Transcript Aanmaaktover Benzine

TOVERS VAN HELDER
Aanmaaktover 1
AANMAKEN 1 TON BENZINE
PRIJS
6.859
Vraag
Wat is de prijs van het aanmaken van 1 ton benzine?
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
,,
1
AMT 1.7
,,
1
AMT 1.8
,,
4
AMT 1.9
AMT 1.10
AMT 1.11
,,
,,
6.480
2,E+19
2,78
AMT 1.12
AMT 1.13
,,
,,
23
34
AMT 1.14
AMT 1.15
,,
115.956
20
AMT 1.16
,,
1
AMT 1.17
,,
0,21
AMT 1.18
,,
pm
1
atm. dest.
fabriek
vac. dest.
fabriek
therm. omz.
fabriek
kat. kraak
fabriek
waterstof
kraakfabriek
katalitische
omzettingsfabr.
isomerisatiefabriek
waterstofzuiveringsfabrieken
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
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
pm
pm
pm
pm
pm
pm
pm
pm
pm
0
813
pm
0
-377
pm
0
3.439
265
0
-2
0
10
0
pm
-1.115
pm
-922
pm
3.319
pm
pm
pm
1.429
0
0
pm
pm
pm
AMT 1
1
ton benzine
aangemaakt
1.391
-1.301
6.768
Gereedschappen
De benzine 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
418.000
vaten/
etmaal
27.000
1
8
2
140.000
8
4
48.000
184.000
6
24.000
9.000
3
46.000
7
1
2
3
4
5
6
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
Dit wordt uit ruwe olie gemaakt bij
Shell Pernis
Stof
vol. %
benzine
44
diesel/gasolie
21
kerosine
10
stookolie
5
gas
9
coke
4
7 Isomerisering
8 Waterstof zuivering
23.000
233.000
bitumen
overig
ruwe olie
3
5
100
Bron: Vereniging Nederlandse Petroleum Industrie
1
ρ benzine =
1
atmosferische destillatiefabriek
720
kg/m³
900
kg/m³
ρ ruwe olie =
1 vat olie =
0,159
m³ olie
ofwel
143
kg olie
0,159 . ρ ruwe olie =
0,45
Uit 1 m³ olie wordt
m³ benzine gemaakt
ofwel uit 900 kg olie wordt
324
kg benzine gemaakt
ofwel uit 1000 kg olie wordt
360
kg benzine gemaakt
Voor de benzinekostprijs de gemaakte benzinemassa delen op de ervoor ingezette
ton olie:
q benzine = 360/1000 =
0,36
benzinequotient
C destillatietoren =
418.000
vaten/etmaal
info VNPI
ofwel
152.570.000 vaten/jaar
ofwel 152.570.000 x 0,143 =
21.832.767 ton olie/jaar
ofwel
0,62
ton ruwe olie/s
C benzine Shell Pernis = C dest.toren . q benz. =
7.859.796 ton benzine/jaar
ofwel
0,25
ton benzine/s
De fabriek gaat 40 jaar mee.
Td =
1,E+09
s
diensttijd
T w1 =
1/C
2
s/ton benzine
werktijd
qi =
q benzine . T w / T d =
5,E-10
inzetquotient
S levering dest.fabr. per ton benzine = qi . Maaktover 19 Fabriek [kJ/°K].
Verder pm in afwachting van de maaktover.
2
1
vacuüm-destillatiefabriek
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 benzine een volume heeft
dat gelijk is aan 40% van C vac. dest.
ofwel C . 0,4 =
8.904
m³ benzine/etmaal
ofwel C . 0,4 . ρ benzine / 1000 =
6.411
ton benzine/etmaal
ofwel C vac.des. benz. =
0,07
ton benzine/s
q benzine vac.dest. =
0,40
benzinequotient
schatting
De fabriek gaat 40 jaar mee.
Td =
1,E+09
s
diensttijd
1/C
13
s/ton benzine
werktijd
T w2 =
qi =
q benzine v.c. . T w / T d =
4,E-09
inzetquotient
S levering vac.dest.fabr. per ton benzine = qi . Maaktover 19 Fabriek [kJ/°K].
Verder pm in afwachting van de maaktover.
3
1
thermische omzettingsfabriek
Deze fabriek neemt het residu af van de vacuüm-destillatiefabriek
Uit 1 m³ vac.-residu wordt
0,20
m³ benzine gemaakt
schatting
46.000
vaten/etmaal
info VNPI
C residu vac.destillatie =
0,01
ton benzine/s
ofwel C . I . 0,2 . ρ/(24.3600 . 1000) =
De fabriek gaat 40 jaar mee.
qbenzine =
0,20
benzinequotient
schatting
Td =
1,E+09
s
diensttijd
T w3 =
1/C
82,03
s/ton benzine
werktijd
qi =
qbenzine . T w / T d =
1,E-08
inzetquotient
S levering therm..omz.fabr. per ton benzine = qi . Maaktover 19 Fabriek [kJ/°K].
Verder pm in afwachting van de maaktover.
4
1
katalitische kraakfabriek
Deze fabriek neemt de atmosferische gasolie-uitstroom af van de beide destilatiefabrieken.
Uit 1 m³ gasolie-uitstroom wordt
0,50
m³ benzine gemaakt
schatting
C kat.kr.fabr. =
48.000
vaten/etmaal
info VNPI
ofwel C . I . 0,5 . ρ/(24.3600.1000) =
0,03
ton benzine/s
De fabriek gaat 40 jaar mee.
qbenzine =
0,50
benzinequotient
schatting
Td =
1,E+09
s
diensttijd
T w4 =
1/C
31,45
s/ton benzine
werktijd
qi =
qbenzine . T w / T d =
1,E-08
inzetquotient
S levering kat.kr.fabr. per ton benzine = qi . Maaktover 19 Fabriek [kJ/°K].
Verder pm in afwachting van de maaktover.
5
1
waterstofkraakfabriek
Deze fabriek neemt de vacuüm gasolie-uitstroom af van de vacuüm-destilatiefabriek.
Uit 1 m³ gasolie-uitstroom wordt
0,50
m³ benzine gemaakt
schatting
C wat.kr.fabriek =
55.000
vaten/etmaal
info VNPI
ofwel C . I . 0,5 . ρ/(24.3600.1000) =
0,04
ton benzine/s
De fabriek gaat 40 jaar mee.
qbenzine =
0,50
benzinequotient
schatting
Td =
1,E+09
s
diensttijd
T w5 =
1/C
27,44
s/ton benzine
werktijd
qi =
qbenzine . T w / T d =
1,E-08
inzetquotient
S levering wat.kr.fabr. per ton benzine = qi . Maaktover 19 Fabriek [kJ/°K].
Verder pm in afwachting van de maaktover.
6
1
katalitische omzettingsfabriek
Deze fabriek neemt de zware nafta-uitstroom af van de atmosferische destilatiefabriek.
Uit 1 m³ nafta-uitstroom wordt
1,00
m³ benzine gemaakt
schatting
C kat.omzet.fabriek =
42.000
vaten/etmaal
info VNPI
ofwel C . I . 0,5 . ρ/(24.3600.1000) =
0,06
ton benzine/s
De fabriek gaat 40 jaar mee.
qbenzine =
1,00
benzinequotient
schatting
Td =
1,E+09
s
diensttijd
T w6 =
1/C
17,97
s/ton benzine
werktijd
qi =
qbenzine . T w / T d =
1,E-08
inzetquotient
S levering kat.omzet.fabr. per ton benzine = qi . Maaktover 19 Fabriek [kJ/°K].
Verder pm in afwachting van de maaktover.
7
1
isomerisatiefabriek
Deze fabriek neemt de lichte nafta-uitstroom af van de atmosferische destilatiefabriek.
Uit 1 m³ nafta-uitstroom wordt
1,00
m³ benzine gemaakt
schatting
C isom.fabriek =
86.000
vaten/etmaal
schatting
ofwel C . I . 1,0 . ρ/(24.3600*1000) =
0,11
ton benzine/s
De fabriek gaat 40 jaar mee.
qbenzine =
1,00
benzinequotient
schatting
Td =
1,E+09
s
diensttijd
T w7 =
1/C
8,78
s/ton benzine
werktijd
qi =
qbenzine . T w / T d =
7,E-09
inzetquotient
S levering isomerisatiefabr. per ton benzine = qi . Maaktover 19 Fabriek [kJ/°K].
Verder pm in afwachting van de maaktover.
8
4
waterstofzuiveringsfabrieken
Deze fabrieken hebben gezamenlijk een doorzet van 188.000 vaten.
Uit 1 m³ instroom wordt
1,00
m³ benzine gemaakt
schatting
C wat.zuiv.fabrieken =
188.000
vaten/etmaal
schatting
ofwel C . I . 1,0 . ρ/(24.3600*1000) =
0,25
ton benzine/s
De fabrieken gaan 40 jaar mee.
n
=
4
fabrieken
qbenzine =
1,00
benzinequotient
schatting
Td =
1,E+09
s
diensttijd
T w8 =
1/C
4,014
s/ton benzine
werktijd
qi =
qbenzine . T w / T d =
3,E-09
inzetquotient
S levering 4 wat.zuiv.fabr. per ton benzine = 4 . qi . Maaktover 19 Fabriek [kJ/°K].
9
6.480
mensen
Bij Shell Pernis werken ongeveer 2000 mensen.
p benzine = q benzine . 2000 =
720
mensen
(werknemers)
fu =
3
uitbestedingsfactor
p = fu . P benzine =
2.160
mensen
fk =
3
kostwinnersfactor
pk = p.fk =
6.480
kostgangers
Td = 45 jaar =
1,E+09
sec
diensttijd
T w9 =
=
30
s/ton benzine
qi = Tw/Td =
2,E-08
inzetquotient
S levering pk mensen per benzineton = qi . pk . Maaktover 1 Mens [ kJ/°K ]
Verder PM in afwachting van de maaktover.
Men Neme
10
2,E+19 m³ lucht
De lucht is nodig voor het leveren van zuurstof en het opnemen van kooldioxide en stikstof.
11
2,8
ton ruwe olie
1 ton benzine maken we uit
1 / q benzine =
2,78
ton ruwe olie
Met HT 3 Olie:
HT 3
1
ton olie
halen
813
-377
3.439
AMT 1.11
ton olie
813
-377
3.439
halen
incl q benzine
Toelichting: de prijs voor het halen van de olie is vermenigvuldigd met q benzine
als doorberekeningsfactor voor de kostprijs benzine.
12
23
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 stroom, aardgas en
bedrijfsgas bepaalde voor de raffinaderij van Shell te Pernis.
Raffinaderij
2,78
capaciteit
vaten/dag
medwerkers
energieverbruik in kJ/jaar
elektrisch
aardgas
raff gas
BP Rotterdam
400.000
730
pm
pm
pm
Exxonmobil Rotterdam
300.000
570
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
224.159
400
pm
pm
pm
1.412.159
3.950
5,E+12
4,E+13
1,E+14
totaal
bron: MEE-sectorrapport 2011 Min. EZ
1,45E+14
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 benzine = q benzine . D 2,E+13 /C benzine Shell Pernis =
=
kg gas/ton benzine
23
Met HT 4 Aardgas:
HT 4
1.000
uit KT 4.1
uit KT 4.1
kg gas
11.559
-84
441
halen
AMT 1.12
23
kg gas
265
-2
10
halen
13
34
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.
14
115.956 kJ stroom
D stroom Shell Pernis =
3,E+12
kJ/jaar
zie tabel hierboven
Dan is het stroomverbruik per ton benzine
D stroom SP . q benzine / C benzine =
1,E+05
kJ/ton benzine
Verder PM in afwachting Aanmaaktover 6 Stroom
Bereiding
15
20
kg aardgas verbranden
De warmte-energie die nodig is om de verschillende chemische reacties voor de
benzine-bereiding te laten verlopen, wordt verkregen door per ton benzine
57 kg aardgas te verbranden (deels als bedrijfsgas), zie 12 en 13.
Met KT 4 Aardgas:
KT 4
2,47
kg aardgas
-48
-40
143
verbranden
AMT 1.15
57
kg aardgas
-1.115
-922
3.319
verbranden
16
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.
17
0,21
ton destillaat omvormen/kraken
De benzine-produktie van Shell Pernis schatte Helder op 184.000 vaten per etmaal
waarvan 86.000 vaten door destillatie zonder omvorming - zuivering stelde Helder pm rechtstreeks uit de ruwe olie werden gehaald.
Voor het bereiden van de overige 98.000 vaten schatte Helder het entropisch
effect van de omvormingsreacties als volgt.
C kraakbenzine = 98.000 . 0,159 . ρ benzine /(24 . 3600 . 1000) =
0,13
ton kraakbenzine/seconde
Het omvormen benaderde Helder met de reactievergelijking voor het kraken van
hexadecaan in xyleen.
Vorming Sσ :
C₁₆H₃₄
ca 590
+
warmte
pm
→
2 C₈H₁₀
2 . 200
+
12H₂
12 . 130
ΔSσ 1 mol C8H10 =
0,7
kJ/°K.mol C₈H₁₀
M xyleen =
0,1
kg/mol
ΔSσ kraken voor 1 ton xyleen = ΔSσ 1 mol C8H10 . 1000 / M xyleen =
6.850
kJ/°K . ton xyleen
ofwel bij benadering
6.850
kJ/°K . ton kraakbenzine
ofwel voor C benzine
1.429
kJ/°K . ton benzine
want voor 1 ton benzine wordt
C kraakbenzine / C benzine =
0,21
ton destillaat omgevormd.
1.18
pm
mensjaren arbeid
S mj arbeid per benzineton = 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 !