Мұнайдың тығыздығы

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 13 бет
Таңдаулыға:

Кіріспе

Біздің ғасырымызда мұнай мен газдың энергетика, транспорт, елдің қорғанысы үшін, өнеркәсіптің әртүрлі салалары және тұрғындардың тұрмыстық қажеттіліктерін қамтамасыз ету үшін маңызы зор. Мұнай мен газ кез-келген елдің экономикасын дамытуда шешуші рөл атқарады. Табиғи газ- құбыр арқылы тасымалдауға ыңғайлы арзан энергетикалық және тұрмыстық отын. Мұнайдан әртүрлі сұйық отындар: бензиндер, керосиндер, іштен жанатын қозғалтқыштарға арналған - реактивті және дизельді отын сорттары, локомотивтер үшін газтурбиндік отын және қазандық қондырғылар үшін мазуттар алынады. Мұнайдың өте жоғары температурада қайнайтын фракцияларынан майлағыш және арнайы майлардың, пластикалық майлағыштардың кең ассортименттері алынады. Мұнайдан, сонымен қатар парафин, резеңке өнеркәсібі үшін техникалық көміртек (күйе), мұнай коксы, жол құрылысы үшін битумдардың түрлі маркалары және басқа да көптеген тауарлық өнімдер алынады.
Мұнайдан бөлініп алынатын көмірсутектік газдардың, ароматты көмірсутектердің, сұйық және қатты парафиндердің және басқа да өнімдердің одан әрі қарай химиялық өңдеу үшін шикізат ретінде мәні зор.
Мұнай мен көмірсутектік газдар химиялық өнімдер мен тұтыну тауарларын көп мөлшерде өндіру үшін өте жақсы универсалды химиялық шикізат болып табылады.
Мұнай химиялық өнімдерге пластикалық массалар, синтетикалық каучуктер мен шайырлар, синтетикалық талшықтар, синтетикалық жуғыш заттар мен беттік активті заттар, кейбір химиялық тыңайтқыштар, отындар мен майларға қосылатын қоспалар, синтетикалық майлағыш майлар, ақуызды-дәруменді концентраттар, көптеген жеке органикалық заттар: спирттер, қышқылдар, альдегидтер, кетондар, хлортуындылар, эфирлер, гликольдер, полигликольдер, глицерин және де басқа өнеркәсіпте, ауылшаруашылығында, медицинада және тұрмыста қолданатын заттар жатады.

1. Мұнайдың пайда болуы

Мұнай - көмірсутектер қоспасы болып табылатын, сұйық каустобиолиттер қатарына жататын табиғи ішкі зат. Мұнай - ашық сары, жасыл және қоңыр қошқыл, кейде қара түсті де болып келетін, өзіне тән иісі бар, ультракүлгін сәуле жарығын шығаратын сұйықтық. Оның түсі құрамындағы элементтерге байланысты. Кей жағдайларда түсі ақшыл мұнай да кездеседі, мысалы, Азербайжан мемлекеттеріндегі Сурахана кен орнынан ақ түсті мұнай өндіріліп келеді. Генетикалық тұрғыдан алғанда мұнай тау жыныстары орталығында пайда болған, басқаша айтқанда, мұнай тектерінің өзгерістерге ұшырауынан пайда болған органикалық заттардың қалдығынан өз алдына көшу (миграция) арқылы шоғырланып жиылған табиғи концентрат болып табылады.
Мұнай мен табиғи газдың органикалық тұрғыда түзілуі жөніндегі болжамның негізін қалаған орыстың ұлы ғалымы М.В.Ломоносов болды. Ол 1759 жылдың өзінде-ақ мынадай тұжырымға келген: жер қойнауында оттегінің жеткіліксіздігінен хайуанаттар мен өсімдіктердің органикалық қалдықтары қысым мен температураның, бактериялардың, катализаторлардың ( сазбалшық және әк) әсерінен шіри бастайды. Басқаша айтқанда, органикалық қалдықтардың ыдырауынан мұнай мен газдың құрамдас бөлігі - көмірсутектері түзіледі. Өте ұп-ұсақ қосылыс түріндегі мұнай тау жынысына жайылып, сіңе бастайды. Уақыт өте келе шөгінді жыныстар біртіндеп қалыңдай түседі. Жинақталған жиынтық шөгінділердің қуаттылығының артатыны соншалық, мұнай үсті-үстіне тау қысымына ұшырайды. Тау қысымының әсерінен мұнай кеніші түзіледі. Ол бара-бара едәуір кеуекті (құм-тасты және әк тасты) жынысқа ауысады.Мұнай мен табиғи газдың органикалық тұрғыда пайда болуы жөніндегі көзқарасты дүние жүзі оқымыстыларының көпшілігі мойындап та отыр. Бұл болжам ғалымдарды мұнай мен газды шөгінді тау жыныстарының қалың қабаттарынан іздестіру ісіне қарай бұрды, өйткені бұған қазіргі бізге белгілі деген мұнай және газ кен орындарының осындай шөгінді қабаттарды, қатпар-қатпар тау жыныстарының терең қойнауынан табылып отырғаны дәлел.

2 Мұнайдың химиялық құрамы.

Мұнай негiзiнен 79,5 - 87,5% көмiртегiнен және 11,0-14,5% сутегiнен тұрады. Олармен қатар мұнайда басқа да үш элементтер бар: күкiрт, оттегi және азот. Олардың жалпы қосындысы мұнай салмағының 0,5-8%-тін құрайды. Сонымен қатар мұнайда аз концентрацияда басқа да элементтер кездеседi: ванадий, никель, темiр, алюминий, мыс, магний, барий, стронций, марганец, хром, кобальт, молибден, бор, мышьяк, калий және т.б. Олардың барлығының қосындысы мұнай салмағының 0,02-0,03 %-тін құрайды.

2.1 Химиялық құрамы бойынша мұнайлар былайша жіктеледі:

Мұнайдың бұл классификациясын Грознен мұнай қылыми зерттеу институты ұсынған. Бұл классификацияның негізінде мұнай құрамындағы белгілі бір немесе бірнеше көмірсутек класының басым болуы жатыр. Келесі кластар ажыратылады:
- парафинді;
- парафиндінафтенді;
- нафтенді;
- парафиндінафтендіароматты;
- нафтендіароматты;
- ароматты;
Егер класс аты бір көмірсутек атынан тұрса онда мұнай құрамында сол көмірсутектің мөлшері 50%-дан кем емес болуы керек; егер қоспа болса әр көмірсутектің мөлшері 25%-дан кем болмауы тиіс.
Парафинді мұнай
Парафинді мұнайдың барлық фракциясында дерлік алканның көп мөлшері болады: бензинді фракцияда 50%-дан кем емес, майлы фракцияда 20% және одан жоғары. Бұндай мұнайға Маңғышлақ мұнай жатады(Өзен, Жетібай кен орындары)
Парафинді нафтенді мұнайда алканмен қоса циклоалкан да көп болады, арендер аз. Жоғарыда айтылған екі топта да шайырлар мен асфальтендер аз болады. Парафиндінафтенді мұнайға Батыс Сібір мұнайы жатады.
Нафтенді мұнай
Нафтенді мұнайда циклоалкандар 60%-дан жоғары болады. Бұндай мұнай Бакуда (Балахан және Сурахан), Ембіде (Доссор және Мақат), Майкопте кездеседі.
Парафинді нафтенді ароматты мұнай
Парафинді нафтенді ароматты мұнайда үш класс көмірсутектерінің мөлшері шамамен бірдей болады. Құрамында қатты парафиндер аз болады 1,5%-дан көп емес, шайырлар мен асфальтендер 10%.
Нафтенді ароматты мұнай
Нафтендіароматты мұнайда циклоалкандар және арендер көп болады, әсіресе ауыр фракцияларда. Алкан тек жеңіл фракцияда аз мөлшерде кездеседі. Өатты парафин мөлшері 0,3%-дан көп емес, шайырлар және асфальтендер - 15-20%.
Ароматты мұнай
Ароматты мұнай жоғарғы тығыздығымен ерекшеленеді. Барлық фракцияларында арендер көп мөлшерде кездеседі. Оған Қазақстандағы прорвинская, Поволожьедағы бугурусланская мұнайлары жатады.

3 Мұнайдың қасиеттері

Мұнайдың және мұнай өнімдерінің тауар ретіндегі сапасы әртүрлі технологиялық параметрлермен сипатталады және бұл көрсеткіштер өте алуан. Мұнайдың негізгі қасиеттеріне мыналар жатады:
- тығыздығы;
- тұтқырлығы;
- молекулалық массасы;
- өткізгіштігі;
- сығылу коэфициенті;
- температуралық қасиеттері.

3.1. Мұнайдың тығыздығы.

Мұнай өңдеу практикасында салыстырмалы тығыздықты пайдалану қабылданған. Салыстырмалы тығыздық- тығыздықты анықтау температурасындағы мұнай массасының (мұнай өнімінің) 40C-тағы сондай көлемде алынған таза судың массасына қатынасына сандық жағынан тең өлшемсіз шама. Тығыздықтан айырмашылығы, салыстырмалы меншік салмақ дегеніміз- анықтау температурасы кезіндегі мұнайдың (мұнай өнімінің) салмағының сондай көлемде алынған 40C-тағы салмағына қатынасы. ТМД елдерінде тығыздықты () 200C кезінде анықтау қабылданған. Мұнай өнімдерінің тығыздығы мен температура арасындағы тәуелділік түзусызықты болғандықтан, t температура кезіндегі тығыздықты біле отырып, 420 мына формула бойынша анықтауға болады:
420=4t+γ(t-20),
мұндағы, γ тығыздыққа 10C-қа орташа температуралық түзету.
Тығыздықты анықтауда мұнайденсиметрлермен (ареометрлермен), Мор-Вестфаль гидростатикалық таразысымен немесе ерекше дәлдірек циклометрлік әдіспен жүргізіледі.
Тығыздығына байланысты мұнай ауыр, жеңіл орташа және өте ауыр болады.

1-кесте
Мұнайдың тығыздығы

Мұнай
Салыстырмалы тығыздық
API бойынша тығыздық, °API
Жеңіл
0,800-0,839
36°-45,4°
Орташа
0,840-0,879
29,5°-36°
Ауыр
0,880-0,920
22,3°-29,3°
Өте ауыр
0,920 көп
22,3° аз

Кейде салыстырмалы тығыздықпен бірге немесе оның орнына Американың Мұнай институты (API) ұсынған шартты градус (АPI0) өлшемі қолданылады. Мұнайдың тығыздығы төмен болған сайын оны өңдеу оңай және одан алынатын мұнай өнімдерінің сапасы жоғары болады.
Көптеген мұнайлардың тығыздығы 0,80-нен 0,90-ға дейін ауытқып отырады. Тұтқырлығы жоғары, шайырлы мұнайлардың тығыздығы 1-ге жақын. Мұнайдың тығыздығының мәніне онда еріген газдардың болуы, мұнайдың фракциялық құрамы және ондағы шайырлы заттардың мөлшері айтарлықтай әсер етеді.
Сұйық мұнай өнімдерінің тығыздығын жоғары температурада анықтау үшін келесі графикті пайдаланады. (1-сурет)

1-сурет
1-суретте абцисса осьіненбізге белгілі тығыздықтын мәнін белгілейміз; А нүктесінен осы тығыздық алынған сәйкес температурамен қиылысатын перпендикуляр жүргізеді (В нүктесі).Одан кейін жақын тұрған қиғаш қисыққа келесі тығыздық анықталынатын температура сызығымен қиылысатындай паралель сызық жүргізеді(С нүктесі).С нүктесінен абцисса осьіне перпендикуляр жүргізеді және сол арқылы ізделініп отырған тығыздықты анықтайды(Д нүктесі).

3.2 Мұнайдың тұтқырлығы

Тұтқырлық қозғалтқыштар, машиналар мен механизмдерді пайдаланған жағдайда мұнай өнімдерінің қозғалғыштығын анықтайды, тасымалдағанда, сүзгілегенде, араластырғанда энергия шығынына елеулі әсер етеді. Динамикалық (), кинематикалық () және шартты (ВУ) тұтқырлыққа бөлінеді.
Шартты тұтқырлық дегеніміз вискозиметрден сынақ температурасында 200 мл сыналатын мұнай өнімінің ағып өту уақытының 20С-да 200 мл дистилденген судың ағып шығу уақытына қатынасын айтады. Шартты тұтқырлық - бұл салыстырмалы, өлшемсіз шама және шартты градуспен өрнектеледі.
Динамикалық тұтқырлық сұйықтықтың физикалық қасиеттеріне тәуелді. Мұнай өңдеуде сан түрінде мұнай өнімінің динамикалық тұтқырлығының оның тығыздығына қатынасына тең = кинематикалық тұтқырлық кеңінен қолданылады. Динамикалық тұтқырлықтың өлшем бірлігі - Пуаз (П) немесе СИ - Пас, мұндағы с - секунд түріндегі уақыт, Па - Паскаль (Па = нм2, мұндағы н - Ньютон, м2 - прибор капиллярының қимасы). Олардың арасындағы қатынас: 1 П = 10-1 Пас. Кинематикалық тұтқырлықтың өлшем бірлігі - стокс (Ст) немесе СИ жүйесінде - м2с. Олардың арасындағы қатынас: 1 Ст = 10-4 м2с.
Шартты (ВУ) және кинематикалық тұтқырлық () шамалары арасында келесі эмпирикалық тәуелділік бар:
Кинематикалық тұтқырлық 1 ден 120 сСт болатындар үшін:
17,24ВУ1 -
ал кинематикалық тұтқырлық 120 сСт дан жоғары болатындар үшін:
17,24ВУ немесе ВУ10,1351
мұндағы t - мұнай өнімдерін сынау температурасы, 0С; 1 - мұнай өнімдерін сынау температурасындағы кинематикалық тұтқырлық, сСт (1 сСт 10-2 Ст).
Күрделі қоспалар болып келетін мұнай және мұнай өнімдері үшін тұтқырлық олардың химиялық құрамының, молекулалық массасының функциясы болып табылады, және молекулааралық әрекеттесу күшімен анықталады. Мұнай фракцияларының қайнау температуралары неғұрлым жоғары болатын болса, соғұрлым тұтқырлығы жоғары болады. Бензиндер үшін кинематикалық тұтқырлық 200С температурада 0,6 сСт құрайды, ауыр майлар үшін 300-400 сСт арасында болады. Әртүрлі кен орындарынан алынған мұнайлар кинематикалық тұтқырлықтары 2 ден 300 сСт дейінгі аралықта болады, және көпшілік мұнайлар үшін 40-60 сСт аспайды.
Үлкен температуралық есептеулерді жүргізу үшін тұтқырлықты бір температурадан екінші бір температураға есептеу керек.Сол себепті оны есептеу үшін келесі номаграмманы жиі қолданады(2-сурет):

2-сурет

Графиктен салыстырмалы тығыздықтың берілген мәніне сәйкес келетін нүктелерді табамыз;Ол үшін шартта берілген температураға сәйкес келетін нүктелерден салыстырмалы тығыздықтан жүргізілген горизанталь сызықтарға қиылысатын вертикаль түзу жүргіземіз.Осылайша номаграммадан А және В нүктелерін алып,осы екі нүктені қосып АВтүзуін аламыз.Алынған АВ түзуі берілген фракция үшін тұтқырлықтың температураға тәуелділігін береді.
Мұнай майларының тұтқырлықты-температуралық қасиеттерін бағалау үшін тұтқырлық индексі ұсынылған: 500 және 1000С температуралардағы тұтқырлық қатынасы () және т.б. Тұтқырлық индексі (ТИ) - шартты көрсеткіш, ол сыналушы май және эталондық май салыстырмалы сипаттамасы болып табылады. Тұтқырлық индексі мәні майлар 50 және 100 мәндері негізінде құрастырылған арнайы кесте бойынша есептеледі. Температура өзгерген сайын тұтқырлық мәні аз өзгеретін болса, солғұрлым оның ТИ жоғары болады. Тұтқырлық индексі майдың химиялық құрамына және көмірсутектердің құрылымына байланысты екендігі анықталған. Тұтқырлық индексінің ең жоғарғы мәніне парафинді көмірсутектер ие, ал төменгі мәніне бүйірлік тізбектері қысқа полициклді ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.