Ölraffinerie - Oil refinery

Anacortes Refinery ( Marathon ), am nördlichen Ende von March Point südöstlich von Anacortes, Washington , USA

Eine Ölraffinerie oder Erdölraffinerie ist eine industrielle Prozessanlage , in der Rohöl umgewandelt und in nützliche Produkte wie Erdölbenzin , Benzin , Dieselkraftstoff , Asphaltbasis , Heizöl , Kerosin , Flüssiggas , Düsentreibstoff und Heizöle raffiniert wird . Petrochemische Rohstoffe wie Ethylen und Propylen können auch direkt durch Cracken von Rohöl hergestellt werden, ohne dass raffinierte Rohölprodukte wie Naphtha verwendet werden müssen. Der Rohöl- Ausgangsstoff wurde typischerweise von einer Ölförderanlage verarbeitet . In der Regel befindet sich in oder in der Nähe einer Ölraffinerie ein Öldepot für die Lagerung von ankommendem Rohöl als Rohstoff sowie flüssigen Massenprodukten. Am 31. Dezember 2014 waren laut Oil and Gas Journal weltweit insgesamt 636 Raffinerien mit einer Gesamttageskapazität von 87,75 Millionen Barrel (13.951.000 m 3 ) in Betrieb.

Ölraffinerien sind in der Regel große, weitläufige Industriekomplexe mit ausgedehnten Rohrleitungen, die durchgängig verlaufen und Fluidströme zwischen großen chemischen Verarbeitungseinheiten wie Destillationskolonnen transportieren . In vielerlei Hinsicht verwenden Ölraffinerien einen Großteil der Technologie und können als Arten von Chemieanlagen betrachtet werden . Die Jamnagar Raffinerie ist seit dem 25. Dezember 2008 die größte Ölraffinerie mit einer Verarbeitungskapazität von 1,24 Millionen Barrel (197.000 m 3 ). In Gujarat , Indien, ist es im Besitz von Reliance Industries . Einige moderne Erdölraffinerien verarbeiten täglich bis zu 800.000 bis 900.000 Barrel (12.000 bis 143.000 Kubikmeter) Rohöl.

Eine Ölraffinerie gilt als wesentlicher Bestandteil der nachgelagerten Seite der Erdölindustrie .

Geschichte

Die Chinesen gehörten zu den ersten Zivilisationen, die Öl raffinierten. Bereits im ersten Jahrhundert raffinierten die Chinesen Rohöl zur Nutzung als Energieträger. Zwischen 512 und 518, in der späten Nördlichen Wei-Dynastie , führte der chinesische Geograph, Schriftsteller und Politiker Li Daoyuan in seinem berühmten Werk Commentary on the Water Classic den Prozess der Raffination von Öl zu verschiedenen Schmiermitteln ein .

Rohöl wurde oft von arabischen Chemikern destilliert , mit klaren Beschreibungen in arabischen Handbüchern wie denen von Muhammad ibn Zakarīya Rāzi ( ca.  865–925 ). Die Straßen von Bagdad waren mit Teer gepflastert , der aus Erdöl gewonnen wurde, das aus natürlichen Feldern in der Region zugänglich wurde. Im 9. Jahrhundert wurden in der Gegend um das heutige Baku , Aserbaidschan , Ölfelder ausgebeutet . Diese Felder wurden im 10. Jahrhundert von dem arabischen Geographen Abu al-Hasan 'Alī al-Mas'ūdī und im 13. Jahrhundert von Marco Polo beschrieben, der die Förderung dieser Brunnen als Hunderte von Schiffsladungen beschrieb. Auch arabische und persische Chemiker destillierten Rohöl, um brennbare Produkte für militärische Zwecke herzustellen . Durch das islamische Spanien wurde die Destillation im 12. Jahrhundert in Westeuropa verfügbar .

In der Nördlichen Song-Dynastie (960-1127) wurde in der Stadt Kaifeng eine Werkstatt namens "Fierce Oil Workshop" gegründet, um raffiniertes Öl für das Song-Militär als Waffe herzustellen. Die Truppen füllten dann Eisendosen mit raffiniertem Öl und warfen sie auf die feindlichen Truppen, wodurch ein Feuer entstand – praktisch die erste „ Feuerbombe “ der Welt . Die Werkstatt war eine der ersten Ölraffineriefabriken der Welt, in der Tausende von Menschen an der Herstellung chinesischer ölbetriebener Waffen arbeiteten.

Vor dem neunzehnten Jahrhundert war Erdöl in Babylon , Ägypten , China , den Philippinen , Rom und Aserbaidschan auf verschiedene Weise bekannt und wurde auf verschiedene Weise verwendet . Die moderne Geschichte der Erdölindustrie soll jedoch 1846 begonnen haben, als Abraham Gessner aus Nova Scotia , Kanada, ein Verfahren zur Herstellung von Kerosin aus Kohle entwickelte. Kurz darauf, im Jahr 1854, begann Ignacy Łukasiewicz mit der Produktion von Kerosin aus handgegrabenen Ölquellen in der Nähe der Stadt Krosno , Polen .

Die weltweit erste systematische Erdölraffinerie wurde 1856 in Ploiești , Rumänien, unter Verwendung des in Rumänien reichlich vorhandenen Öls gebaut.

In Nordamerika wurde die erste Ölquelle 1858 von James Miller Williams in Oil Springs , Ontario , Kanada, gebohrt . In den Vereinigten Staaten begann die Erdölindustrie 1859, als Edwin Drake in der Nähe von Titusville , Pennsylvania , Öl fand . Die Industrie wuchs im 19. Jahrhundert langsam und produzierte hauptsächlich Kerosin für Öllampen. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts schuf die Einführung des Verbrennungsmotors und seine Verwendung in Automobilen einen Markt für Benzin, der den Anstoß für ein ziemlich schnelles Wachstum der Erdölindustrie gab. Die frühen Erdölfunde wie in Ontario und Pennsylvania wurden bald von großen Ölbooms in Oklahoma , Texas und Kalifornien übertroffen .

Samuel Kier gründete 1853 in Pittsburgh an der Seventh Avenue in der Nähe der Grant Street die erste Ölraffinerie Amerikas. Der polnische Apotheker und Erfinder Ignacy ukasiewicz gründete 1854 eine Ölraffinerie in Jasło , damals Teil der österreichisch-ungarischen Monarchie (heute in Polen ). 1856-1857 wurde eine große Raffinerie in Ploiești , Rumänien , eröffnet . Nach der Übernahme durch Nazi-Deutschland wurden die Raffinerien in Ploiești während der Ölkampagne des Zweiten Weltkriegs von den Alliierten in der Operation Tidal Wave bombardiert . Ein weiterer enger Anwärter auf den Titel der älteste Ölraffinerie der Welt Hosting ist Salzbergen in Niedersachsen , Deutschland . Die Raffinerie Salzbergen wurde 1860 eröffnet.

Einst wurde die Raffinerie in Ras Tanura , Saudi-Arabien, die sich im Besitz von Saudi Aramco befindet , als die größte Ölraffinerie der Welt bezeichnet. Für den größten Teil des 20. Jahrhunderts war die Abadan-Raffinerie im Iran die größte Raffinerie . Diese Raffinerie erlitt während des Iran-Irak-Krieges erhebliche Schäden . Der weltweit größte Raffineriekomplex ist seit dem 25. Dezember 2008 der Jamnagar Refinery Complex, bestehend aus zwei nebeneinander betriebenen Raffinerien der Reliance Industries Limited in Jamnagar, Indien, mit einer kombinierten Produktionskapazität von 1.240.000 Barrel pro Tag (197.000 m 3 /d). PDVSA 's Paraguaná Raffineriekomplex in Paraguaná Peninsula , Venezuela mit einer Kapazität von 940.000 bbl / d (149.000 m 3 / d) und SK Energy ' s Ulsan in Südkorea mit 840.000 bbl / d (134.000 m 3 / d) sind die zweiten bzw. drittgrößte.

Vor dem Zweiten Weltkrieg in den frühen 1940er Jahren bestanden die meisten Erdölraffinerien in den Vereinigten Staaten einfach aus Rohöldestillationseinheiten (oft als atmosphärische Rohöldestillationseinheiten bezeichnet). Einige Raffinerien verfügten auch über Vakuumdestillationsanlagen sowie thermische Crackanlagen wie Visbreaker (Viskositätsbrecher, Anlagen zur Viskositätserniedrigung des Öls). Alle der vielen anderen im Folgenden diskutierten Raffinationsverfahren wurden während des Krieges oder innerhalb weniger Jahre nach dem Krieg entwickelt. Sie wurden innerhalb von 5 bis 10 Jahren nach Kriegsende kommerziell verfügbar und die weltweite Erdölindustrie erlebte ein sehr schnelles Wachstum. Die treibende Kraft für dieses technologische Wachstum sowie die Anzahl und Größe der Raffinerien weltweit war die wachsende Nachfrage nach Autobenzin und Flugzeugtreibstoff.

In den Vereinigten Staaten kam der Bau neuer Raffinerien etwa in den 1980er Jahren aus verschiedenen komplexen wirtschaftlichen und politischen Gründen praktisch zum Erliegen. Viele der bestehenden Raffinerien in den Vereinigten Staaten haben jedoch viele ihrer Anlagen umgebaut und/oder Anbauanlagen gebaut, um: ihre Rohölverarbeitungskapazität zu erhöhen, die Oktanzahl ihres Produktbenzin zu erhöhen , den Schwefelgehalt von ihre Dieselkraftstoffe und Heizkraftstoffe für Haushalte, um die Umweltvorschriften und die Anforderungen an die Umweltverschmutzung durch Luftverschmutzung und Wasserverschmutzung einzuhalten.

ExxonMobil -Ölraffinerie in Baton Rouge, Louisiana (die viertgrößte in den Vereinigten Staaten )

Die Größe des Ölraffinationsmarktes im Jahr 2017 wurde auf über 6 Billionen US-Dollar im Jahr 2017 geschätzt und wird bis 2024 einen Verbrauch von über 100 Millionen Barrel pro Tag (MBPD) verzeichnen. Der Ölraffinationsmarkt wird aufgrund der schnellen Industrialisierung ein spürbares Wachstum verzeichnen und wirtschaftliche Transformation. Der demografische Wandel, die wachsende Bevölkerung und die Verbesserung des Lebensstandards in den Entwicklungsländern sind einige der Faktoren, die die Industrielandschaft positiv beeinflussen.

Ölraffination in den Vereinigten Staaten

Raffinerie, Bayport Industrial Complex, Harris County, Texas

Im 19. Jahrhundert verarbeiteten Raffinerien in den USA Rohöl hauptsächlich zur Rückgewinnung des Kerosins . Es gab keinen Markt für die flüchtigere Fraktion, einschließlich Benzin, das als Abfall galt und oft direkt in den nächsten Fluss gekippt wurde. Die Erfindung des Automobils verlagerte die Nachfrage auf Benzin und Diesel, die heute die wichtigsten Raffinerieprodukte bleiben.

Heutzutage verlangen nationale und staatliche Gesetze von Raffinerien, dass sie strenge Standards für die Luft- und Wasserreinheit erfüllen. Tatsächlich empfinden Ölgesellschaften in den USA die Erlangung einer Genehmigung für den Bau einer modernen Raffinerie als so schwierig und kostspielig, dass von 1976 bis 2014, als die kleine Dakota Prairie Refinery in den USA North Dakota nahm den Betrieb auf. Mehr als die Hälfte der 1981 existierenden Raffinerien sind heute aufgrund geringer Auslastung und sich beschleunigender Fusionen geschlossen. Infolge dieser Schließungen sank die Gesamtkapazität der US-Raffinerie zwischen 1981 und 1995, obwohl die Betriebskapazität in diesem Zeitraum mit rund 15.000.000 Barrel pro Tag (2.400.000 m 3 /d) ziemlich konstant blieb . Vergrößerungen der Anlagengröße und Effizienzsteigerungen haben einen Großteil der verlorenen physischen Kapazitäten der Branche ausgeglichen. Im Jahr 1982 (die frühesten verfügbaren Daten) betrieben die Vereinigten Staaten 301 Raffinerien mit einer kombinierten Kapazität von 17,9 Millionen Barrel (2.850.000 m 3 ) Rohöl pro Kalendertag. Im Jahr 2010 gab es 149 betriebsfähige US-Raffinerien mit einer kombinierten Kapazität von 17,6 Millionen Barrel (2.800.000 m 3 ) pro Kalendertag. Bis 2014 hatte sich die Zahl der Raffinerien auf 140 reduziert, aber die Gesamtkapazität stieg auf 18,02 Millionen Barrel (2.865.000 m 3 ) pro Kalendertag. Um Betriebskosten und Abschreibungen zu reduzieren, wird die Raffination zwar an weniger Standorten, aber mit größerer Kapazität betrieben.

In den Jahren 2009 bis 2010, als die Einnahmequellen im Ölgeschäft versiegten und die Rentabilität der Ölraffinerien aufgrund geringerer Produktnachfrage und hoher Angebotsreserven vor der wirtschaftlichen Rezession sank , begannen Ölgesellschaften, die weniger rentablen Raffinerien zu schließen oder zu verkaufen.

Betrieb

Neste Ölraffinerie in Porvoo , Finnland

Rohes oder unverarbeitetes Rohöl ist für industrielle Anwendungen im Allgemeinen nicht brauchbar, obwohl "leichtes, süßes" (niedrigviskoses, schwefelarmes ) Rohöl direkt als Brennerbrennstoff verwendet wurde, um Dampf für den Antrieb von Seeschiffen zu erzeugen. Die leichteren Elemente bilden jedoch in den Treibstofftanks explosive Dämpfe und sind daher besonders in Kriegsschiffen gefährlich . Stattdessen werden die Hunderte verschiedener Kohlenwasserstoffmoleküle im Rohöl in einer Raffinerie in Komponenten aufgetrennt, die als Kraftstoffe , Schmiermittel und Rohstoffe in petrochemischen Prozessen verwendet werden können, die Produkte wie Kunststoffe , Waschmittel , Lösungsmittel , Elastomere und Fasern wie Nylon herstellen und Polyester .

Petroleum fossile Brennstoffe werden in Verbrennungsmotoren verbrannt Leistung bereitzustellen für Schiffe , Autos , Flugzeugmotoren , Rasenmäher , Dirt Bikes und andere Maschinen. Unterschiedliche Siedepunkte ermöglichen eine destillative Trennung der Kohlenwasserstoffe . Da die leichteren flüssigen Produkte für den Einsatz in Verbrennungsmotoren stark nachgefragt sind, wird eine moderne Raffinerie schwere Kohlenwasserstoffe und leichtere gasförmige Elemente in diese höherwertigen Produkte umwandeln.

Die Ölraffinerie in Haifa, Israel , kann jährlich etwa 9 Millionen Tonnen (66 Millionen Barrel) Rohöl verarbeiten . Seine beiden Kühltürme sind Wahrzeichen der Skyline der Stadt.

Öl kann auf vielfältige Weise verwendet werden, da es Kohlenwasserstoffe unterschiedlicher Molekulargewichte , Formen und Längen wie Paraffine , Aromaten , Naphthene (oder Cycloalkane ), Alkene , Diene und Alkine enthält . Während die Moleküle in Rohöls unterschiedliche Atom, wie Schwefel und Stickstoff enthalten, werden die Kohlenwasserstoffe die häufigste Form von Molekülen, die aus aus Molekülen unterschiedlicher Länge und Komplexität sind Wasserstoff und Kohlenstoffatomen , und eine kleine Anzahl von Sauerstoffatomen. Die Unterschiede in der Struktur dieser Moleküle erklären ihre unterschiedlichen physikalischen und chemischen Eigenschaften , und es ist diese Vielfalt, die Rohöl in einem breiten Spektrum verschiedener Anwendungen nützlich macht.

Nach der Trennung und Reinigung von jeglichen Verunreinigungen und Verunreinigungen kann der Kraft- oder Schmierstoff ohne weitere Verarbeitung verkauft werden. Kleinere Moleküle wie Isobutan und Propylen oder Butylene können durch Verfahren wie Alkylierung oder häufiger Dimerisierung rekombiniert werden, um spezifische Oktananforderungen zu erfüllen . Die Oktanzahl von Benzin kann auch durch katalytisches Reformieren verbessert werden , bei dem Wasserstoff aus Kohlenwasserstoffen entfernt wird, wodurch Verbindungen mit höheren Oktanzahlen wie Aromaten erzeugt werden . Zwischenprodukte wie Gasöle können sogar wiederaufbereitet werden, um ein schweres, langkettiges Öl in ein leichteres, kurzkettiges zu spalten , durch verschiedene Formen des Crackens wie katalytisches Wirbelschichtcracken , thermisches Cracken und Hydrocracken . Der letzte Schritt bei der Benzinherstellung ist das Mischen von Kraftstoffen mit unterschiedlichen Oktanzahlen, Dampfdrücken und anderen Eigenschaften, um die Produktspezifikationen zu erfüllen. Ein weiteres Verfahren zur Wiederaufarbeitung und Veredelung dieser Zwischenprodukte ( Restöle ) verwendet einen Entgasungsprozess , um verwendbares Öl aus dem Asphalten-Abfallmaterial abzutrennen .

Ölraffinerien sind Großanlagen, die täglich etwa hunderttausend bis mehrere hunderttausend Barrel Rohöl verarbeiten. Aufgrund der hohen Kapazität arbeiten viele der Einheiten kontinuierlich , im Gegensatz zur Verarbeitung in Chargen , im stationären oder nahezu stationären Zustand über Monate bis Jahre. Die hohe Kapazität macht auch eine Prozessoptimierung und eine fortschrittliche Prozesskontrolle sehr wünschenswert.

Hauptprodukte

Rohöl wird durch fraktionierte Destillation in Fraktionen getrennt . Die Fraktionen am Kopf der Fraktionierkolonne haben niedrigere Siedepunkte als die Fraktionen am Sumpf. Die schweren Sumpffraktionen werden oft in leichtere, nützlichere Produkte gecrackt . Alle Fraktionen werden in anderen Raffinerieeinheiten weiterverarbeitet.
Eine Aufschlüsselung der Produkte, die aus einem typischen Barrel US-Öl hergestellt werden.

Erdölprodukte sind Materialien, die aus Rohöl ( Erdöl ) gewonnen werden, wie es in Erdölraffinerien verarbeitet wird . Der Großteil des Erdöls wird in Erdölprodukte umgewandelt, zu denen mehrere Kraftstoffklassen gehören.

Ölraffinerien produzieren auch verschiedene Zwischenprodukte wie Wasserstoff , leichte Kohlenwasserstoffe, Reformat und Pyrolysebenzin . Diese werden in der Regel nicht transportiert, sondern vor Ort gemischt oder weiterverarbeitet. Chemische Anlagen grenzen daher oft an Erdölraffinerien oder es sind eine Reihe weiterer chemischer Prozesse in diese integriert. So sind beispielsweise leichte Kohlenwasserstoffe dampfgekrackte in einer Ethylenanlage und das erzeugte Ethylen polymerisiert herzustellen Polyethen .

Da aus technischen Gründen und Umweltschutz einen sehr geringen Schwefelgehalt in alle , aber die schwersten Produkten verlangen, wird es umgewandelt Schwefelwasserstoff durch katalytische Hydrodesulfurierung und aus dem Produktstrom über entfernt Aminwäsche . Nach dem Claus-Verfahren wird Schwefelwasserstoff in elementaren Schwefel umgewandelt und an die chemische Industrie verkauft. Die bei diesem Verfahren freiwerdende relativ große Wärmeenergie wird direkt in den anderen Teilen der Raffinerie genutzt. Oft wird ein elektrisches Kraftwerk in den gesamten Raffinerieprozess eingebunden, um die überschüssige Wärme aufzunehmen.

Je nach Zusammensetzung des Rohöls und je nach Nachfrage des Marktes können Raffinerien unterschiedliche Anteile an Mineralölprodukten produzieren. Der größte Teil der Erdölprodukte wird als „Energieträger“ verwendet, also verschiedene Sorten von Heizöl und Benzin . Diese Kraftstoffe umfassen Benzin, Düsentreibstoff , Dieselkraftstoff , Heizöl und schwerere Heizöle oder können zu diesen gemischt werden. Schwerere (weniger flüchtige ) Fraktionen können auch zur Herstellung von Asphalt , Teer , Paraffin , Schmier- und anderen Schwerölen verwendet werden. Raffinerien produzieren auch andere Chemikalien , von denen einige in chemischen Prozessen zur Herstellung von Kunststoffen und anderen nützlichen Materialien verwendet werden. Da Erdöl oft wenige Prozent schwefelhaltige Moleküle enthält, wird auch elementarer Schwefel häufig als Erdölprodukt hergestellt. Als Erdölprodukte können auch Kohlenstoff in Form von Petrolkoks und Wasserstoff hergestellt werden. Der erzeugte Wasserstoff wird häufig als Zwischenprodukt für andere Ölraffinerieprozesse wie Hydrocracken und Hydrodesulfurierung verwendet .

Erdölprodukte werden in der Regel in vier Kategorien eingeteilt: Leichtdestillate (LPG, Benzin, Naphtha), Mitteldestillate (Kerosin, Kerosin, Diesel), Schwerdestillate und Rückstand (Schweröl, Schmieröle, Wachs, Asphalt). Diese erfordern das Mischen verschiedener Rohstoffe, das Mischen geeigneter Zusatzstoffe, die Bereitstellung einer kurzfristigen Lagerung und die Vorbereitung für die Massenverladung auf Lastwagen, Lastkähne, Produktschiffe und Eisenbahnwaggons. Diese Klassifizierung basiert auf der Art und Weise, wie Rohöl destilliert und in Fraktionen getrennt wird.

Über 6.000 Artikel werden aus Erdölabfall-Nebenprodukten hergestellt, darunter Düngemittel , Bodenbeläge , Parfüm , Insektizide , Vaseline , Seife , Vitaminkapseln . Siehe Link zur unvollständigen Liste von 144 Nebenprodukten, die von Ranken Energy gelistet sind.

Chemische Prozesse in einer Raffinerie

  • Die Entsalzereinheit wäscht das Salz aus dem Rohöl aus, bevor es in die atmosphärische Destillationseinheit gelangt.
  • Die Rohöldestillationseinheit destilliert das ankommende Rohöl in verschiedene Fraktionen zur Weiterverarbeitung in anderen Einheiten. Siehe kontinuierliche Destillation .
  • Die Vakuumdestillation destilliert das Rückstandsöl weiter vom Boden der Rohöldestillationseinheit. Die Vakuumdestillation wird bei einem Druck deutlich unter Atmosphärendruck durchgeführt.
  • Die Naphtha Hydrotreater- Einheit verwendet Wasserstoff, um Naphtha aus der atmosphärischen Destillation zu entschwefeln. Naphtha muss entschwefelt werden, bevor es einer katalytischen Reformereinheit zugeführt wird.
  • Der katalytische Reformer wandelt die entschwefelten Naphtha- Moleküle in Moleküle mit höherer Oktanzahl um, um Reformat (Reformerprodukt) herzustellen . Das Reformat hat einen höheren Gehalt an Aromaten und zyklischen Kohlenwasserstoffen, die Bestandteil des Endprodukts Benzin oder Benzin sind. Ein wichtiges Nebenprodukt eines Reformers ist Wasserstoff, der während der Katalysatorreaktion freigesetzt wird. Der Wasserstoff wird entweder in den Hydrotretern oder im Hydrocracker verwendet.
  • Destillat Hydrotreater entschwefelt Destillate (wie Diesel) nach atmosphärischer Destillation. Verwendet Wasserstoff zur Entschwefelung der Naphtha- Fraktion aus der Rohöldestillation oder anderen Einheiten innerhalb der Raffinerie.
  • Fluid Catalytic Cracker (FCC) wertet die schwereren, höhersiedenden Fraktionen aus der Rohöldestillation auf, indem sie sie in leichtere und niedriger siedende, wertvollere Produkte umwandeln.
  • Hydrocracker verwendet Wasserstoff, um schwere Rückstandsöle aus der Vakuumdestillationseinheit durch thermisches Cracken in leichtere, wertvollere Produkte mit reduzierter Viskosität aufzuwerten.
  • Merox entschwefelt LPG, Kerosin oder Kerosin durch Oxidation von Mercaptanen zu organischen Disulfiden .
  • Alternative Verfahren zur Entfernung von Mercaptanen sind bekannt, zB Rakelsüßungsverfahren und Laugenwaschen.
  • Verkokungsanlagen ( Delayed Coker , Fluid Coker und Flexicoker) verarbeiten sehr schwere Restöle zu Benzin und Dieselkraftstoff, wobei Petrolkoks als Restprodukt zurückbleibt.
  • Die Alkylierungsanlage verwendet Schwefelsäure oder Flusssäure , um Komponenten mit hoher Oktanzahl für das Mischen von Benzin herzustellen. Die "Alky"-Einheit wandelt leichtes Isobutan und Butylene aus dem FCC-Verfahren in Alkylat um , eine Komponente mit sehr hoher Oktanzahl des Endprodukts Benzin oder Benzin.
  • Die Dimerisierungsanlage wandelt Olefine in Benzinmischkomponenten mit höherer Oktanzahl um. Beispielsweise Butene können dimerisierte in Isoocten werden , die anschließend hydriert werden kann zur Bildung Isooctan . Es gibt auch andere Verwendungen für die Dimerisierung. Durch Dimerisierung hergestelltes Benzin ist stark ungesättigt und sehr reaktiv. Es neigt spontan zur Zahnfleischbildung. Aus diesem Grund muss das Abwasser aus der Dimerisierung sofort dem fertigen Benzinpool beigemischt oder hydriert werden.
  • Die Isomerisierung wandelt lineare Moleküle wie normales Pentan in verzweigte Moleküle mit höherer Oktanzahl um, um sie in Benzin einzumischen oder Alkylierungseinheiten zuzuführen. Wird auch verwendet, um lineares Normalbutan in Isobutan zur Verwendung in der Alkylierungseinheit umzuwandeln .
  • Die Dampfreformierung wandelt Erdgas in Wasserstoff für die Hydrotrecker und/oder den Hydrocracker um.
  • Flüssiggasspeicherbehälter speichern Propan und ähnliche gasförmige Brennstoffe mit einem ausreichenden Druck, um sie in flüssiger Form zu halten. Dies sind normalerweise kugelförmige Gefäße oder "Kugeln" (dh horizontale Gefäße mit abgerundeten Enden).
  • Amingasbehandlung , Claus-Einheit und Abgasbehandlung wandeln Schwefelwasserstoff aus der Hydrodesulfurierung in elementaren Schwefel um. Die große Mehrheit der im Jahr 2005 weltweit produzierten 64.000.000 Tonnen Schwefel war Nebenproduktschwefel aus Erdölraffinations- und Erdgasverarbeitungsanlagen .
  • Der Sauerwasserstripper verwendet Dampf, um Schwefelwasserstoffgas aus verschiedenen Abwasserströmen zu entfernen und anschließend in der Claus-Einheit in das Endprodukt Schwefel umzuwandeln.
  • Kühltürme zirkulieren Kühlwasser, Kesselanlagen erzeugen Dampf für Dampferzeuger und Instrumentenluftsysteme umfassen pneumatisch betätigte Regelventile und eine elektrische Umspannstation .
  • Abwassersammel- und -behandlungssysteme bestehen aus API-Separatoren , Luftflotationseinheiten (DAF) und weiteren Behandlungseinheiten wie einem Belebtschlamm- Bioaufbereiter, um Wasser für die Wiederverwendung oder Entsorgung geeignet zu machen.
  • Bei der Lösungsmittelraffination werden Lösungsmittel wie Kresol oder Furfural verwendet , um unerwünschte, hauptsächlich Aromaten, aus Schmieröl- oder Dieselöl zu entfernen.
  • Lösungsmittelentparaffinierung entfernt die schweren wachsartigen Bestandteile Petrolatum aus Vakuumdestillationsprodukten.
  • Lagertanks zur Lagerung von Rohöl und Fertigprodukten, in der Regel vertikale, zylindrische Behälter mit einer Art Dampfemissionskontrolle und umgeben von einer Erdberme, um ausgelaufene Flüssigkeiten aufzunehmen.

Flussdiagramm einer typischen Raffinerie

Das Bild unten ist ein schematisches Flussdiagramm einer typischen Ölraffinerie, das die verschiedenen Einheitsprozesse und den Fluss der Zwischenproduktströme darstellt, der zwischen dem Rohöleinlass und den Endprodukten auftritt. Das Diagramm zeigt nur eine von buchstäblich Hunderten von verschiedenen Ölraffineriekonfigurationen. Das Diagramm enthält auch keine der üblichen Raffinerieanlagen, die Versorgungsunternehmen wie Dampf, Kühlwasser und Strom bereitstellen, sowie Lagertanks für Rohöl-Rohstoffe und für Zwischen- und Endprodukte.

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Schematisches Flussdiagramm einer typischen Ölraffinerie

Es gibt viele andere Prozesskonfigurationen als die oben dargestellten. Die Vakuumdestillationseinheit kann beispielsweise auch Fraktionen erzeugen, die zu Endprodukten wie Spindelöl für die Textilindustrie, Leichtmaschinenöl, Motorenöl und verschiedenen Wachsen veredelt werden können.

Die Rohöldestillationsanlage

Die Rohöldestillationseinheit (CDU) ist die erste Verarbeitungseinheit in praktisch allen Erdölraffinerien. Die CDU destilliert das ankommende Rohöl in verschiedene Fraktionen unterschiedlicher Siedebereiche, die dann jeweils in den anderen Raffinerie-Verarbeitungseinheiten weiterverarbeitet werden. Die CDU wird oft als atmosphärische Destillationseinheit bezeichnet, da sie bei etwas über dem Atmosphärendruck arbeitet.

Unten ist ein schematisches Flussdiagramm einer typischen Rohöldestillationseinheit. Das ankommende Rohöl wird durch Wärmeaustausch mit einem Teil der heißen, destillierten Fraktionen und anderen Strömen vorgewärmt. Anschließend wird es entsalzt, um anorganische Salze (hauptsächlich Natriumchlorid) zu entfernen.

Nach dem Entsalzer wird das Rohöl durch Wärmeaustausch mit einem Teil der heißen, destillierten Fraktionen und anderen Strömen weiter erhitzt. Anschließend wird es in einem brennstoffbefeuerten Ofen (befeuerter Erhitzer) auf eine Temperatur von ca. 398 °C erhitzt und in den Sumpf der Destillationsanlage geleitet.

Das Kühlen und Kondensieren des Destillationskolonnenkopfes erfolgt teilweise durch Wärmeaustausch mit dem ankommenden Rohöl und teilweise durch entweder einen luftgekühlten oder wassergekühlten Kondensator. Zusätzliche Wärme wird durch ein Umpumpsystem aus der Destillationskolonne abgeführt, wie in der Abbildung unten gezeigt.

Wie im Fließdiagramm gezeigt, handelt es sich bei der Kopfdestillatfraktion aus der Destillationskolonne um Naphtha. Die seitlich der Destillationskolonne an verschiedenen Stellen zwischen Kolonnenkopf und -sumpf entnommenen Fraktionen werden als Sidecuts bezeichnet . Jeder der Nebenprodukte (dh Kerosin, leichtes Gasöl und schweres Gasöl) wird durch Wärmeaustausch mit dem ankommenden Rohöl gekühlt. Alle Fraktionen (dh das Kopfbenzin, die Sidecuts und der Sumpfrückstand) werden in Zwischenlagertanks geschickt, bevor sie weiterverarbeitet werden.

Schematisches Flussdiagramm einer typischen Rohöldestillationsanlage, wie sie in Erdöl-Rohöl-Raffinerien verwendet wird.

Standort von Erdölraffinerien

Eine Partei, die nach einem Standort für den Bau einer Raffinerie oder eines Chemiewerks sucht, muss die folgenden Aspekte berücksichtigen:

  • Der Standort muss relativ weit von Wohngebieten entfernt sein.
  • Für die Lieferung von Rohstoffen und den Versand von Produkten an die Märkte sollte eine Infrastruktur vorhanden sein.
  • Energie zum Betrieb der Anlage sollte vorhanden sein.
  • Für die Abfallentsorgung sollten Einrichtungen vorhanden sein.

Faktoren, die die Standortauswahl für eine Ölraffinerie beeinflussen:

  • Verfügbarkeit von Land
  • Verkehrs- und Transportbedingungen
  • Versorgungsbedingungen - Stromversorgung, Wasserversorgung
  • Verfügbarkeit von Arbeitskräften und Ressourcen

Raffinerien, die viel Dampf und Kühlwasser verbrauchen, müssen über eine reichliche Wasserquelle verfügen. Ölraffinerien befinden sich daher oft in der Nähe von schiffbaren Flüssen oder an einer Küste in der Nähe eines Hafens. Diese Lage ermöglicht auch den Transport auf dem Fluss oder auf dem Seeweg. Die Vorteile des Transports von Rohöl per Pipeline liegen auf der Hand, und Ölgesellschaften transportieren oft große Mengen Treibstoff per Pipeline zu Verteilerterminals. Eine Pipeline ist für Produkte mit geringer Leistung möglicherweise nicht praktikabel, und es werden Eisenbahnwaggons, Tankwagen und Lastkähne verwendet.

Petrochemische Anlagen und Anlagen zur Lösungsmittelherstellung (Feinfraktionierung) benötigen Räume für die Weiterverarbeitung einer großen Menge von Raffinerieprodukten oder um chemische Additive mit einem Produkt an der Quelle anstatt an den Mischterminals zu mischen.

Sicherheit und Umwelt

Feuerlöscharbeiten nach der Explosion der Texas City Raffinerie .

Der Raffinationsprozess setzt eine Reihe verschiedener Chemikalien in die Atmosphäre frei (siehe AP 42 Compilation of Air Pollutant Emission Factors ) und ein bemerkenswerter Geruch begleitet normalerweise das Vorhandensein einer Raffinerie. Abgesehen von den Auswirkungen der Luftverschmutzung gibt es auch Bedenken hinsichtlich des Abwassers, Risiken von Industrieunfällen wie Feuer und Explosionen sowie gesundheitliche Auswirkungen von Lärm durch Industrielärm .

Viele Regierungen weltweit haben Beschränkungen für von Raffinerien freigesetzte Verunreinigungen vorgeschrieben, und die meisten Raffinerien haben die Ausrüstung installiert, die erforderlich ist, um die Anforderungen der einschlägigen Umweltschutzbehörden zu erfüllen. In den Vereinigten Staaten besteht ein starker Druck, die Entwicklung neuer Raffinerien zu verhindern, und seit Marathons Werk in Garyville, Louisiana im Jahr 1976, wurde keine größere Raffinerie im Land gebaut . Allerdings wurden viele bestehende Raffinerien während dieser Zeit erweitert. Umweltbeschränkungen und der Druck, den Bau neuer Raffinerien zu verhindern, könnten auch zu steigenden Kraftstoffpreisen in den Vereinigten Staaten beigetragen haben. Darüber hinaus wurden viele Raffinerien (mehr als 100 seit den 1980er Jahren) aufgrund von Überalterung und/oder Fusionsaktivitäten innerhalb der Branche selbst geschlossen.

Umwelt- und Sicherheitsbedenken führen dazu, dass sich Ölraffinerien manchmal in einiger Entfernung von großen städtischen Gebieten befinden. Dennoch gibt es viele Fälle, in denen Raffineriebetriebe in der Nähe von besiedelten Gebieten liegen und Gesundheitsrisiken darstellen. In Kalifornien Contra Costa County und Solano Grafschaft , eine Küstenlinie Halskette von Raffinerien, im frühen 20. Jahrhundert erbaut , bevor dieses Gebiet besiedelt war, und die damit verbunden chemische Anlagen sind in städtischen Gebiete angrenzend in Richmond , Martinez , Pacheco , Concord , Pitts , Vallejo und Benicia , mit gelegentlichen unfallbedingten Ereignissen, die eine " Unterkunft vor Ort "-Befehle an die angrenzenden Bevölkerungsgruppen erfordern . Eine Reihe von Raffinerien befinden sich in Sherwood Park, Alberta , direkt neben der Stadt Edmonton . Der Großraum Edmonton hat eine Bevölkerung von über 1.000.000 Einwohnern.

NIOSH- Kriterien für die berufliche Exposition gegenüber raffinierten Erdöllösungsmitteln sind seit 1977 verfügbar.

Gesundheit der Arbeitnehmer

Hintergrund

Die moderne Erdölraffination beinhaltet ein kompliziertes System miteinander verbundener chemischer Reaktionen, die eine Vielzahl von Produkten auf Erdölbasis produzieren. Viele dieser Reaktionen erfordern genaue Temperatur- und Druckparameter. Die Ausrüstung und die Überwachung, die erforderlich sind, um den ordnungsgemäßen Ablauf dieser Prozesse sicherzustellen, sind komplex und haben sich durch die Weiterentwicklung des wissenschaftlichen Gebiets der Erdöltechnik weiterentwickelt .

Die breite Palette von Hochdruck- und/oder Hochtemperaturreaktionen, zusammen mit den notwendigen chemischen Additiven oder extrahierten Verunreinigungen, birgt eine erstaunliche Anzahl potenzieller Gesundheitsgefahren für die Arbeiter der Ölraffinerie. Durch die Weiterentwicklung der technischen Chemie- und Erdöltechnik wird die überwiegende Mehrheit dieser Prozesse automatisiert und abgeschlossen, wodurch die möglichen gesundheitlichen Auswirkungen für die Arbeitnehmer stark reduziert werden. Abhängig von dem spezifischen Prozess, an dem ein Arbeitnehmer beteiligt ist, sowie von der speziellen Methode, die von der Raffinerie, in der er arbeitet, angewendet wird, bleiben jedoch erhebliche Gesundheitsgefahren.

Obwohl Arbeitsunfälle in den Vereinigten Staaten zu dieser Zeit nicht routinemäßig verfolgt und gemeldet wurden, gibt es bereits im 19. Jahrhundert Berichte über die gesundheitlichen Auswirkungen der Arbeit in einer Ölraffinerie. So kamen 1890 bei einer Explosion in einer Raffinerie in Chicago 20 Arbeiter ums Leben. Seitdem haben zahlreiche Brände, Explosionen und andere bedeutende Ereignisse die Öffentlichkeit von Zeit zu Zeit auf die Gesundheit der Arbeiter in der Ölraffinerie aufmerksam gemacht. Solche Ereignisse setzen sich im 21. Jahrhundert fort, wobei 2018 Explosionen in Raffinerien in Wisconsin und Deutschland gemeldet wurden.

Es gibt jedoch viele weniger sichtbare Gefahren, die Arbeiter in Ölraffinerien gefährden.

Chemische Expositionen

Angesichts der hoch automatisierten und technisch fortschrittlichen Natur moderner Erdölraffinerien unterliegen fast alle Prozesse den technischen Kontrollen und stellen im Vergleich zu früheren Zeiten ein erheblich geringeres Expositionsrisiko für Arbeitnehmer dar. Bestimmte Situationen oder Arbeitsaufgaben können jedoch diese Sicherheitsmechanismen untergraben und Arbeitnehmer einer Reihe von chemischen (siehe Tabelle oben) oder physikalischen (unten beschrieben) Gefahren aussetzen. Beispiele für diese Szenarien sind:

  • Systemausfälle (Leckagen, Explosionen usw.).
  • Standardinspektion, Produktbemusterung, Prozessumkehr oder Wartungs-/Reinigungsaktivitäten der Ausrüstung.

Obwohl Erdölraffinerien Chemikalien verwenden und produzieren, die bekanntermaßen krebserregend sind , ist die Literatur über Krebsraten unter Raffineriearbeitern interessanterweise gemischt. Benzol hat beispielsweise einen Zusammenhang mit Leukämie gezeigt , jedoch sind Studien, die die Benzolexposition und die daraus resultierende Leukämie speziell bei Arbeitern in Ölraffinerien untersuchten, zu gegensätzlichen Schlussfolgerungen gekommen. Asbest- assoziiertes Mesotheliom ist eine weitere besondere Beziehung zwischen Krebs und Karzinogen, die im Zusammenhang mit Arbeitern in Ölraffinerien untersucht wurde. Bis heute hat diese Arbeit einen marginal signifikanten Zusammenhang mit Raffineriebeschäftigung und Mesotheliom gezeigt. Bemerkenswert ist, dass eine Metaanalyse, die Daten von mehr als 350.000 Raffineriearbeitern umfasste, keine statistisch signifikanten Überschreitungen der Krebssterblichkeit fand, mit Ausnahme eines geringfügig signifikanten Anstiegs der Melanomtodesfälle. Eine weitere US-basierte Studie umfasste eine Nachbeobachtungszeit von 50 Jahren bei über 17.000 Arbeitern. Diese Studie kam zu dem Schluss, dass es in dieser Kohorte keine übermäßige Sterblichkeit aufgrund von Erwerbstätigkeit gab.

BTX steht für Benzol , Toluol , Xylol . Dies ist eine Gruppe allgemeiner flüchtiger organischer Verbindungen (VOC), die in der Umgebung von Ölraffinerien vorkommen und als Musterbeispiel für eine eingehendere Diskussion über Arbeitsplatzgrenzwerte, Chemikalienexposition und Überwachung unter Raffineriearbeitern dienen.

Der wichtigste Expositionsweg für BTX-Chemikalien ist die Inhalation aufgrund des niedrigen Siedepunkts dieser Chemikalien. Der Großteil der gasförmigen Produktion von BTX findet während der Tankreinigung und des Kraftstofftransfers statt, wodurch diese Chemikalien in die Luft entgast werden. Eine Exposition kann auch durch Aufnahme über kontaminiertes Wasser erfolgen, dies ist jedoch im beruflichen Umfeld unwahrscheinlich. Eine dermale Exposition und Aufnahme ist ebenfalls möglich, aber in einem beruflichen Umfeld mit entsprechender persönlicher Schutzausrüstung wiederum weniger wahrscheinlich.

In den Vereinigten Staaten haben die Occupational Safety and Health Administration (OSHA), das National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) und die American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) alle Arbeitsplatzgrenzwerte (OELs) für viele der Chemikalien festgelegt darüber hinaus, dass Arbeitnehmer in Erdölraffinerien ausgesetzt sein können.

Arbeitsplatzgrenzwerte für BTX- Chemikalien
OSHA PEL (8-Stunden-TWA) CalOSHA PEL (8-Stunden-TWA) NIOSH REL (10-Stunden-TWA) ACGIH TLV (8-Stunden-TWA)
Benzol 10 ppm 1 ppm 1 ppm 0,5 ppm
Toluol 10 ppm 1 ppm 10 ppm 1 ppm
Xylol 100 ppm 100 ppm 100 ppm 100 ppm

Insbesondere Benzol hat mehrere Biomarker , die gemessen werden können, um die Exposition zu bestimmen. Benzol selbst kann in Atem, Blut und Urin gemessen werden, und Metaboliten wie Phenol , t , t- Muconsäure ( t , t MA) und S-Phenylmercaptursäure ( s PMA) können im Urin gemessen werden. Zusätzlich zur Überwachung der Expositionsniveaus über diese Biomarker sind Arbeitgeber von der OSHA verpflichtet, regelmäßige Bluttests bei Arbeitnehmern durchzuführen, um auf frühe Anzeichen einiger der gefürchteten hämatologischen Ergebnisse zu testen, von denen die am weitesten verbreitete Leukämie ist . Zu den erforderlichen Tests gehören ein großes Blutbild mit Zelldifferenzial und ein „regelmäßiger“ peripherer Blutausstrich . Der Nutzen dieser Tests wird durch formale wissenschaftliche Studien gestützt.

Potenzielle chemische Exposition durch Prozess

Verfahren Potenzielle chemische Exposition Häufige gesundheitliche Bedenken
Lösungsmittelextraktion und Entparaffinierung Phenol Neurologische Symptome, Muskelschwäche, Hautreizung.
Furfural Hautreizung
Glykole Depression des Zentralnervensystems, Schwäche, Reizung von Augen, Haut, Nase, Rachen.
Methyl-Ethyl Ketone Atemwegsreizung, Husten, Atemnot, Lungenödem.
Thermisches Cracken Schwefelwasserstoff Reizung der Atemwege, Kopfschmerzen, Sehstörungen, Augenschmerzen.
Kohlenmonoxid Elektrokardiogrammveränderungen, Zyanose, Kopfschmerzen, Schwäche.
Ammoniak Reizung der Atemwege, Atemnot, Lungenödem, Hautverbrennungen.
Katalytische Zersetzung Schwefelwasserstoff Reizung der Atemwege, Kopfschmerzen, Sehstörungen, Augenschmerzen.
Kohlenmonoxid Elektrokardiogrammveränderungen, Zyanose, Kopfschmerzen, Schwäche.
Phenol Neurologische Symptome, Muskelschwäche, Hautreizung.
Ammoniak Reizung der Atemwege, Atemnot, Lungenödem, Hautverbrennungen.
Mercaptan Zyanose und Narkose, Reizung der Atemwege, der Haut und der Augen.
Nickelcarbonyl Kopfschmerzen, Teratogen, Schwäche, Brust-/Bauchschmerzen, Lungen- und Nasenkrebs.
Katalytische Reformierung Schwefelwasserstoff Reizung der Atemwege, Kopfschmerzen, Sehstörungen, Augenschmerzen.
Benzol Leukämie, Auswirkungen auf das Nervensystem, Atemwegssymptome.
Isomerisierung Salzsäure Hautschädigung, Reizung der Atemwege, Verätzungen der Augen.
Chlorwasserstoff Reizung der Atemwege, Hautreizung, Verätzungen der Augen.
Polymerisation Natriumhydroxid Reizung der Schleimhäute, Haut, Pneumonitis.
Phosphorsäure Haut-, Augen-, Atemwegsreizung.
Alkylierung Schwefelsäure Verätzungen von Augen und Haut, Lungenödem.
Fluorwasserstoffsäure Knochenveränderungen, Hautverbrennungen, Schädigung der Atemwege.
Süßen und Behandeln Schwefelwasserstoff Reizung der Atemwege, Kopfschmerzen, Sehstörungen, Augenschmerzen.
Natriumhydroxid Reizung der Schleimhäute, Haut, Pneumonitis.
Rückgewinnung von ungesättigtem Gas Monoethanolamin (MEA) Benommenheit, Reizung der Augen, der Haut und der Atemwege.
Diethanolamin (DEA) Hornhautnekrose, Hautverbrennungen, Reizung von Augen, Nase, Rachen.
Aminbehandlung Monoethanolamin (MEA) Benommenheit, Reizung der Augen, der Haut und der Atemwege.
Diethanolamin (DEA) Hornhautnekrose, Hautverbrennungen, Reizung von Augen, Nase, Rachen.
Schwefelwasserstoff Reizung der Atemwege, Kopfschmerzen, Sehstörungen, Augenschmerzen.
Kohlendioxid Kopfschmerzen, Schwindel, Parästhesien, Unwohlsein, Tachykardie .
Gesättigte Gasextraktion Schwefelwasserstoff Reizung der Atemwege, Kopfschmerzen, Sehstörungen, Augenschmerzen.
Kohlendioxid Kopfschmerzen, Schwindel, Parästhesien, Unwohlsein, Tachykardie.
Diethanolamin Hornhautnekrose, Hautverbrennungen, Reizung von Augen, Nase, Rachen.
Natriumhydroxid Reizung der Schleimhäute, Haut, Pneumonitis.
Wasserstoffproduktion Kohlenmonoxid Elektrokardiogrammveränderungen, Zyanose, Kopfschmerzen, Schwäche.
Kohlendioxid Kopfschmerzen, Schwindel, Parästhesien, Unwohlsein, Tachykardie.

Physikalische Gefahren

Arbeiter sind durch eine große Anzahl von Hochleistungsmaschinen in der relativen Nähe der Ölraffinerie gefährdet. Der für viele der chemischen Reaktionen erforderliche hohe Druck bietet auch die Möglichkeit lokalisierter Systemausfälle, die zu einem stumpfen oder penetrierenden Trauma durch explodierende Systemkomponenten führen.

Auch Hitze ist eine Gefahr. Die Temperatur, die für den ordnungsgemäßen Ablauf bestimmter Reaktionen im Raffinationsprozess erforderlich ist, kann 870 °C (1600 °F) erreichen. Wie bei Chemikalien ist das Betriebssystem darauf ausgelegt, diese Gefahr sicher einzudämmen, ohne den Arbeiter zu verletzen. Bei Systemausfällen ist dies jedoch eine starke Bedrohung für die Gesundheit der Arbeiter. Zu den Bedenken gehören sowohl direkte Verletzungen durch eine Hitzeerkrankung oder Verletzung als auch die Möglichkeit verheerender Verbrennungen, falls der Arbeiter mit überhitzten Reagenzien/Geräten in Kontakt kommt.

Lärm ist eine weitere Gefahr. Raffinerien können sehr laute Umgebungen sein, und es wurde bereits gezeigt, dass sie mit Hörverlust bei Arbeitern in Verbindung gebracht werden. Die Innenumgebung einer Ölraffinerie kann Werte von über 90  dB erreichen . In den Vereinigten Staaten sind durchschnittlich 90 dB der zulässige Expositionsgrenzwert (PEL) für einen 8-Stunden-Arbeitstag. Lärmbelastungen von durchschnittlich mehr als 85 dB über einen Zeitraum von 8 Stunden erfordern ein Gehörschutzprogramm , um das Gehör der Arbeitnehmer regelmäßig zu bewerten und seinen Schutz zu fördern. Die regelmäßige Bewertung des Hörvermögens der Arbeitnehmer und die sorgfältige Verwendung eines ordnungsgemäß geprüften Gehörschutzes sind wesentliche Bestandteile solcher Programme.

Obwohl dies nicht spezifisch für die Branche ist, können Ölraffineriearbeiter auch Gefahren wie Fahrzeugunfällen , maschinenbedingten Verletzungen, Arbeiten auf engstem Raum, Explosionen/Bränden, ergonomischen Gefahren , schichtarbeitsbedingten Schlafstörungen und . ausgesetzt sein Stürze.

Gefahrenkontrollen

Die Theorie der Kontrollhierarchie kann auf Erdölraffinerien und ihre Bemühungen zur Gewährleistung der Arbeitnehmersicherheit angewendet werden.

Elimination und Substitution sind in Erdölraffinerien unwahrscheinlich, da viele der Rohstoffe, Abfallprodukte und Fertigprodukte in der einen oder anderen Form gefährlich sind (zB entzündlich, krebserregend).

Beispiele für technische Kontrollen sind ein Feuererkennungs-/Löschsystem , Druck-/chemische Sensoren zum Erkennen/Vorhersagen des Verlusts der strukturellen Integrität und eine angemessene Wartung von Rohrleitungen, um eine durch Kohlenwasserstoffe induzierte Korrosion (die zu einem strukturellen Versagen führt) zu verhindern. Andere Beispiele, die in Erdölraffinerien verwendet werden, umfassen den Schutz von Stahlbauteilen nach dem Bau mit Vermiculit , um die Hitze-/Feuerbeständigkeit zu verbessern. Die Unterteilung kann dazu beitragen, die Ausbreitung eines Feuers oder eines anderen Systemausfalls auf andere Bereiche der Struktur zu verhindern, und kann dazu beitragen, gefährliche Reaktionen zu verhindern, indem verschiedene Chemikalien voneinander getrennt gehalten werden, bis sie in der richtigen Umgebung sicher kombiniert werden können.

Zu den administrativen Kontrollen gehören eine sorgfältige Planung und Überwachung der Reinigungs-, Wartungs- und Turnaround-Prozesse der Raffinerie. Diese treten auf, wenn viele der technischen Steuerungen abgeschaltet oder unterdrückt werden und können für Arbeiter besonders gefährlich sein. Eine detaillierte Koordinierung ist erforderlich, um sicherzustellen, dass die Wartung eines Teils der Anlage keine gefährlichen Expositionen für die Wartungspersonal oder Arbeiter in anderen Bereichen der Anlage verursacht. Aufgrund der leicht entzündlichen Natur vieler der beteiligten Chemikalien werden Raucherbereiche streng kontrolliert und sorgfältig platziert.

Je nach verarbeiteter oder hergestellter Chemikalie kann eine persönliche Schutzausrüstung (PSA) erforderlich sein. Besondere Sorgfalt ist bei der Probenahme des unvollständigen Produkts, der Tankreinigung und anderen risikoreichen Aufgaben wie oben erwähnt erforderlich. Solche Aktivitäten können die Verwendung von undurchlässiger Oberbekleidung, Säureschutzhauben, Einweg-Overalls usw. erfordern. Generell sollte das gesamte Personal in Operationsbereichen einen geeigneten Gehör- und Sichtschutz tragen , Kleidung aus brennbarem Material ( Nylon , Dacron , Acryl oder Mischungen) vermeiden. , und in voller Länge Hosen und Ärmel.

Vorschriften

Vereinigte Staaten

Die Gesundheit und Sicherheit der Arbeitnehmer in Ölraffinerien wird auf nationaler Ebene sowohl von der Occupational Safety and Health Administration (OSHA) als auch vom National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) streng überwacht . Neben Bund Überwachung, Kalifornien ‚s CalOSHA beim Schutz der Gesundheit der Arbeitnehmer in der Industrie besonders aktiv war, und eine Politik im Jahr 2017 , die ein zur Durchführung Erdölraffinerien erfordert‚Hierarchie der Gefahren Steuert Analysis‘(siehe oben‚Hazard Bedienelemente‘ ) für jedes Prozesssicherheitsrisiko. Sicherheitsvorschriften haben zu einer unterdurchschnittlichen Verletzungsrate für Arbeiter in der Raffinerieindustrie geführt. In einem Bericht des US Bureau of Labor Statistics aus dem Jahr 2018 weisen sie darauf hin, dass Erdölraffineriearbeiter eine deutlich niedrigere Rate an Arbeitsunfällen haben (0,4 OSHA-meldepflichtige Fälle pro 100 Vollzeitbeschäftigte) als alle Branchen (3,1 Fälle), Öl und Gas Förderung (0,8 Fälle) und Erdölherstellung im Allgemeinen (1,3 Fälle).

Nachfolgend finden Sie eine Liste der gängigsten Vorschriften, auf die in den von der OSHA herausgegebenen Sicherheitshinweisen für Erdölraffinerien Bezug genommen wird:

Korrosion

Raffinerie Slovnaft in Bratislava .
Ölraffinerie im Iran.

Die Korrosion von metallischen Komponenten ist ein wesentlicher Ineffizienzfaktor im Raffinationsprozess. Da es zu Geräteausfällen führt, ist es ein Hauptgrund für den Wartungsplan der Raffinerie. Die korrosionsbedingten direkten Kosten in der US-Erdölindustrie wurden 1996 auf 3,7 Milliarden US-Dollar geschätzt.

Korrosion tritt im Raffinationsprozess in verschiedenen Formen auf, wie Lochfraßkorrosion durch Wassertropfen, Versprödung durch Wasserstoff und Spannungsrisskorrosion durch Sulfidangriff. Aus werkstofflicher Sicht wird Kohlenstoffstahl für mehr als 80 Prozent der Raffineriekomponenten verwendet, was aufgrund seiner geringen Kosten von Vorteil ist. Kohlenstoffstahl ist beständig gegen die gängigsten Korrosionsarten, insbesondere durch Kohlenwasserstoffverunreinigungen bei Temperaturen unter 205 °C, aber andere korrosive Chemikalien und Umgebungen verhindern seinen Einsatz überall. Übliche Ersatzmaterialien sind niedriglegierte Stähle mit Chrom und Molybdän , wobei rostfreiere Stähle mit mehr Chrom in korrosiven Umgebungen eingesetzt werden können. Teure Materialien sind häufig verwendete Nickel , Titan und Kupfer - Legierungen. Diese werden hauptsächlich für die problematischsten Bereiche aufbewahrt, in denen extrem hohe Temperaturen und/oder sehr korrosive Chemikalien vorhanden sind.

Korrosion wird durch ein komplexes System aus Überwachung, vorbeugenden Reparaturen und sorgfältigem Materialeinsatz bekämpft. Überwachungsmethoden umfassen sowohl Offline-Prüfungen, die während der Wartung durchgeführt werden, als auch Online-Überwachung. Offline-Prüfungen messen Korrosion, nachdem sie aufgetreten ist, und teilen dem Techniker anhand der gesammelten historischen Informationen mit, wann Geräte ausgetauscht werden müssen. Dies wird als präventives Management bezeichnet.

Online-Systeme sind eine modernere Entwicklung und revolutionieren den Umgang mit Korrosion. Es gibt verschiedene Arten von Online-Korrosionsüberwachungstechnologien, wie z. B. linearer Polarisationswiderstand, elektrochemisches Rauschen und elektrischer Widerstand. Die Online-Überwachung hatte in der Vergangenheit im Allgemeinen langsame Melderaten (Minuten oder Stunden) und war durch Prozessbedingungen und Fehlerquellen begrenzt, aber neuere Technologien können Raten bis zu zweimal pro Minute mit viel höherer Genauigkeit melden (als Echtzeitüberwachung bezeichnet). . Dies ermöglicht es Verfahrensingenieuren, Korrosion als eine weitere Prozessvariable zu behandeln, die im System optimiert werden kann. Sofortige Reaktionen auf Prozessänderungen ermöglichen die Kontrolle von Korrosionsmechanismen, sodass diese minimiert und gleichzeitig die Produktionsleistung maximiert werden können. In einer idealen Situation ermöglichen genaue und Echtzeit-Online-Korrosionsinformationen die Identifizierung und Reduzierung von Bedingungen, die zu hohen Korrosionsraten führen. Dies wird als prädiktives Management bezeichnet.

Materialmethoden umfassen die Auswahl des richtigen Materials für die Anwendung. In Bereichen mit minimaler Korrosion sind billige Materialien vorzuziehen, aber wenn eine starke Korrosion auftreten kann, sollten teurere, aber langlebigere Materialien verwendet werden. Andere Materialmethoden sind Schutzbarrieren zwischen korrosiven Substanzen und den Metallen der Ausrüstung. Dies kann entweder eine Auskleidung aus feuerfestem Material wie Standard- Portlandzement oder ein anderer spezieller säurebeständiger Zement sein, der auf die Innenfläche des Behälters geschossen wird. Ebenfalls erhältlich sind dünne Überzüge aus teureren Metallen, die billigere Metalle ohne viel Material vor Korrosion schützen.

Siehe auch

Verweise

Externe Links