Rafineria ropy - Oil refinery

Rafineria Anacortes ( Marathon ), na północnym krańcu March Point na południowy wschód od Anacortes, Waszyngton , Stany Zjednoczone

Rafinerii lub rafinerii ropy naftowej jest procesem przemysłowym roślin , gdzie ropa naftowa przekształca i rafinowany w produkty użyteczne, takie jak ciężka benzyna z ropy naftowej , benzyna , olej napędowy , podstawy asfalt , olej opałowy , naftę , skroplony gaz z ropy naftowej , paliwa do silników odrzutowych i oleje opałowe . Surowiec petrochemiczny, taki jak etylen i propylen, można również wytwarzać bezpośrednio przez kraking ropy naftowej bez konieczności stosowania produktów rafinowanych ropy naftowej, takich jak benzyna ciężka. Ropy surowiec jest zwykle przetwarzane przez zakład produkcji ropy naftowej . Zwykle w rafinerii lub w jej pobliżu znajduje się magazyn ropy naftowej do przechowywania przychodzącego surowca naftowego, a także produktów płynnych w masie. Według Oil and Gas Journal na dzień 31 grudnia 2014 r. na świecie działało łącznie 636 rafinerii o łącznej dziennej przepustowości 87,75 mln baryłek (13 951 000 m 3 ).

Rafinerie ropy naftowej są zazwyczaj dużymi, rozległymi kompleksami przemysłowymi z rozległymi rurociągami , które przenoszą strumienie płynów między dużymi jednostkami przetwarzania chemicznego , takimi jak kolumny destylacyjne . Pod wieloma względami rafinerie ropy naftowej wykorzystują większość technologii i można je traktować jako rodzaje zakładów chemicznych . Rafineria Jamnagar jest największą rafinerią ropy naftowej, od 25 grudnia 2008 r., o mocy przerobowej 1,24 mln baryłek (197 000 m 3 ). W Gujarat w Indiach jest własnością Reliance Industries . Niektóre nowoczesne rafinerie ropy naftowej przetwarzają nawet 800 000 do 900 000 baryłek (12 000 do 143 000 metrów sześciennych) ropy naftowej dziennie.

Rafineria ropy naftowej jest uważana za istotną część dolnej części przemysłu naftowego .

Historia

Chińczycy byli jedną z pierwszych cywilizacji, które rafinowały ropę. Już w pierwszym wieku Chińczycy rafinowali ropę naftową do wykorzystania jako źródło energii. W latach 512-518, pod koniec Północnej Dynastii Wei , chiński geograf, pisarz i polityk Li Daoyuan przedstawił proces rafinacji oleju w różnych smarach w swoim słynnym dziele „ Komentarz do klasycznej wody” .

Ropa naftowa była często destylowana przez arabskich chemików , z jasnymi opisami podanymi w arabskich podręcznikach, takich jak te autorstwa Muhammada ibn Zakariya Raziego ( ok.  865-925 ). Ulice Bagdadu były wybrukowane smołą pochodzącą z ropy naftowej, która stała się dostępna z naturalnych pól w regionie. W IX wieku eksploatowano pola naftowe na obszarze wokół współczesnego Baku w Azerbejdżanie . Pola te zostały opisane przez arabskiego geografa Abu al-Hasana 'Alī al-Mas'ūdī w X wieku oraz przez Marco Polo w XIII wieku, który opisał wydobycie tych studni jako setki ładunków statków. Chemicy arabscy ​​i perscy destylowali również ropę naftową w celu wytworzenia łatwopalnych produktów do celów wojskowych. Dzięki islamskiej Hiszpanii destylacja stała się dostępna w Europie Zachodniej w XII wieku.

W północnej dynastii Song (960–1127) w mieście Kaifeng założono warsztat o nazwie „Zacięta Warsztat Naftowy”, którego celem było wytwarzanie rafinowanego oleju dla wojska Song jako broni. Żołnierze następnie napełniali żelazne puszki rafinowanym olejem i rzucali je w kierunku oddziałów wroga, wywołując pożar – faktycznie pierwszą na świecie „ bombę zapalającą ”. Warsztat był jedną z pierwszych na świecie fabryk rafinacji ropy naftowej, w której tysiące ludzi pracowało przy produkcji chińskiej broni naftowej.

Przed XIX wiekiem ropa naftowa była znana i wykorzystywana na różne sposoby w Babilonie , Egipcie , Chinach , Filipinach , Rzymie i Azerbejdżanie . Uważa się jednak, że współczesna historia przemysłu naftowego rozpoczęła się w 1846 roku, kiedy Abraham Gessner z Nowej Szkocji w Kanadzie opracował proces produkcji nafty z węgla. Wkrótce potem, w 1854 roku Ignacy Łukasiewicz rozpoczął produkcję nafty z ręcznie wykopanych szybów naftowych w pobliżu miejscowości Krosno , Polska .

Pierwszy na świecie Systematyczne rafineria ropy naftowej został zbudowany w Ploeszti , Rumunia w 1856 roku za pomocą obfitego oleju dostępnego w Rumunii.

W Ameryce Północnej pierwszy szyb naftowy został wywiercony w 1858 r. przez Jamesa Millera Williamsa w Oil Springs , Ontario , Kanada . W Stanach Zjednoczonych przemysł naftowy rozpoczął się w 1859 roku, kiedy Edwin Drake znalazł ropę w pobliżu Titusville w Pensylwanii . Przemysł rozwijał się powoli w XIX wieku, produkując głównie naftę do lamp naftowych. Na początku XX wieku wprowadzenie silnika spalinowego i jego zastosowanie w samochodach stworzyło rynek benzyny, która była impulsem do dość szybkiego rozwoju przemysłu naftowego. Wczesne znaleziska ropy naftowej, takie jak te w Ontario i Pensylwanii, zostały wkrótce prześcignięte przez wielkie „boomy” naftowe w Oklahomie , Teksasie i Kalifornii .

Samuel Kier założył pierwszą amerykańską rafinerię ropy naftowej w Pittsburghu przy Siódmej Alei w pobliżu Grant Street w 1853 roku. Polski aptekarz i wynalazca Ignacy Łukasiewicz założył w 1854 roku rafinerię ropy naftowej w Jaśle , wówczas części Austro-Węgier (obecnie w Polsce ). duża rafineria otwarta w Ploeszti , Rumunia , w latach 1856-1857. Po przejęciu przez nazistowskie Niemcy rafinerie w Ploeszti zostały zbombardowane podczas operacji Fala pływowa przez aliantów podczas kampanii naftowej podczas II wojny światowej . Innym bliskim pretendentem do tytułu goszczenia najstarszej na świecie rafinerii ropy naftowej jest Salzbergen w Dolnej Saksonii w Niemczech . Rafineria Salzbergen została otwarta w 1860 roku.

W pewnym momencie rafineria w Ras Tanura w Arabii Saudyjskiej należąca do Saudi Aramco została uznana za największą rafinerię ropy naftowej na świecie. Przez większą część XX wieku największą rafinerią była Rafineria Abadan w Iranie . Ta rafineria doznała rozległych zniszczeń podczas wojny iracko-irańskiej . Od 25 grudnia 2008 roku największym na świecie kompleksem rafineryjnym jest Jamnagar Refinery Complex, składający się z dwóch rafinerii prowadzonych obok siebie przez Reliance Industries Limited w Jamnagar w Indiach o łącznej zdolności produkcyjnej 1 240 000 baryłek dziennie (197 000 m 3 /d). PDVSA jest PARAGUANA rafineryjny Kompleks w PARAGUANA Peninsula , Venezuela o pojemności 940.000 baryłek / dzień (149,000 m 3 / d) i SK energii jest Ulsan w Korei Południowej z 840,000 baryłek / dzień (134,000 m 3 / d) są drugim i odpowiednio trzecią co do wielkości.

Przed II wojną światową na początku lat 40. większość rafinerii ropy naftowej w Stanach Zjednoczonych składała się po prostu z jednostek destylacji ropy naftowej (często określanych jako jednostki destylacji atmosferycznej ropy naftowej). Niektóre rafinerie posiadały również instalacje do destylacji próżniowej , jak również instalacje do krakingu termicznego , takie jak visbreakers (łamacze lepkości, jednostki do obniżania lepkości oleju). Wszystkie inne omówione poniżej procesy uszlachetniania powstały w czasie wojny lub w ciągu kilku lat po wojnie. Stały się one dostępne na rynku w ciągu 5 do 10 lat po zakończeniu wojny, a światowy przemysł naftowy doświadczył bardzo szybkiego wzrostu. Siłą napędową tego rozwoju technologii oraz liczby i wielkości rafinerii na całym świecie był rosnący popyt na benzynę samochodową i paliwo lotnicze.

W Stanach Zjednoczonych, z różnych złożonych przyczyn ekonomicznych i politycznych, budowa nowych rafinerii została praktycznie zatrzymana około lat 80. XX wieku. Jednak wiele istniejących rafinerii w Stanach Zjednoczonych zmodernizowało wiele swoich jednostek i/lub wybudowało instalacje dodatkowe w celu: zwiększenia zdolności przerobowych ropy naftowej, zwiększenia liczby oktanowej produktu benzyny, obniżenia zawartości siarki w ich olej napędowy i paliwa do ogrzewania domów, aby były zgodne z przepisami dotyczącymi ochrony środowiska i spełniały wymagania dotyczące zanieczyszczenia powietrza i wody.

Rafineria ExxonMobil w Baton Rouge w Luizjanie (czwarta co do wielkości w Stanach Zjednoczonych )

Wielkość rynku rafineryjnego w 2017 r. została wyceniona na ponad 6 bilionów USD w 2017 r., a do 2024 r. zużycie przekroczy 100 mln baryłek dziennie (MBPD). i transformacji gospodarczej. Zmieniająca się demografia, rosnąca populacja i poprawa standardów życia w krajach rozwijających się to tylko niektóre z czynników pozytywnie wpływających na krajobraz branży.

Rafinacja ropy naftowej w Stanach Zjednoczonych

Rafineria, kompleks przemysłowy Bayport, hrabstwo Harris, Teksas

W XIX wieku rafinerie w USA przetwarzały ropę głównie w celu odzyskania nafty . Nie było rynku na bardziej lotną frakcję, w tym benzynę, która była uważana za odpad i często była wrzucana bezpośrednio do najbliższej rzeki. Wynalezienie samochodu przeniosło popyt na benzynę i olej napędowy, które do dziś pozostają podstawowymi produktami rafinowanymi.

Obecnie ustawodawstwo krajowe i stanowe wymaga, aby rafinerie spełniały rygorystyczne normy czystości powietrza i wody. W rzeczywistości firmy naftowe w USA postrzegają uzyskanie pozwolenia na budowę nowoczesnej rafinerii jako tak trudne i kosztowne, że nie zbudowano żadnych nowych rafinerii (choć wiele z nich zostało rozbudowanych) w USA od 1976 do 2014 roku, kiedy to mała rafineria Dakota Prairie w USA Rozpoczęła działalność Dakota Północna. Ponad połowa rafinerii, które istniały w 1981 roku, jest obecnie zamknięta z powodu niskiego stopnia wykorzystania i przyspieszających fuzji. W wyniku tych zamknięć łączne moce produkcyjne rafinerii w USA spadły w latach 1981-1995, choć w tym okresie zdolność operacyjna utrzymywała się na stałym poziomie około 15 000 000 baryłek dziennie (2 400 000 m 3 /d). Zwiększenie wielkości obiektu i poprawa wydajności zrekompensowały znaczną część utraconej fizycznej zdolności przemysłu. W 1982 r. (najwcześniejsze dane) Stany Zjednoczone eksploatowały 301 rafinerii o łącznej wydajności 17,9 mln baryłek (2 850 000 m 3 ) ropy naftowej każdego dnia kalendarzowego. W 2010 roku w USA działało 149 rafinerii o łącznej wydajności 17,6 mln baryłek (2 800 000 m 3 ) na dzień kalendarzowy. Do 2014 roku liczba rafinerii zmniejszyła się do 140, ale łączna wydajność wzrosła do 18,02 mln baryłek (2.865.000 m 3 ) na dzień kalendarzowy. Rzeczywiście, w celu zmniejszenia kosztów operacyjnych i amortyzacji, rafinacja prowadzona jest w mniejszej liczbie zakładów, ale o większej wydajności.

W latach 2009-2010, kiedy strumienie przychodów w biznesie naftowym wyschły, a rentowność rafinerii spadła z powodu mniejszego popytu na produkt i wysokich rezerw podaży poprzedzających recesję gospodarczą , firmy naftowe zaczęły zamykać lub sprzedawać mniej rentowne rafinerie.

Operacja

Rafineria Neste Oil w Porvoo , Finlandia

Surowa lub nieprzetworzona ropa naftowa nie jest generalnie przydatna w zastosowaniach przemysłowych, chociaż „lekka, słodka” (o niskiej lepkości, o niskiej zawartości siarki ) ropa była używana bezpośrednio jako paliwo do palników do wytwarzania pary do napędu statków morskich. Jednak lżejsze elementy tworzą opary wybuchowe w zbiornikach paliwa i dlatego są niebezpieczne, zwłaszcza na okrętach wojennych . Zamiast tego setki różnych cząsteczek węglowodorów w ropie naftowej są rozdzielane w rafinerii na składniki, które mogą być wykorzystane jako paliwa , smary i surowce w procesach petrochemicznych , w których powstają takie produkty jak tworzywa sztuczne , detergenty , rozpuszczalniki , elastomery i włókna, takie jak nylon i poliestry .

Paliwa kopalne ropy naftowej są spalane w silnikach spalinowych, aby zapewnić moc statkom , samochodom , silnikom lotniczym , kosiarkom , motocyklom terenowym i innym maszynom. Różne temperatury wrzenia pozwalają na oddzielenie węglowodorów przez destylację . Ponieważ istnieje duże zapotrzebowanie na lżejsze produkty płynne do stosowania w silnikach spalinowych, nowoczesna rafineria będzie przetwarzać ciężkie węglowodory i lżejsze pierwiastki gazowe w te produkty o wyższej wartości.

Rafineria ropy naftowej w Hajfie w Izraelu jest w stanie przerobić około 9 milionów ton (66 milionów baryłek) ropy naftowej rocznie. Jego dwie chłodnie kominowe są charakterystycznymi elementami panoramy miasta.

Olej może być używany na wiele sposobów, ponieważ zawiera węglowodory o różnej masie cząsteczkowej , postaci i długości, takie jak parafiny , aromaty , nafteny (lub cykloalkany ), alkeny , dieny i alkiny . Podczas gdy cząsteczki ropy naftowej zawierają różne atomy, takie jak siarka i azot, węglowodory są najczęstszą formą cząsteczek, które są cząsteczkami o różnej długości i złożoności, zbudowanymi z atomów wodoru i węgla oraz niewielkiej liczby atomów tlenu. Różnice w budowie tych cząsteczek powodują ich różne właściwości fizyczne i chemiczne i to właśnie ta różnorodność sprawia, że ​​ropa naftowa jest użyteczna w wielu różnych zastosowaniach.

Po oddzieleniu i oczyszczeniu wszelkich zanieczyszczeń i zanieczyszczeń paliwo lub smar można sprzedać bez dalszego przetwarzania. Mniejsze cząsteczki, takie jak izobutan i propylen lub butyleny, mogą być rekombinowane w celu spełnienia określonych wymagań oktanowych w procesach takich jak alkilacja lub częściej dimeryzacja . Gatunek oktanowy benzyny można również poprawić przez reforming katalityczny , który polega na usuwaniu wodoru z węglowodorów, w wyniku czego powstają związki o wyższej liczbie oktanowej, takie jak związki aromatyczne . Produkty pośrednie, takie jak oleje napędowe, można nawet ponownie przetworzyć, aby rozbić ciężki, długołańcuchowy olej na lżejszy krótkołańcuchowy, za pomocą różnych form krakingu, takich jak kraking katalityczny fluidalny , kraking termiczny i hydrokraking . Ostatnim etapem produkcji benzyny jest mieszanie paliw o różnej liczbie oktanowej, prężności pary i innych właściwościach w celu spełnienia specyfikacji produktu. Inny sposób ponownego przetwarzania i ulepszania tych produktów pośrednich (olejów resztkowych) wykorzystuje proces odgazowania w celu oddzielenia użytecznego oleju od odpadowego materiału asfaltenowego.

Rafinerie ropy naftowej to zakłady na dużą skalę, przetwarzające około stu tysięcy do kilkuset tysięcy baryłek ropy naftowej dziennie. Ze względu na wysoką wydajność wiele jednostek pracuje w sposób ciągły , w przeciwieństwie do przetwarzania partiami , w stanie ustalonym lub prawie ustalonym przez miesiące lub lata. Wysoka wydajność sprawia również, że bardzo pożądana jest optymalizacja procesu i zaawansowana kontrola procesu .

Główne produkty

Ropa naftowa jest rozdzielana na frakcje metodą destylacji frakcyjnej . Frakcje na górze kolumny frakcjonującej mają niższe temperatury wrzenia niż frakcje na dole. Ciężkie frakcje dolne są często popękane w lżejsze, bardziej użytecznych produktów. Wszystkie frakcje są dalej przetwarzane w innych instalacjach rafineryjnych.
Zestawienie produktów wytworzonych z typowej baryłki amerykańskiej ropy.

Produkty naftowe to materiały pochodzące z ropy naftowej ( ropy naftowej ), która jest przetwarzana w rafineriach ropy naftowej . Większość ropy naftowej jest przetwarzana na produkty ropopochodne, które obejmują kilka klas paliw.

Rafinerie ropy naftowej produkują również różne produkty pośrednie, takie jak wodór , lekkie węglowodory, reformat i benzyna do pirolizy . Zazwyczaj nie są one transportowane, ale są mieszane lub przetwarzane dalej na miejscu. Zakłady chemiczne często sąsiadują więc z rafineriami ropy naftowej lub są z nimi zintegrowane liczne dalsze procesy chemiczne. Na przykład lekkie węglowodory poddaje się krakingowi parowemu w instalacji etylenu , a otrzymany etylen jest polimeryzowany w celu wytworzenia polietylenu .

Ponieważ względy techniczne i ochrona środowiska wymagają bardzo niskiej zawartości siarki we wszystkich produktach, z wyjątkiem najcięższych, jest ona przekształcana w siarkowodór poprzez katalityczne hydroodsiarczanie i usuwana ze strumienia produktu poprzez obróbkę gazową aminą . W procesie Clausa siarkowodór jest następnie przekształcany w siarkę elementarną, która jest sprzedawana do przemysłu chemicznego. Dość duża energia cieplna uwolniona w tym procesie jest bezpośrednio wykorzystywana w pozostałych częściach rafinerii. Często w cały proces rafineryjny włączana jest elektrownia, aby odebrać nadmiar ciepła.

W zależności od składu ropy naftowej oraz w zależności od potrzeb rynku, rafinerie mogą wytwarzać różne udziały produktów naftowych. Największa część produktów naftowych wykorzystywana jest jako „nośniki energii”, czyli różne gatunki oleju opałowego i benzyny . Paliwa te obejmują lub mogą być mieszane w celu uzyskania benzyny, paliwa do silników odrzutowych , oleju napędowego , oleju opałowego i cięższych olejów opałowych. Cięższe (mniej lotne ) frakcje mogą być również wykorzystywane do produkcji asfaltu , smoły , parafiny , smarów i innych ciężkich olejów. Rafinerie produkują również inne chemikalia , z których część jest wykorzystywana w procesach chemicznych do produkcji tworzyw sztucznych i innych użytecznych materiałów. Ponieważ ropa naftowa często zawiera kilka procent cząsteczek zawierających siarkę , siarka elementarna jest również często wytwarzana jako produkt naftowy. Węgiel w postaci koksu naftowego oraz wodór mogą być również produkowane jako produkty ropopochodne. Wytworzony wodór jest często wykorzystywany jako produkt pośredni w innych procesach rafinacji ropy naftowej, takich jak hydrokraking i hydroodsiarczanie .

Produkty naftowe są zwykle podzielone na cztery kategorie: lekkie destylaty (LPG, benzyna, benzyna), średnie destylaty (nafta, paliwo lotnicze, olej napędowy), ciężkie destylaty oraz pozostałości (ciężki olej opałowy, oleje smarowe, wosk, asfalt). Wymagają one mieszania różnych surowców, mieszania odpowiednich dodatków, zapewnienia krótkoterminowego przechowywania i przygotowania do załadunku masowego na ciężarówki, barki, statki towarowe i wagony kolejowe. Ta klasyfikacja opiera się na sposobie destylacji i rozdzielania ropy naftowej na frakcje.

Ponad 6000 produktów wytwarzanych jest z produktów ubocznych odpadów ropopochodnych, w tym nawozy , wykładziny podłogowe , perfumy , środki owadobójcze , wazelina , mydło , kapsułki witaminowe . Zobacz link do częściowej listy 144 produktów ubocznych wymienionych przez Ranken Energy.

Procesy chemiczne zachodzące w rafinerii

  • Instalacja odsalania wypłukuje sól z ropy naftowej przed jej wprowadzeniem do instalacji destylacji atmosferycznej.
  • Jednostka destylacji ropy naftowej destyluje przychodzącą ropę na różne frakcje w celu dalszego przerobu w innych jednostkach. Zobacz ciągłą destylację .
  • Destylacja próżniowa dalej destyluje pozostały olej z dna jednostki do destylacji ropy naftowej. Destylację próżniową prowadzi się pod ciśnieniem znacznie niższym od ciśnienia atmosferycznego.
  • Benzyna z wodorem urządzenie wykorzystuje wodór do odsiarczania benzyny z destylacji atmosferycznej. Benzyna musi zostać odsiarczona przed wysłaniem jej do jednostki reformera katalitycznego.
  • Reformator katalityczny przekształca odsiarczone cząsteczki benzyny ciężkiej w cząsteczki o wyższej liczbie oktanów, aby wytworzyć reformat (produkt reformera). Reformat charakteryzuje się wyższą zawartością aromatów i węglowodorów cyklicznych, które są składnikiem benzyny lub benzyny końcowej. Ważnym produktem ubocznym reformera jest wodór uwalniany podczas reakcji katalizatora. Wodór jest stosowany w hydrorafinatorach lub hydrokrakerze.
  • Urządzenie do hydrorafinacji destylatów odsiarcza destylaty (takie jak olej napędowy) po destylacji atmosferycznej. Wykorzystuje wodór do odsiarczania frakcji benzyny ciężkiej z destylacji ropy naftowej lub innych jednostek w rafinerii.
  • Fluidalny kraking katalityczny (FCC) ulepsza cięższe, wyżej wrzące frakcje z destylacji ropy naftowej, przekształcając je w lżejsze i mniej wrzące, bardziej wartościowe produkty.
  • Hydrocracker wykorzystuje wodór do ulepszania ciężkich olejów resztkowych z jednostki destylacji próżniowej poprzez kraking termiczny na lżejsze, bardziej wartościowe produkty o obniżonej lepkości.
  • Merox odsiarcza LPG, naftę lub paliwo do silników odrzutowych poprzez utlenianie merkaptanów do organicznych dwusiarczków .
  • Znane są alternatywne procesy usuwania merkaptanów, np. proces słodzenia przez lekarza i mycie kaustyczne.
  • Jednostki koksownicze ( opóźnione koksowanie , fluidalne koksowanie i flexicoker) przetwarzają bardzo ciężkie oleje resztkowe na benzynę i olej napędowy, pozostawiając koks naftowy jako produkt resztkowy.
  • Jednostka alkilacji wykorzystuje kwas siarkowy lub kwas fluorowodorowy do produkcji wysokooktanowych komponentów do mieszania benzyny. Jednostka „alkiowa” przetwarza lekki końcowy izobutan i butyleny z procesu FCC w alkilat , bardzo wysokooktanowy składnik benzyny lub benzyny produktu końcowego.
  • Jednostka dimeryzacji przekształca olefiny w wysokooktanowe składniki mieszanek benzynowych. Na przykład, buteny mogą być dimeryzowane do izooktenu, który można następnie uwodornić z wytworzeniem izooktanu . Istnieją również inne zastosowania dimeryzacji. Benzyna produkowana w procesie dimeryzacji jest wysoce nienasycona i bardzo reaktywna. Ma tendencję do spontanicznego tworzenia dziąseł. Z tego powodu odciek z dimeryzacji musi być natychmiast dodany do gotowej puli benzyny lub uwodorniony.
  • Izomeryzacja przekształca molekuły liniowe, takie jak normalny pentan w rozgałęzione molekuły o wyższej liczbie oktanów w celu zmieszania z benzyną lub wsadem do jednostek alkilujących. Stosowany również do przekształcania liniowego normalnego butanu w izobutan do zastosowania w jednostce alkilowania.
  • Reforming parowy przekształca gaz ziemny w wodór do hydrorafinacji i/lub hydrokrakingu.
  • Zbiorniki do przechowywania skroplonego gazu przechowują propan i podobne paliwa gazowe pod ciśnieniem wystarczającym do utrzymania ich w postaci płynnej. Są to zwykle naczynia kuliste lub „pociski” (tj. naczynia poziome o zaokrąglonych końcach).
  • Obróbka gazów aminowych , jednostka Clausa i obróbka gazów odlotowych przekształcają siarkowodór z hydroodsiarczania w siarkę elementarną. Zdecydowana większość z 64 000 000 ton siarki wyprodukowanej na całym świecie w 2005 roku stanowiła siarka będąca produktem ubocznym z zakładów rafinacji ropy naftowej i przetwarzania gazu ziemnego .
  • Odpędzanie kwaśnej wody wykorzystuje parę do usuwania gazowego siarkowodoru z różnych strumieni ścieków w celu późniejszego przekształcenia w siarkę będącą produktem końcowym w jednostce Clausa.
  • W wieżach chłodniczych krąży woda chłodząca, kotłownie wytwarzają parę do wytwornic pary , a systemy powietrza oprzyrządowania obejmują pneumatyczne zawory sterujące i podstację elektryczną .
  • Systemy zbierania i oczyszczania ścieków składają się z separatorów API , jednostek flotacji rozpuszczonym powietrzem (DAF) i dalszych jednostek uzdatniania, takich jak biouczyszczalnia osadu czynnego, w celu przygotowania wody do ponownego użycia lub usunięcia.
  • Rafinacja rozpuszczalnikiem wykorzystuje rozpuszczalnik, taki jak krezol lub furfural, do usuwania niepożądanych, głównie aromatycznych, z zapasów oleju smarowego lub oleju napędowego.
  • Odparafinowanie rozpuszczalnikiem usuwa ciężkie woskowe składniki wazeliny z produktów destylacji próżniowej.
  • Zbiorniki magazynowe do przechowywania ropy naftowej i produktów gotowych, zwykle pionowe, cylindryczne zbiorniki z pewnego rodzaju kontrolą emisji oparów i otoczone ziemnym nasypem do przechowywania wycieków.

Schemat przepływu typowej rafinerii

Poniższy obraz jest schematycznym diagramem przepływowym typowej rafinerii ropy naftowej, który przedstawia różne procesy jednostkowe i przepływ strumieni produktów pośrednich, który występuje między wlotem surowca na ropę naftową a końcowymi produktami. Diagram przedstawia tylko jeden z setki różnych konfiguracjach rafinerii ropy naftowej. Schemat nie obejmuje również żadnych typowych obiektów rafineryjnych dostarczających media, takie jak para, woda chłodząca i energia elektryczna, a także zbiorników magazynowych dla surowca na ropę naftową oraz dla produktów pośrednich i produktów końcowych.

Opis-i.svg
Schemat blokowy typowej rafinerii ropy naftowej

Istnieje wiele innych konfiguracji procesów niż ta przedstawiona powyżej. Na przykład jednostka destylacji próżniowej może również wytwarzać frakcje, które można rafinować w produkty końcowe, takie jak olej wrzecionowy stosowany w przemyśle tekstylnym, lekki olej maszynowy, olej silnikowy i różne woski.

Instalacja destylacji ropy naftowej

Instalacja destylacji ropy naftowej (CDU) jest pierwszą jednostką przerobową praktycznie we wszystkich rafineriach ropy naftowej. CDU destyluje przychodzącą ropę na różne frakcje o różnych zakresach wrzenia, z których każda jest następnie przetwarzana dalej w innych jednostkach przetwórczych rafinerii. CDU jest często określany jako jednostka destylacji atmosferycznej, ponieważ działa pod ciśnieniem nieco wyższym od atmosferycznego.

Poniżej znajduje się schematyczny diagram przepływowy typowej jednostki destylacji ropy naftowej. Przychodząca ropa naftowa jest wstępnie podgrzewana poprzez wymianę ciepła z niektórymi gorącymi, destylowanymi frakcjami i innymi strumieniami. Następnie jest odsalany w celu usunięcia soli nieorganicznych (głównie chlorku sodu).

Po odsalaniu ropa naftowa jest dalej podgrzewana poprzez wymianę ciepła z niektórymi gorącymi, destylowanymi frakcjami i innymi strumieniami. Następnie jest podgrzewany w piecu opalanym paliwem (grzałka opalana) do temperatury około 398°C i kierowany na dno jednostki destylacyjnej.

Chłodzenie i skraplanie górnej części kolumny destylacyjnej zapewnia się częściowo przez wymianę ciepła z dopływającą ropą naftową, a częściowo przez skraplacz chłodzony powietrzem lub wodą. Dodatkowe ciepło jest usuwane z kolumny destylacyjnej przez system pompowania, jak pokazano na poniższym schemacie.

Jak pokazano na schemacie przepływu, frakcja destylatu szczytowego z kolumny destylacyjnej jest benzyną ciężką. Frakcje usuwane z boku kolumny destylacyjnej w różnych punktach między szczytem a dołem kolumny nazywane są sidecutami . Każdy z sidecutów (tj. nafta, lekki olej gazowy i ciężki olej gazowy) jest chłodzony przez wymianę ciepła z dopływającą ropą naftową. Wszystkie frakcje (tj. benzyna górna, odpadki i pozostałości denne) są przesyłane do pośrednich zbiorników magazynowych przed dalszą obróbką.

Schemat blokowy typowej jednostki destylacji ropy naftowej stosowanej w rafineriach ropy naftowej.

Lokalizacja rafinerii ropy naftowej

Strona poszukująca terenu pod budowę rafinerii lub zakładu chemicznego musi wziąć pod uwagę następujące kwestie:

  • Witryna musi być dość daleko od obszarów mieszkalnych.
  • Infrastruktura powinna być dostępna dla dostaw surowców i wysyłki produktów na rynki.
  • Energia potrzebna do działania zakładu powinna być dostępna.
  • Powinny być dostępne pomieszczenia do usuwania odpadów.

Czynniki wpływające na wybór lokalizacji dla rafinerii ropy naftowej:

  • Dostępność gruntów
  • Warunki ruchu i transportu
  • Warunki mediów - zasilanie, zaopatrzenie w wodę
  • Dostępność robocizny i zasobów

Rafinerie, które wykorzystują duże ilości pary i wody chłodzącej, muszą mieć obfite źródło wody. Dlatego też rafinerie ropy naftowej często znajdują się w pobliżu żeglownych rzek lub na brzegu morza, w pobliżu portu. Taka lokalizacja daje również dostęp do transportu rzecznego lub morskiego. Korzyści płynące z transportu ropy naftowej rurociągami są oczywiste, a firmy naftowe często transportują rurociągami duże ilości paliwa do terminali dystrybucyjnych. Rurociąg może nie być praktyczny w przypadku produktów o małej wydajności, a używane są wagony, cysterny samochodowe i barki.

Zakłady petrochemiczne i zakłady produkujące rozpuszczalniki (drobne frakcjonowanie) potrzebują przestrzeni do dalszego przetwarzania dużej ilości produktów rafineryjnych lub mieszania dodatków chemicznych z produktem u źródła, a nie w terminalach mieszania.

Bezpieczeństwo i środowisko

Operacje gaśnicze po wybuchu w Texas City Refinery .

Proces rafinacji uwalnia do atmosfery szereg różnych chemikaliów (patrz AP 42 Zestawienie czynników emisji zanieczyszczeń powietrza ), a wyczuwalny zapach zwykle towarzyszy obecności rafinerii. Oprócz wpływu zanieczyszczenia powietrza istnieją również obawy dotyczące ścieków, zagrożenia wypadkami przemysłowymi, takimi jak pożar i wybuch, oraz skutki zdrowotne hałasu spowodowane hałasem przemysłowym .

Wiele rządów na całym świecie wprowadziło ograniczenia dotyczące zanieczyszczeń uwalnianych przez rafinerie, a większość rafinerii zainstalowała sprzęt niezbędny do spełnienia wymagań odpowiednich agencji regulacyjnych zajmujących się ochroną środowiska. W Stanach Zjednoczonych istnieje silna presja, aby uniemożliwić rozwój nowych rafinerii i od 1976 roku w zakładzie Marathon w Garyville w stanie Luizjana nie zbudowano żadnej większej rafinerii w kraju . Jednak w tym czasie wiele istniejących rafinerii zostało rozbudowanych. Do wzrostu cen paliw w Stanach Zjednoczonych mogły również przyczynić się ograniczenia środowiskowe i presja uniemożliwiająca budowę nowych rafinerii. Ponadto wiele rafinerii (ponad 100 od lat 80.) zostało zamkniętych z powodu przestarzałości i/lub fuzji w ramach samej branży.

Troska o środowisko i bezpieczeństwo powoduje, że rafinerie ropy naftowej czasami znajdują się w pewnej odległości od głównych obszarów miejskich. Niemniej jednak istnieje wiele przypadków, w których działalność rafineryjna znajduje się w pobliżu zaludnionych obszarów i stanowi zagrożenie dla zdrowia. W kalifornijskich hrabstwach Contra Costa i Solano , naszyjnik linii brzegowej rafinerii, zbudowany na początku XX wieku, zanim ten obszar został zaludniony, a powiązane zakłady chemiczne sąsiadują z obszarami miejskimi w Richmond , Martinez , Pacheco , Concord , Pittsburg , Vallejo i Benicia , z okazjonalnymi przypadkowymi zdarzeniami, które wymagają rozkazu „ schronienia na miejscu ” dla sąsiednich populacji. Wiele rafinerii znajduje się w Sherwood Park w Albercie , bezpośrednio przylegającym do miasta Edmonton . Obszar metra Edmonton liczy ponad 1 000 000 mieszkańców.

Kryteria NIOSH dotyczące narażenia zawodowego na rafinowane rozpuszczalniki naftowe są dostępne od 1977 roku.

Zdrowie pracownika

Tło

Nowoczesna rafinacja ropy naftowej obejmuje skomplikowany system powiązanych ze sobą reakcji chemicznych, w wyniku których powstaje szeroka gama produktów ropopochodnych. Wiele z tych reakcji wymaga precyzyjnych parametrów temperatury i ciśnienia. Sprzęt i monitorowanie wymagane do zapewnienia prawidłowego przebiegu tych procesów są złożone i ewoluowały wraz z postępem naukowym w dziedzinie inżynierii naftowej .

Szeroka gama reakcji pod wysokim ciśnieniem i/lub w wysokiej temperaturze, wraz z niezbędnymi dodatkami chemicznymi lub ekstrahowanymi zanieczyszczeniami, powoduje zadziwiającą liczbę potencjalnych zagrożeń dla zdrowia pracowników rafinerii ropy naftowej. Dzięki postępowi w inżynierii chemicznej i naftowej zdecydowana większość tych procesów jest zautomatyzowana i zamknięta, co znacznie zmniejsza potencjalny wpływ na zdrowie pracowników. Jednak w zależności od konkretnego procesu, w który zaangażowany jest pracownik, a także od konkretnej metody stosowanej przez rafinerię, w której pracuje, pozostają znaczne zagrożenia dla zdrowia.

Chociaż wypadki przy pracy w Stanach Zjednoczonych nie były rutynowo śledzone i zgłaszane w tamtym czasie, raporty o wpływie pracy w rafinerii na zdrowie można znaleźć już w XIX wieku. Na przykład w 1890 r. w wyniku eksplozji w chicagowskiej rafinerii zginęło 20 pracowników. Od tego czasu liczne pożary, wybuchy i inne znaczące wydarzenia od czasu do czasu zwracały uwagę opinii publicznej na zdrowie pracowników rafinerii ropy naftowej. Takie wydarzenia mają miejsce w XXI wieku, a eksplozje zgłoszono w rafineriach w Wisconsin i Niemczech w 2018 roku.

Istnieje jednak wiele mniej widocznych zagrożeń, które zagrażają pracownikom rafinerii ropy naftowej.

Ekspozycje chemiczne

Biorąc pod uwagę wysoce zautomatyzowany i zaawansowany technicznie charakter nowoczesnych rafinerii ropy naftowej, prawie wszystkie procesy są objęte kontrolą inżynieryjną i stanowią znacznie mniejsze ryzyko narażenia pracowników w porównaniu do wcześniejszych czasów. Jednak niektóre sytuacje lub zadania robocze mogą podważyć te mechanizmy bezpieczeństwa i narazić pracowników na szereg zagrożeń chemicznych (patrz tabela powyżej) lub fizycznych (opisanych poniżej). Przykłady tych scenariuszy obejmują:

  • Awarie systemu (wycieki, wybuchy itp.).
  • Standardowa kontrola, pobieranie próbek produktów, zmiana procesu lub konserwacja/czyszczenie sprzętu.

Co ciekawe, chociaż rafinerie ropy naftowej wykorzystują i produkują chemikalia, które są znanymi czynnikami rakotwórczymi , literatura na temat zachorowalności na raka wśród pracowników rafinerii jest mieszana. Na przykład wykazano , że benzen ma związek z białaczką , jednak badania dotyczące narażenia na benzen i wynikającej z niego białaczki, szczególnie w kontekście pracowników rafinerii ropy naftowej, doszły do ​​przeciwstawnych wniosków. Międzybłoniak związany z azbestem to kolejna szczególna zależność między rakiem a czynnikiem rakotwórczym, która została zbadana w kontekście pracowników rafinerii ropy naftowej. Jak dotąd praca ta wykazała marginalnie istotny związek z zatrudnieniem w rafinerii i międzybłoniakiem. Warto zauważyć, że metaanaliza, która obejmowała dane dotyczące ponad 350 000 pracowników rafinerii, nie znalazła statystycznie istotnego wzrostu śmiertelności z powodu raka, z wyjątkiem marginalnie znaczącego wzrostu zgonów na czerniaka. Dodatkowe badanie przeprowadzone w USA obejmowało 50-letni okres obserwacji wśród ponad 17 000 pracowników. W badaniu tym stwierdzono, że w tej kohorcie nie było nadmiernej śmiertelności w wyniku zatrudnienia.

BTX oznacza benzen , toluen , ksylen . Jest to grupa powszechnych lotnych związków organicznych (LZO), które znajdują się w środowisku rafinerii ropy naftowej i służą jako paradygmat dla bardziej dogłębnej dyskusji na temat limitów narażenia zawodowego, narażenia na chemikalia i nadzoru wśród pracowników rafinerii.

Najważniejszą drogą narażenia na chemikalia BTX jest wdychanie ze względu na niską temperaturę wrzenia tych chemikaliów. Większość gazowej produkcji BTX ma miejsce podczas czyszczenia zbiorników i przesyłania paliwa, co powoduje odgazowywanie tych chemikaliów do powietrza. Narażenie może również wystąpić poprzez spożycie przez skażoną wodę, ale jest to mało prawdopodobne w środowisku zawodowym. Możliwa jest również ekspozycja i wchłanianie przez skórę, ale znowu jest mniej prawdopodobne w środowisku zawodowym, w którym stosuje się odpowiedni sprzęt ochrony osobistej.

W Stanach Zjednoczonych Administracja Bezpieczeństwa i Zdrowia w Pracy (OSHA), Narodowy Instytut Bezpieczeństwa i Zdrowia w Pracy (NIOSH) oraz Amerykańska Konferencja Rządowych Higienistek Przemysłowych (ACGIH) ustaliły limity narażenia zawodowego (OEL) dla wielu chemikaliów. powyżej, na które mogą być narażeni pracownicy w rafineriach ropy naftowej.

Limity narażenia zawodowego dla BTX Chemicals
OSHA PEL (8-godzinny TWA) CalOSHA PEL (8-godzinny TWA) NIOSH REL (10-godzinny TWA) ACGIH TLV (8-godzinny TWA)
Benzen 10 ppm 1 ppm 1 ppm 0,5 ppm
Toluen 10 ppm 1 ppm 10 ppm 1 ppm
Ksylen 100 ppm 100 ppm 100 ppm 100 ppm

W szczególności benzen ma wiele biomarkerów, które można zmierzyć w celu określenia ekspozycji. Sam benzenowa może być mierzona w oddechu, krwi i moczu, i metabolity, takie jak fenol , t , t kwasu -muconic ( t , t MA) i kwas S-phenylmercapturic ( s PMA) może być mierzony w moczu. Oprócz monitorowania poziomów narażenia za pomocą tych biomarkerów, OSHA wymaga od pracodawców przeprowadzania regularnych badań krwi pracowników w celu wykrycia wczesnych objawów niektórych z budzących obawy skutków hematologicznych, z których najpowszechniej rozpoznawaną jest białaczka . Wymagane badania obejmują pełną morfologię krwi z różnicami komórkowymi i rozmaz krwi obwodowej „w regularnych odstępach czasu”. Przydatność tych testów potwierdzają formalne badania naukowe.

Potencjalne narażenie chemiczne przez proces

Proces Potencjalne narażenie na chemikalia Powszechne problemy zdrowotne
Ekstrakcja rozpuszczalnikiem i odparafinowanie Fenol Objawy neurologiczne, osłabienie mięśni, podrażnienie skóry.
Furfural Podrażnienie skóry
Glikole Depresja ośrodkowego układu nerwowego, osłabienie, podrażnienie oczu, skóry, nosa, gardła.
Keton metylowo-etylowy Podrażnienie dróg oddechowych, kaszel, duszność, obrzęk płuc.
Pękanie termiczne Siarkowodór Podrażnienie dróg oddechowych, ból głowy, zaburzenia widzenia, ból oczu.
Tlenek węgla Zmiany w elektrokardiogramie, sinica, ból głowy, osłabienie.
Amoniak Podrażnienie dróg oddechowych, duszność, obrzęk płuc, oparzenia skóry.
Kraking katalityczny Siarkowodór Podrażnienie dróg oddechowych, ból głowy, zaburzenia widzenia, ból oczu.
Tlenek węgla Zmiany w elektrokardiogramie, sinica, ból głowy, osłabienie.
Fenol Objawy neurologiczne, osłabienie mięśni, podrażnienie skóry.
Amoniak Podrażnienie dróg oddechowych, duszność, obrzęk płuc, oparzenia skóry.
Merkaptan Sinica i narkoza, podrażnienie dróg oddechowych, skóry i oczu.
Karbonyl niklu Ból głowy, teratogen, osłabienie, ból w klatce piersiowej/brzuchu, rak płuc i nosa.
Reformowanie katalityczne Siarkowodór Podrażnienie dróg oddechowych, ból głowy, zaburzenia widzenia, ból oczu.
Benzen Białaczka, wpływ na układ nerwowy, objawy ze strony układu oddechowego.
Izomeryzacja Kwas chlorowodorowy Uszkodzenia skóry, podrażnienie dróg oddechowych, oparzenia oczu.
Chlorek wodoru Podrażnienie dróg oddechowych, podrażnienie skóry, oparzenia oczu.
Polimeryzacja Wodorotlenek sodu Podrażnienie błon śluzowych, skóry, zapalenie płuc.
Kwas fosforowy Podrażnienie skóry, oczu, dróg oddechowych.
Alkilacja Kwas Siarkowy Oparzenia oczu i skóry, obrzęk płuc.
Kwas fluorowodorowy Zmiany kostne, oparzenia skóry, uszkodzenia dróg oddechowych.
Słodzenie i leczenie Siarkowodór Podrażnienie dróg oddechowych, ból głowy, zaburzenia widzenia, ból oczu.
Wodorotlenek sodu Podrażnienie błon śluzowych, skóry, zapalenie płuc.
Odzyskiwanie gazu nienasyconego Monoetanoloamina (MEA) Senność, podrażnienie oczu, skóry i dróg oddechowych.
Dietanoloamina (DEA) Martwica rogówki, oparzenia skóry, podrażnienie oczu, nosa, gardła.
Leczenie aminą Monoetanoloamina (MEA) Senność, podrażnienie oczu, skóry i dróg oddechowych.
Dietanoloamina (DEA) Martwica rogówki, oparzenia skóry, podrażnienie oczu, nosa, gardła.
Siarkowodór Podrażnienie dróg oddechowych, ból głowy, zaburzenia widzenia, ból oczu.
Dwutlenek węgla Ból głowy, zawroty głowy, parestezje, złe samopoczucie, tachykardia .
Ekstrakcja gazu nasyconego Siarkowodór Podrażnienie dróg oddechowych, ból głowy, zaburzenia widzenia, ból oczu.
Dwutlenek węgla Ból głowy, zawroty głowy, parestezje, złe samopoczucie, tachykardia.
Dietanoloamina Martwica rogówki, oparzenia skóry, podrażnienie oczu, nosa, gardła.
Wodorotlenek sodu Podrażnienie błon śluzowych, skóry, zapalenie płuc.
Produkcja wodoru Tlenek węgla Zmiany w elektrokardiogramie, sinica, ból głowy, osłabienie.
Dwutlenek węgla Ból głowy, zawroty głowy, parestezje, złe samopoczucie, tachykardia.

Zagrożenia fizyczne

Pracownicy są narażeni na obrażenia fizyczne z powodu dużej liczby maszyn o dużej mocy w stosunkowo bliskim sąsiedztwie rafinerii ropy naftowej. Wysokie ciśnienie wymagane w wielu reakcjach chemicznych stwarza również możliwość lokalnych awarii systemu, skutkujących tępym lub penetrującym urazem spowodowanym przez eksplodujące elementy systemu.

Zagrożeniem jest również ciepło. Temperatura wymagana do prawidłowego przebiegu niektórych reakcji w procesie rafinacji może osiągnąć 1600 °F (870 °C). Podobnie jak w przypadku chemikaliów, system operacyjny został zaprojektowany tak, aby bezpiecznie powstrzymać to zagrożenie bez obrażeń pracownika. Jednak w przypadku awarii systemu stanowi to poważne zagrożenie dla zdrowia pracowników. Obawy obejmują zarówno bezpośrednie obrażenia spowodowane chorobą cieplną lub obrażeniami , jak również możliwość poważnych oparzeń w przypadku kontaktu pracownika z przegrzanymi odczynnikami/sprzętem.

Hałas to kolejne zagrożenie. Rafinerie mogą być bardzo głośnym środowiskiem i wcześniej wykazano, że wiąże się to z utratą słuchu wśród pracowników. Środowisko wewnętrzne rafinerii ropy naftowej może osiągnąć poziom ponad 90  dB . W Stanach Zjednoczonych średnia dopuszczalna ekspozycja (PEL) dla 8-godzinnego dnia pracy wynosi średnio 90 dB . Narażenia na hałas, które średnio przekraczają 85 dB w ciągu 8 godzin, wymagają programu ochrony słuchu w celu regularnej oceny słuchu pracowników i promowania jego ochrony. Regularna ocena zdolności słuchowych pracowników i wierne stosowanie odpowiednio sprawdzonych środków ochrony słuchu są istotnymi elementami takich programów.

Chociaż pracownicy rafinerii ropy naftowej nie są specyficzni dla branży, mogą również być narażeni na zagrożenia, takie jak wypadki związane z pojazdami , urazy związane z maszynami, praca w ograniczonej przestrzeni, wybuchy/pożary, zagrożenia ergonomiczne , zaburzenia snu związane z pracą zmianową oraz spada.

Kontrola zagrożeń

Teorię hierarchii kontroli można zastosować do rafinerii ropy naftowej i ich wysiłków na rzecz zapewnienia bezpieczeństwa pracowników.

Eliminacja i zastąpienie są mało prawdopodobne w rafineriach ropy naftowej, ponieważ wiele surowców, odpadów i produktów gotowych jest niebezpiecznych w takiej czy innej formie (np. łatwopalne, rakotwórcze).

Przykłady kontroli technicznych obejmują system wykrywania/gaszenia pożaru , czujniki ciśnienia/chemiczne do wykrywania/przewidywania utraty integralności konstrukcji oraz odpowiednią konserwację rurociągów, aby zapobiec korozji wywołanej przez węglowodory (prowadzącej do awarii konstrukcji). Inne przykłady stosowane w rafineriach ropy naftowej obejmują pokonstrukcyjną ochronę elementów stalowych wermikulitem w celu poprawy odporności na ciepło/ognio. Podział na przedziały może pomóc w zapobieganiu rozprzestrzenianiu się pożaru lub awarii innych systemów, które wpłynęłyby na inne obszary konstrukcji, i może pomóc w zapobieganiu niebezpiecznym reakcjom poprzez oddzielenie różnych chemikaliów od siebie, dopóki nie będą mogły być bezpiecznie połączone w odpowiednim środowisku.

Kontrole administracyjne obejmują staranne planowanie i nadzór nad procesami czyszczenia, konserwacji i napraw rafinerii. Występują one, gdy wiele technicznych mechanizmów kontrolnych jest wyłączonych lub stłumionych i mogą być szczególnie niebezpieczne dla pracowników. Konieczna jest szczegółowa koordynacja, aby konserwacja jednej części obiektu nie powodowała niebezpiecznego narażenia osób wykonujących konserwację lub pracowników w innych obszarach zakładu. Ze względu na wysoce łatwopalny charakter wielu zaangażowanych chemikaliów, miejsca dla palących są ściśle kontrolowane i starannie rozmieszczone.

Osobiste wyposażenie ochronne (PPE) może być konieczne w zależności od konkretnej przetwarzanej lub produkowanej substancji chemicznej. Szczególna ostrożność jest wymagana podczas pobierania próbek z częściowo ukończonego produktu, czyszczenia zbiorników i innych zadań wysokiego ryzyka, jak wspomniano powyżej. Takie czynności mogą wymagać użycia nieprzepuszczalnej odzieży wierzchniej, kaptura kwasowego, kombinezonów jednorazowych itp. Ogólnie rzecz biorąc, cały personel w obszarach operacyjnych powinien stosować odpowiednią ochronę słuchu i wzroku , unikać odzieży wykonanej z materiałów łatwopalnych ( nylon , dacron , akryl lub mieszanki). oraz spodnie i rękawy na całej długości.

Przepisy prawne

Stany Zjednoczone

Zdrowie i bezpieczeństwo pracowników w rafineriach ropy naftowej jest ściśle monitorowane na poziomie krajowym zarówno przez Administrację Bezpieczeństwa i Zdrowia w Pracy (OSHA), jak i Narodowy Instytut Bezpieczeństwa i Zdrowia w Pracy (NIOSH). Oprócz federalnego monitorowania, California „s CalOSHA był szczególnie aktywny w ochronie zdrowia pracowników w przemyśle, i przyjęła politykę w 2017 roku, która wymaga rafineriach aby przeprowadzić«Hierarchia Hazard Kontroluje Analysis»(patrz wyżej sekcji«Kontrola zagrożenia» ) dla każdego zagrożenia bezpieczeństwa procesowego. Przepisy bezpieczeństwa spowodowały, że wskaźnik obrażeń wśród pracowników przemysłu rafineryjnego jest poniżej średniej. W raporcie amerykańskiego Biura Statystyki Pracy z 2018 r. wskazują, że pracownicy rafinerii ropy naftowej mają znacznie niższy wskaźnik obrażeń przy pracy (0,4 przypadków odnotowanych przez OSHA na 100 pracowników w pełnym wymiarze godzin) niż we wszystkich branżach (3,1 przypadków), naftowych i gazowych wydobycie (0,8 przypadków) i ogólnie produkcja ropy (1,3 przypadków).

Poniżej znajduje się lista najczęstszych przepisów, do których odnoszą się cytaty bezpieczeństwa rafinerii ropy naftowej wydane przez OSHA:

Korozja

Rafineria Slovnaft w Bratysławie .
Rafineria ropy naftowej w Iranie.

Korozja elementów metalowych jest głównym czynnikiem nieefektywności procesu rafinacji. Ponieważ prowadzi do awarii sprzętu, jest głównym czynnikiem wpływającym na harmonogram konserwacji rafinerii. Koszty bezpośrednie związane z korozją w amerykańskim przemyśle naftowym w 1996 r. oszacowano na 3,7 mld USD.

Korozja występuje w różnych formach procesu rafinacji, takich jak korozja wżerowa spowodowana kroplami wody, kruchość spowodowana wodorem i pękanie korozyjne naprężeniowe spowodowane atakiem siarczków. Z punktu widzenia materiałów stal węglowa jest wykorzystywana do ponad 80 procent komponentów rafinerii, co jest korzystne ze względu na niski koszt. Stal węglowa jest odporna na najczęstsze formy korozji, w szczególności od zanieczyszczeń węglowodorowych w temperaturach poniżej 205 °C, ale inne korozyjne chemikalia i środowiska uniemożliwiają jej stosowanie wszędzie. Powszechnie stosowanymi materiałami zastępczymi są stale niskostopowe zawierające chrom i molibden , przy czym stale nierdzewne zawierające więcej chromu działają w bardziej korozyjnym środowisku. Powszechnie stosowanymi materiałami droższymi są stopy niklu , tytanu i miedzi . Są one oszczędzane przede wszystkim dla najbardziej problematycznych obszarów, w których występują ekstremalnie wysokie temperatury i/lub bardzo korozyjne chemikalia.

Korozja jest zwalczana przez złożony system monitoringu, napraw prewencyjnych i ostrożnego użytkowania materiałów. Metody monitorowania obejmują zarówno kontrole offline wykonywane podczas konserwacji, jak i monitorowanie online. Kontrole offline mierzą korozję po jej wystąpieniu, informując inżyniera o konieczności wymiany sprzętu na podstawie zebranych przez niego informacji historycznych. Nazywa się to postępowaniem zapobiegawczym.

Systemy internetowe są bardziej nowoczesnym rozwiązaniem i rewolucjonizują sposób podejścia do korozji. Istnieje kilka rodzajów technologii monitorowania korozji online, takich jak liniowa odporność na polaryzację, szum elektrochemiczny i opór elektryczny. Monitorowanie online generalnie w przeszłości charakteryzowało się niskimi szybkościami raportowania (w minutach lub godzinach) i było ograniczone warunkami procesu i źródłami błędów, ale nowsze technologie mogą zgłaszać szybkości nawet dwa razy na minutę ze znacznie większą dokładnością (nazywane monitorowaniem w czasie rzeczywistym) . Pozwala to inżynierom procesu traktować korozję jako kolejną zmienną procesową, którą można zoptymalizować w systemie. Natychmiastowe reakcje na zmiany procesu umożliwiają kontrolę mechanizmów korozji, dzięki czemu można je zminimalizować, jednocześnie maksymalizując wydajność produkcji. W idealnej sytuacji posiadanie informacji o korozji on-line, które są dokładne i dostępne w czasie rzeczywistym, pozwoli na zidentyfikowanie i zmniejszenie warunków powodujących wysokie szybkości korozji. Nazywa się to zarządzaniem predykcyjnym.

Metody materiałowe obejmują dobór odpowiedniego materiału do aplikacji. W obszarach o minimalnej korozji preferowane są tanie materiały, ale gdy może wystąpić silna korozja, należy zastosować droższe, ale trwalsze materiały. Inne metody materiałowe mają postać barier ochronnych między substancjami korozyjnymi a metalami sprzętu. Może to być wykładzina z materiału ogniotrwałego, takiego jak standardowy cement portlandzki lub inny specjalny, kwasoodporny cement, który jest wystrzeliwany na wewnętrzną powierzchnię naczynia. Dostępne są również cienkie nakładki z droższych metali, które chronią tańszy metal przed korozją, nie wymagając dużej ilości materiału.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki