid ferestrele pentru aerisirea
completa a incaperii, se inchid usile pentru a preveni imprastierea gazelor si se intrerup
eventualele surse de caldura;

la inceputul si sfarsitul oricarei experiente, mainile se spala cu apa si sapun.

La folosirea gazelor si a vaporilor inflamabili:

hidrogenul (ca si gazele sau vaporii inflamabili) nu se aprinde direct la aparatul care il
produce;

mai intai se umple o eprubeta cu gaz si numai daca acesta este pur si se aprinde linistit, fara
explozie, se aseaza eprubeta la robinetul de iesire din aparat pentru aprinderea gazului produs;

reteaua de gaze combustibile a laboratorului trebuie sa aiba un robinet central, care sa
permita oprirea simultana a alimentarii cu gaze a tuturor salilor, iar locul robinetului va fi
cunoscut de toti cei care lucreaza in laborator;

verificarea si repararea conductelor, robinetelor si becurilor de gaz trebuie sa fie facuta cel
putin o data pe luna, de personal calificat.

La manevrarea aparatelor de incalzire (sursele de caldura)

la plecarea din laborator, chiar si pentru scurt timp, este interzis sa se lase aprinse becuri de
gaz, lampi cu spirt sau alte aparate de incalzire;

in cazul in care se descopera pierderi de gaze combustibile (cu miros specific) sau vapori
de benzina, se procedeaza astfel:

o se sting toate becurile de gaz de la ventilul principal precum si celelalte surse de incalzire;

o concomitent cu evacuarea persoanelor din camera, se deschid ferestrele sau gurile de

ventilatie si apoi se inchid usile, se aeriseste incaperea pana la disparitia completa a

mirosului de gaz;

o nu se aprinde si nici nu se stinge lumina electrica;

o se cauta sursele de scurgere a gazului sau vaporilor (garnituri defecte, robinete

deschise, tuburi de cauciuc sau conducte perforate etc.) si se iau masurile necesare

pentru indepartarea defectelor;

o la intrebuintarea becurilor de gaz se urmareste ca aprinderea sa se faca treptat si flacara sa nu patrunda in interiorul becului; daca flacara totusi patrunde, se inchide robinetul, se lasa becul sa se raceasca complet si numai dupa aceea se aprinde din nou, micsorand in prealabil curentul de aer.

Pericolele care apar in instalatiile de hidrofinare sunt:

- pericolul de explozie si viciere a atmosferei datorita gazelor si benzinei prelucrate;

- pericolul de explozie datorita H₂ care se manipuleaza la presiuni si temperaturi inalte;

- pericolul de toxicitate datorita hidrocarburilor si H₂S;

- pericolul de intoxicare datorita gazului inert prezent in spatii inchise;

- operarea vaselor sub presiune;

- manevrari de robinete, aparate AMC etc. amplasate la inaltime.

Bibliografie

Tehnologia prelucrarii titeiului si a petrochimiei, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti -1978, ing. Gh. Vidrascu

Tehnologia prelucrarii titeiului, Editura Mobil Industrial, Ag. Pitesti 1999, Prof. Ing. Viorel Popescu

Prelucrarea titeiului, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti -1971, E. Jurca

Indrumatorul laboratorului petrolier, Editura Tehnica, Bucuresti -1970, Nicolae Ioanesi, Mihai Conrad

Manualul laborantului chimist, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti -1969, Colectiv