Transcript Aanmaaktover Dieselolie

TOVERS VAN HELDER
Aanmaaktover 2
AANMAKEN 1 TON DIESELOLIE
PRIJS
5.735
Vraag
Wat is de prijs van het aanmaken van 1 ton dieselolie?
Antwoord
Recept & Bereiding
AMT 1.1
1
AMT 1.2
,,
1
AMT 1.3
,,
1
AMT 1.4
,,
1
AMT 1.5
,,
1
AMT 1.6
AMT 1.7
AMT 1.8
,,
,,
3.465
2,E+19
5,19
AMT 1.9
AMT 1.10
,,
,,
25
38
AMT 1.11
AMT 1.12
,,
127.466
63
AMT 1.13
,,
1
AMT 1.14
,,
0,34
AMT 1.18
,,
pm
1
AMT 2
1
atm. dest.
fabriek
vac. dest.
fabriek
therm. omz.
fabriek
waterstof
kraakfabriek
waterstofzuiveringsfabriek
mensen
m³ lucht
ton
ruwe olie
kg aardgas
kg aardgas/
bedrijfsgas
kJ stroom
kg aardgas
verbranden
ton destillaat
zuiveren
ton destillaat
omvormen
mensjaren
arbeid
ton benzine
klaar
ton benzine
aangemaakt
Gereedschappen
ΔSσ
[kJ/°K]
pm
ΔScf
[kJ/°K]
pm
ΔSθ
[kJ/°K]
pm
pm
pm
pm
pm
pm
pm
pm
pm
pm
pm
pm
pm
pm
0
813
pm
0
-377
pm
0
3.439
291
0
-2
0
11
0
pm
-1.226
pm
-1.013
pm
3.649
pm
pm
pm
150
0
0
pm
pm
pm
29
-1.393
7.099
De dieselolie ( = gasolie) wordt gemaakt uit olie, die wordt geraffineerd door
Shell Pernis.
Helder merkte spoedig dat Shell niet transparant is als het gaat om het publiceren
van jaarverslagen met duidelijke informatie over energieverbruik,
emissies in het milieu en de opbouw van de fabrieken te Pernis.
Daarom ging Helder via de volgende benaderingsmethode te werk.
Proceschema uit Wikipedia:
7
8
86.000
86.000
8
42.000
42.000
5
55.000
42.000
418.000
vaten/
etmaal
27.000
184.000
6
8
1
8
4
8
2
48.000
140.000
24.000
9.000
9.00
3
46.000
7
1
2
3
4
5
6
7
8
Capaciteit fabrieken
Shell Pernis
Proces
Vaten/etm.
Atm. destillatie
418.000
Vacuüm destillatie
140.00
Thermische bewerkingen 46.000
Katalytisch kraken
48.000
Waterstof kraken
55.000
Katalytisch omvorming 42.000
Isomerisering
23.000
Waterstof zuivering
233.000
Dit wordt uit ruwe olie gemaakt bij
Shell Pernis
Stof
vol. %
benzine
44
diesel/gasolie
21
kerosine
10
stookolie
5
gas
9
coke
4
bitumen
3
overig
5
ruwe olie
100
Bron: Vereniging Nederlandse Petroleum Industrie
1
1
atmosferische destillatiefabriek (1)
ρ dieselolie =
825
kg/m³
900
kg/m³
ρ ruwe olie =
1 vat olie =
0,159
m³ ruwe olie
ofwel
143
kg ruwe olie
0,159 . ρ ruwe olie =
0,21
Uit 1 m³ ruwe olie wordt
m³ dieselolie gemaakt
ofwel uit 900 kg olie wordt
173
kg dieselolie gemaakt
ofwel uit 1000 kg olie wordt
193
kg dieselolie gemaakt
Voor de dieseloliekostprijs de gemaakte dieseloliemassa delen op de ervoor ingezette
ton ruwe olie:
q dieselolie = 193/1000 =
0,19
dieseloliequotient
C destillatietoren =
418.000
vaten/etmaal
info VNPI
ofwel C dieselolie Shell Pernis =
87.780
vaten dieselolie/etmaal
ofwel
0,12
ton dieselolie/s
ofwel
3,9E+06
ton dieselolie/jaar
De fabriek gaat 40 jaar mee.
Td =
40 . 365 . 24 . 3600 =
1,E+09
s
diensttijd
T w1 =
1/C
8
s/ton dieselolie
werktijd
qi =
q dieselolie . T w / T d =
1,E-09
inzetquotient
S levering dest.fabr. per ton dieselolie = qi . Maaktover 19 Fabriek [kJ/°K].
Verder pm in afwachting van de maaktover.
2
1
vacuüm-destillatiefabriek (2)
Deze fabriek neemt het residu af van de atmosferische destillatiefabriek
C vac.destillatie =
140.000
vaten/etmaal
info VNPI
ofwel C vac.des. . 0,159 =
22.260
m³ residu/etmaal
Schat dat de met vacuum-destillatie te produceren dieselolie een volume heeft
dat gelijk is aan
0,2
x C vac. dest.
ofwel C . 0,2 =
4.452
m³ dieselolie/etmaal
ofwel C . 0,2 . ρ dieselolie =
3.673
ton dieselolie/etmaal
ofwel C vac.des. dieselolie =
0,04
ton dieselolie/s
De fabriek gaat 40 jaar mee.
q dieselolie vac.dest. =
0,50
dieseloliequotient
schatting
Td =
1,E+09
s
diensttijd
1/C
24
s/ton dieselolie
werktijd
T w2 =
qi =
q dieselolie v.c. . T w / T d =
9,E-09
inzetquotient
S levering vac.dest.fabr. per ton dieselolie = qi . Maaktover 19 Fabriek [kJ/°K].
Verder pm in afwachting van de maaktover.
3
1
thermische omzettingsfabriek (3)
Deze fabriek neemt het residu af van de vacuüm-destillatiefabriek
Uit 1 m³ vac.-residu wordt
0,60
m³ dieselolie gemaakt schatting
46.000
vaten/etmaal
info VNPI
C residu vac.destillatie =
ofwel
0,04
ton dieselolie/s
De fabriek gaat 40 jaar mee.
q dieselolie =
0,60
dieseloliequotient
schatting
Td =
1,E+09
s
diensttijd
T w3 =
1/C
24
s/ton dieselolie
werktijd
qi =
q dieselolie . T w / T d =
1,E-08
inzetquotient
S levering therm..omz.fabr. per ton dieselolie = qi . Maaktover 19 Fabriek [kJ/°K].
Verder pm in afwachting van de maaktover.
4
1
waterstofkraakfabriek (5)
Deze fabriek neemt de vacuüm gasolie-uitstroom af van de vacuüm-destilatiefabriek.
Uit 1 m³ gasolie-uitstroom wordt
0,50
m³ dieselolie gemaakt schatting
C wat.kr.fabriek =
55.000
vaten/etmaal
info VNPI
ofwel
0,04
ton dieselolie/s
De fabriek gaat 40 jaar mee.
q dieselolie =
0,50
dieseloliequotient
schatting
Td =
1,E+09
s
diensttijd
T w4 =
1/C
24
s/ton dieselolie
werktijd
qi =
q dieselolie . T w / T d =
9,E-09
inzetquotient
S levering wat.kr.fabr. per ton dieselolie = qi . Maaktover 19 Fabriek [kJ/°K].
Verder pm in afwachting van de maaktover.
5
1
waterstofzuiveringsfabriek (8)
Uit 1 m³ instroom wordt
1,00
m³ dieselolie gemaakt schatting
C wat.zuiv.fabriek =
75.000
vaten/etmaal
schatting
ofwel
0,11
ton dieselolie/s
De fabrieken gaan 40 jaar mee.
n
=
1
fabrieken
q dieselolie =
1,00
dieseloliequotient
schatting
Td =
1,E+09
s
diensttijd
T w5 =
1/C
9
s/ton dieselolie
werktijd
qi =
q dieselolie . T w / T d =
7,E-09
inzetquotient
S levering 4 wat.zuiv.fabr. per ton dieselolie = 4 . qi . Maaktover 19 Fabriek [kJ/°K].
6
3.465
mensen
Bij Shell Pernis werken ongeveer 2000 mensen.
p dieselolie = q dieselolie . 2000 =
385
mensen
(werknemers)
fu =
3
uitbestedingsfactor
p = fu . P dieselolie =
1.155
mensen
fk =
3
kostwinnersfactor
pk = p.fk =
3.465
kostgangers
Td = 45 jaar =
1,E+09
sec
diensttijd
T w6 =
=
41
s/ton dieselolie
qi = Tw/Td =
3,E-08
inzetquotient
S levering pk mensen per dieselolieton = qi . pk . Maaktover 1 Mens [ kJ/°K ]
Verder PM in afwachting van de maaktover.
Men Neme
7
2,E+19 m³ lucht
De lucht is nodig voor het leveren van zuurstof en het opnemen van kooldioxide en stikstof.
8
5,2
ton ruwe olie
1 ton dieselolie maken we uit
1 / q dieselolie =
5,19
ton ruwe olie
Met HT 3 Olie:
HT 3
1
ton olie
813
-377
3.439
halen
ton olie
813
-377
3.439
halen
incl q dieselolie
Toelichting: de prijs voor het halen van de olie is vermenigvuldigd met q dieselolie
als doorberekeningsfactor voor de kostprijs dieselolie.
9
25
kg aardgas
Helder vond in een MEE-rapport drie getallenl voor het totale energieverbruik
van de vijf grootste leden van de VNPI voor de energiedragers electriciteit,
aardgas en raffinaderijgas. Verder kwam hij via sociale jaarverslagen de
aantallen medewerkers te weten per raffinaderij. Hij stelde dat het enerieverbruik
evenredig is met het aantal medewerkers en niet met de vatencapaciteit,
omdat de vatencapaciteit minder zegt over de energie-intensiteit van het productieproces. Hij leidde de volgende tabel af, waarmee hij de te nemen aardgas, dieselolie en
bedrijfsgas bepaalde voor de raffinaderij van Shell te Pernis.
AMT 2.8
5,19
capaciteit
Raffinaderij
vaten/dag
medwerkers
energieverbruik in kJ/jaar
elektrisch
aardgas
raff gas
BP Rotterdam
400.000
730
pm
pm
pm
Exxonmobil Rotterdam
300.000
540
pm
pm
pm
Gunvor Rotterdam
88.000
250
pm
pm
pm
Shell Rotterdam
400.000
2.000
3,E+12
2,E+13
3,E+13
Zeeland Refinery
totaal
224.159
400
pm
pm
pm
1.412.159
3.920
5,E+12
4,E+13
1,E+14
1,45E+14
bron: MEE-sectorrapport 2011 Min. EZ
ρ aardgas =
0,83
kg/Sm³
D 100.000 kJ =
2,47
kg aardgas
D 2,E+13 kJ = ((2,E+13)/100.000) . D 100.000 =
=
5,E+08
kg aardgas/jaar
D a.gas/ton dieselolie = q dieselolie . D 2,E+13 /C dieselolie Shell Pernis =
=
25
kg gas/ton dieselolie
Met HT 4 Aardgas:
HT 4
1
uit KT 4.1
uit KT 4.1
ton gas
11.559
-84
441
halen
AMT 2.9
25
kg gas
291
-2
11
halen
10
38
kg aardgas als bedrijfsgas
Helder stelde het entropisch effect van de verbranding van bedrijfsgas per kJ
gelijk aan dat van aardgas.
De energieproductie mbv raffinagegas is 1,5 hoger dan die mbv aardgas (zie tabel).
Betalen van massa-overdacht voor de levering ervan is niet aan de orde omdat
het interne overdracht is.
De prijs voor het halen is al begrepen in de prijs voor het halen van de ruwe olie.
11
127.466 kJ stroom
D stroom Shell Pernis =
3,E+12
kJ/jaar
zie tabel hierboven
Dan is het stroomverbruik per ton dieselolie
D stroom SP . q dieselolie / C dieselolie =
1,E+05
kJ/ton dieselolie
Verder PM in afwachting Aanmaaktover 6 Stroom
Bereiding
12
63
kg aardgas verbranden
De warmte-energie die nodig is om de verschillende chemische reacties voor de
dieselolie-bereiding te laten verlopen, wordt verkregen door per ton dieselolie
63 kg aardgas te verbranden (deels als bedrijfsgas), zie 9 en 10.
Met KT 4 Aardgas:
KT 4
2,47
kg aardgas
-48
-40
143
verbranden
AMT 2.12
63
kg aardgas
-1.226
-1.013
3.649
verbranden
13
1
ton destillaat zuiveren
De uitstroom van de destillatietorens wordt gezuiverd van zwavel, sulfaten en dergelijke. Dit
heeft entropisch effect. Helder stelde dit voorlopig PM omdat hij het te ingewikkeld vond
en bovendien het gevoel had dat het effect betrekkelijk klein was.
14
0,34
ton destillaat omvormen/kraken
De dieselolie-produktie van Shell Pernis schatte Helder op
87.780 vaten/etm.
waarvan 60.000 vaten door destillatie zonder omvorming - zuivering stelde Helder pm rechtstreeks uit de ruwe olie werden gehaald.
Voor het bereiden van de overige 27.000 vaten schatte Helder het entropisch
effect van de omvormingsreacties als volgt.
C kraakdieselolie = 27.000 . 0,159 . ρ dieselolie /(24 . 3600 . 1000) =
0,04
ton kraakdieselolie/seconde
Het omvormen benaderde Helder met de reactievergelijking voor het kraken van
hexadecaan in tridecaan:
Vorming Sσ :
13 C₁₆H₃₄
13 . 590
7.670
+
3 H₂
3 . 130
390
→
16 C₁₃H₂₈
16 . 500
8.800
ΔSσ 1 mol C₁₈H₂₈ =
82,5
kJ/°K.mol C₁₃H₂₈
M tridecaan =
184
kg/mol
ΔSσ kraken voor 1 ton tridecaan = ΔSσ 1 mol C₁₃H₂₈ . 1000 / M tridecaan =
448
kJ/°K . ton tridecaan
ofwel bij benadering
448
kJ/°K . ton kraakdieselolie
ofwel voor C dieselolie
150
kJ/°K . ton dieselolie
want voor 1 ton dieselolie wordt
C kraakdieselolie / C dieselolie =
0,34
ton destillaat omgevormd.
15
pm
mensjaren arbeid
S mj arbeid per dieselolieton = qi mensen . Eigentover Helder [kJ/°K].
Pm in afwachting van de Eigentover. Zie Districollischema. Dit is een merkwaardige lus
omdat 1.18 bij de Eigentover wordt geteld.
Klaar !