Мұнай сусыздандыру және тұзсыздандыру қондырғылары

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 39 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

ҚеАҚ С.ӨТЕБАЕВ АТЫНДАҒЫ АТЫРАУ МҰНАЙ ЖӘНЕ ГАЗ УНИВЕРСИТЕТІ

Индустриалды-технологиялық факультеті

Химиялық технология және экология кафедрасы

Көмірсутекті шикізатты өңдеудің технологиясы пәнінен

КУРСТЫҚ ЖОБА

Тақырыбы: Өнімділігі жылына 3 млн тонна болатын Жаңажол кенорын мұнайын электротұзсыздандыру қондырғыларында өңдеу жобасы

Мамандықтың шифры мен атауы: 5В072100 Органикалық заттардың химиялық технологиясы

Орындаған: ОЗХТ-17ко (АНПЗ) студент Ибатуллаев Е.Ғ

Жетекшісі: аға оқытушы Наурызбаева А.Д

Атырау-2020.

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

С.ӨТЕБАЕВ АТЫНДАҒЫ АТЫРАУ МҰНАЙ ЖӘНЕ ГАЗ УНИВЕРСИТЕТІ

" Индустриалды-технологиялық " факультеті

" Химиялық технология және экология" кафедрасы

"Бекітемін"
" Химиялық технология және экология"
кафедрасының меңгерушісі
т.ғ.к Буканова А.С

"___"_____________2020 ж.

Курстық жобаны орындауға арналған
ТАПСЫРМА

Студент:___________________________ ______________________________
Мамандығы: ___________________________________ __________________
Тобы: ___________________________________ ________________________
Тақырыбы: Өнімділігі жылына 3 млн тонна болатын Жаңажол кенорын мұнайын электротұзсыздандыру қондырғыларында өңдеу жобасы
Кафедра отырысында бекітілді: №____ "___" ____________20 ,ж. дейін
Курстық жобаны тапсыру уақыты: "___" _____________20 ж. дейін
Курстық жобаны баяндау"___" мен "___" ____________20 ж. дейін

Зерттелуге жататын негізгі мәселелер:
1.___________________________________ ___________________________
2.___________________________________ ___________________________
3.___________________________________ ___________________________

Графикалық материалдар тізімі
1.Ағындық сызбанұсқа
2.Қондырғының техникалықсызбанұсқасы
3.Негізгі ақпарат

Тапсырманың беру күні: "___" _____________2020ж.
Курстық жобаның жетекшісі: Наурызбаева А.Д.
Тапсырманы орындауға қабылдадым: "___" _____________2020ж. Студент: Ибатуллаев Е.Ғ

Ү АтМГУ 703-17-17. Курстық жобаға тапсырма. Бірінші басылым
Мазмұны.

Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .4
1.Әдеби шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...5
1.1 Мұнайды сусыздандыру және тұзсыздандыру ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ...5
1.2 Мұнай сусыздандыру және тұзсыздандыру қондырғылары ... ... ... ... 10
1.3 ЭЛОУ электрдегидраттар түрлері және олардың құрылысы ... ... ... ...15
1.4. Мұнайды өңдеуге дайындау сапасын арттырудың негізгі жаңа тәсілдері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..21
2. Технологиялық бөлім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..22
2.1 Дайын өнімнің бастапқы шикізатының және қосалқы материалдардың сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .22
2.2 Жаңажол кен орнының мұнайды өңдеудің ағынды сұлбасы ... ... ... ..27
2.3 Жаңажол кен орнының мұнайды өңдеудің ағынды сұлбасының сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .27
2.4 Ағынды схемаға кіретін қондырғылардың материалдық балансы ... 28
2.5 ЭЛТҚ қондырғысының технологиялық сұлбасы және оның сипатталуы ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..33
2.6 ЭЛТҚ-ның технологиялық негізгі аппарат есебі ... ... ... ... ... ... ... .. ... ..35
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 39
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..39

Кіріспе.

Мұнай өнеркәсібі - отын өнеркәсібіндегі жетекші рөл атқаратын сала. Сонымен бірге негізгі стратегиялық шикізат көзі болып есептелінеді. Мұнайды өңдемей қолдана алмайды. Одан 300 түрлі өнім алады: ең, қажетті өнімдерінің бірі машиналарға арналған отын (бензин, керосин) және химия өнеркәсібіндегі шикізаттар.
Мұнай өнеркəсібі еліміздің экономикасында басты орындарының бірі болып табылып, əсіресе энергетикалық саласының дамуына ерекше зор үлесін қосады. Жалпы, мұнай өнеркəсібі ауыр жəне жеңіл өнеркəсіптердің, ауылшаруашылығының жəне траспорттың дамуын жеделдетеді. Қазақстан Республикасы - мұнайгаз жəне газконденсат кен орындарына бай мемлекеттердің бірі. Ал, басым көпшілігі Республиканың батыс бөлігінде орналасқан, соның бірі Жаңажол кен орны болып табылады. Жаңажол кен орны 1981 жылдан бастап өндірістік игерілуге берілді.
Осы курстық жобаның негізі болып отырған Жаңажол кен орнында өз мəнінде игеру мен пайдаланудың көптеген əдістері қолданылып игеріледі, сонымен қатар кенорынның негізгі қондырғыларының бірі ЭЛТҚ қарастыратын боламыз. Жалпы ЭЛТҚ қондырғысының электрдегидратор түрлерін,оның жүру процессін, өнімдерін анықтамалары және Жаңажол кен орнының мұнайын сипаттамасы, өңдеудегі материалдық балансы, сонымен қатар ЭЛТҚ негізгі аппарат есебі салынды.

1.Әдеби шолу

1.1 Мұнайды сусыздандыру және тұзсыздандыру.

Өндірістік ұңғымалардан өндірілген мұнайда ілеспе газ, құм, ил, тұз кристалдары, сондай - ақ тұздар ерітілген су, негізінен натрий, кальций және магний хлоридтері, сирек карбонаттар мен сульфаттар бар. Әдетте кен орнын пайдаланудың бастапқы кезеңінде сусыз немесе аз сусыздандырылған мұнай өндіріледі, бірақ өндіру шамасына қарай оның сулануы артады және (94 +- 4) % - ға дейін жетеді. Осындай" лас " және шикі мұнай, оның ішінде органикалық (метаннан бутанға дейін) және органикалық емес (H2S, СО2) газ компоненттері бар, оны мұқият кәсіптік дайындықсыз МӨЗ-ге тасымалдауға және өңдеуге болмайды.
Мұнайда көрсетілген заттардың болуы мұнай өңдеу зауыттары жабдықтарының жұмысына зиянды әсер етеді:
1) судың көп мөлшері кезінде мұнай айдау қондырғыларының аппаратурасындағы қысым артады, олардың өнімділігі төмендейді, энергия шығыны артады;
2) пештердің және жылу алмастырғыштардың құбырларындағы тұздардың шөгуі оларды жиі тазартуды талап етеді, жылу беру коэффициентін азайтады, қатты коррозияны тудырады;
3) қалдық мұнай өнімдеріне (мазут, гудрон) жинақтай отырып, олардың сапасын нашарлатады.
Мұнайдағы зиянды қоспалар.
Мұнайға қабаттық судың болуы оның тасымалдануын қымбаттатады. Судың булануы мен бу конденсациясына энергия шығынын арттырады. Сонымен қатар, балласты судың болуы мұнай жүйесінің тұтқырлығын арттырады, төмен температурада кристаллогидраттардың пайда болу қаупін тудырады. Мұнаймен өндірілетін қабаттық суларда, әдетте, еритін минералдық тұздардың едәуір мөлшері, еритін газдар, тұрақсыз коллоид ерітінділерін (күлдерді) құрайтын химиялық қосылыстар, суда ерімейтін және өлшенген күйдегі қатты органикалық емес заттар болады.
Құмның, саздың, әктастың және басқа да жыныстардың өлшенген жоғары дисперсті бөлшектерінен тұратын мұнайдың механикалық қоспалары су глобуласының бетіне адсорбциялана отырып, мұнай эмульсияларының тұрақтануына ықпал етеді. Тұрақты эмульсиялардың пайда болуы кәсіптік мұнайды сусыздандыру мен тұзсыздандыруға пайдалану шығындарының ұлғаюына әкеледі,сондай-ақ қоршаған ортаға зиянды әсер етеді. Осылайша, тұндырғыштар мен резервуарлардағы мұнайдан қабаттық суды бөлу кезінде мұнайдың бір бөлігі сумен бірге эмульсия түрінде төгіледі, бұл ағынды суларды ластайды. Тұзақтарда ұсталатын эмульсияның сол бөлігі жер қамбалары мен мұнай тоғандарында жиналады және жиналады, олар ұтымды қолдануды немесе кәдеге жаратуды таппайтын "қамбалық" мұнай түзеді. Механикалық қоспалардың көп болуы кезінде құбырлардың тозуы және мұнай аппараттарында шөгінділердің түзілуі күшейтіледі,бұл жылу беру коэффициентінің және қондырғылардың өнімділігінің төмендеуіне әкеледі.
Су мен механикалық қоспаларға қарағанда, мұнайды өңдеуге эмульгирленген сумен бірге мұнайға түсетін тұз - хлоридтер жатады. Әсіресе Са және Mg. Олардың гидролизінде (тіпті төмен температурада) тұз қышқылы пайда болады. Тұз қышқылының әсерінен технологиялық қондырғылар аппаратурасы металының бұзылуы (коррозиясы) болады. Әсіресе айдау қондырғыларының конденсациялық-тоңазыту аппаратурасы хлоридтерінің гидролизі өнімдерімен қарқынды түрде ағады. Бұдан басқа, қалдық мұнай өнімдері - мазутта, гудронда және коксте жиналып, тұздар олардың сапасын нашарлатады.
Гидролизге ең жоғары қабілетті MgCl2 бар. MgCl2 гидролизі келесі теңдеулер бойынша өтеді:
MgCl2+ Н2О MgOHCl + HCl, MgCl2+ 2Н2О Mg(OH)2+ 2HCl.
Мұнайдың күкіртті қосылыстарының ыдырауы нәтижесінде түзілетін Н2Ѕ болған кезде және қышқылмен үйлескен кезде аппаратураның күшті коррозиясы болады:
Fe + H2S FeS + H2, FeS + 2HCl FeCl2+ H2S.
Мұнай тұзсыздандыру және сусыздандыру процестері
Мұнайды деэмульгатор қолдану арқылы Сулы-мұнай эмульсиясын бұзу (қатпарлау) жолымен жүргізеді.Деэмульгатор фазалар бөлімінің шекарасында адсорбирлене отырып, мұнайда диспергирленген су тамшыларының бұзылуына ықпал етеді. Алайда, қабаттық су құрамына дейін мұнайды терең сусыздандыру кезінде 0,1-0,3% (хлоридтердің құрамы: 100-300 мгл).
Сондықтан көптеген кен орындарының мұнай өңдеуге дайындау үшін бір ғана сусыздандыру жеткіліксіз. Мұнайда қалған тұздар мен суды операцияны сусыздандырудан мүлдем аз айырмашылығы бар,наз көмегімен алып тастайды. соңғы мұнай таза тұщы сумен араласудан, пайда болған эмульсия мен соңғылардың бұзылуынан тұрады. бөлімшеде мұнай жуу су перешедшими оған тұздарымен және мех. қоспалармен.
Эмульсия - бұл екі араласпайтын немесе араластырылмайтын сұйықтықтардан тұратын гетерогенді жүйе, олардың біреуі диаметрі 0,1 мкм асатын ұсақ тамшылар (глобул) түрінде екіншісінде ыдыратылған.
Мұнай эмульсияларының мынадай түрлері бар: судағы мұнай (гидрофильді немесе тікелей түрдегі эмульсия) және мұнайдағы су (гидрофобты немесе кері түрдегі эмульсия). Бірінші жағдайда Мұнай тамшылары сулы дисперсиялық ортада бөлінген, екінші жағдайда-дисперсия бірден су тамшыларын құрайды,ал дисперсиялық орта мұнай болып табылады.
Эмульсиялардың пайда болуы дисперсиялық жүйе фазаларының бөлу шекарасындағы беттік құбылыстармен, ең алдымен беттік керумен байланысты сұйықтық бетінің ұлғаюына кедергі болатын күшпен. Эмульсиялардың түзілуі мен тұрақтануына ықпал ететін заттар эмульгаторлар деп аталады; тұрақты эмульсиялардың беттік адсорбциялық пленкасын бұзатын заттар - деэмульгаторлар.
Эмульгаторлар әдетте мұнайдың полярлық заттары болып табылады, мысалы, шайырлар, асфальтендер, асфальт қышқылдары және олардың ангидридтері, нафтен қышқылдарының тұздары, сондай-ақ әртүрлі органикалық қоспалар. Тұрақты эмульсиялардың пайда болуына әртүрлі қатты көмірсутектер қатысады: парафиндер мен мұнай церезиндері. Түзілетін эмульсияның түрі айтарлықтай дәрежеде эмульгатордың қасиеттеріне байланысты: гидрофобты қасиеттері бар эмульгаторлар мұнайдағы су түріндегі эмульсияны құрайды, яғни гидрофобты, ал эмульгаторлар судағы мұнай түріндегі гидрофильді эмульсия. Демек, эмульгаторлар өзіндік түрі сияқты эмульсияның түзілуіне ықпал етеді. Екі типті эмульгаторлар болған кезде эмульсиялардың айналымы, яғни бір типті екіншісіне ауысу мүмкін. Бұл құбылысты кейде эмульсиялардың бұзылуы кезінде қолданады.
МӨЗ-ге мұнайға су эмульсиясы түседі. Олар өте тұрақты және көп жағдайларда бір ғана ауырлық күшінің әсерінен ыдырамайды. Сондықтан су глобулаларының соқтығысуы кезінде ірілендірілуі, бірігуі және мұнай ортасынан бөлінуі мүмкін жағдайлар жасау қажет. Тамшылардың қозғалуы үшін қолайлы жағдай болған сайын, эмульсиялар соғұрлым жеңіл бұзылады.
Әр түрлі мұнай эмульсияның пайда болуына әртүрлі бейімділікке ие (эмульсиондық) және пайыздармен өлшенетін осы көрсеткіш бойынша олар үш топқа бөлінеді: жоғары эмульсиялық (эмульсиондық 80-ден 100% - ға дейін), аралық (эмульсиондық 40%), төмен эмульсиялық (эмульсиондық 1,3-8,0 %). Мұнай эмульсиондылығын бағалау оларды сусыздандыру және тұзсыздандыру процесінің оңтайлы режимі мен схемасын таңдауға мүмкіндік береді.
Эмульсиялар су тамшыларын ірілендіруге, тығыздықтардың әртүрлілігін арттыруға (қатпарланудың қозғаушы күші), мұнайдың тұтқырлығын азайтуға бағытталған түрлі әсерлерге ұшырайды.
Мұнайды сусыздандыру және тұзсыздандыру үшін мынадай технологиялық процестер пайдаланылады:
1) гравитациялық мұнай тұнбасы;
2) мұнайдың ыстық тұнбасы;
3) эмульсияны жылыту (термоөңдеу);
4) электр өрісін қолдану (электр өңдеу).
Практикада негізінен эмульсияны бұзудың термодинамикалық және электрлік тәсілдерінің үйлесімі қолданылады. Гравитациялық тұндыру процесі технология бойынша ең оңай. Бұл жағдайда үлкен сыйымдылықтағы резервуарларды мұнаймен толтырады және белгілі бір уақытқа (48 сағат және одан да көп) шыдайды. Ұстау кезінде су тамшыларының коагуляциясы процестері болады, және ауырлық күшінің (гравитация) әсерінен судың ірі және ауыр тамшылары түбіне шөгеді және тауар асты су қабаты түрінде жиналады. Алайда, суық мұнай тұруының гравитациялық процесі-аз өнімді және мұнайды сусыздандырудың тиімді әдісі жеткіліксіз.
Мұнайды алдын ала (60 +- 10) °С температураға дейін қыздыру есебінен су тамшыларының коагуляциялау процестері едәуір жеңілдетілетін және тұндыру кезінде мұнайды сусыздандыру тездетілетін суланған мұнайдың ыстық тұнбасы неғұрлым тиімді. Сусыздандырудың гравитациялық әдістерінің жеткіліксіздігі аз тиімділік болып табылады.
Эмульсияның механикалық бөлінуінің тиімділігін, егер гравитация күшінің орнына ортадан тепкіш күш қолданса, яғни эмульсияны центрифугалауға ұшыраса, айтарлықтай жоғарылатуға болады. Центрифугада бөлшектердің тұндыру жылдамдығы ауырлық күшінің әсерінен еркін тұндыру жылдамдығына қарағанда әрдайым көп. Бірақ бұл әдіс аппаратуралық безендірудің күрделілігіне байланысты өнеркәсіпте қолдануға таппады.
Деэмульгаторлар-бұл арнайы синтезделген химиялық қосылыстар, оларға мынадай талаптар қойылады:
- мұнай қасиеттерін өзгертпеу және су молекулаларымен әрекет етпеу қабілеті;
- шағын шығыстар кезінде жоғары деэмульгациялық қабілеті;
- мұнайдан бөлінген ағынды судан алу оңай;
- уыттылық, жабдыққа қатысты инерттілік, төмен құны, қол жетімділік .
Деэмульгаторлардың екі түрі бар - электрлік емес және коллоидты типті.
Электрлік емес деэмульгаторларға мұнай эмульгаторларын ерітетін және оның тұтқырлығын төмендететін органикалық заттар (бензол, спирттер, керосин) жатады. Бұл су тамшыларының тез коалесценциясына және олардың шөгуіне ықпал етеді. Оларды негізінен зертханалық және зерттеу тәжірибесінде қолданады. Мұнайды құрғатудың өнеркәсіптік технологиясында электролиттер көп шығын және жоғары құннан, сондай-ақ суды тұндырғаннан кейін олардың мұнайдан бөлінуінің күрделілігіне байланысты қолданылмайды.
Өнеркәсіпте беттік-белсенді заттар (ПБЗ) - коллоидтық типті кеңінен қолданылады. Олар үш түрі бар: анионоактивті, катионоактивті және неиононогиялық, яғни суда иондарды құрмайтын.
Анионоактивті (сульфанол, карбон қышқылдары) су болған кезде көмірсутек бөлігінің теріс зарядталған иондарына және металл мен сутегінің оң иондарына диссоциацияланады.
Катионоактивті су болған кезде оң зарядталған радикалға және теріс зарядталған қышқыл қалдығына ыдырайды. Деэмульгаторлар ретінде сирек қолданылады.Ионогенді емес мұнай сусыздандыру технологиясында ең кең қолдану тапты.ПБЗ мұнай құрамындағы табиғи эмульгаторлармен салыстырғанда үстіңгі белсенділігі жоғары. ПБЗ қолданумен мұнай эмульсияларының бұзылуы нәтижесі болуы мүмкін:
1) эмульсияны тұрақтандыратын эмульгатор су глобуласының бетінен адсорбциялық ығыстыру;
2) қарама-қарсы түрдегі тұрақсыз эмульсиялардың пайда болуы;
3) адсорбциялық пленканы химиялық еріту.
Тұрақты тұрақсыз эмульсиялардан пайда болған эмульсиялардан кейін судың ірі глобулаларына оңай коалесцияланады және дисперсиялық ортадан (мұнайдан) тұнады. Мұнайды сусыздандыру мен тұзсыздандырудың шектеуші жиынтық процесі тұрақсыздық сатысы болып табылады. Ол өз кезегінде екі кезеңнен тұрады:
а) деэмульгаторды эмульсия бетіне жеткізу, яғни диффузиялық процесс болып табылатын көлік сатысы;
б) мұнайдың эмульгаторымен түзілген немесе кинетикалық сатыдағы брондайтын қабықшаның бұзылуы.
Ионогенді емес деэмульгаторларды суда ерігіштігі бойынша суда ерігіш, мұнай ерігіш және су-суда ерігіш деп бөлуге болады.
Суда еритін деэмульгаторлар бір-екі пайыздық су ерітіндісі түрінде қолданылады. Олар ішінара дренажды сумен жуылады, бұл олардың тұзсыздандыру шығынын арттырады. Суда еритін заттарға оксиэтилденген сұйық органикалық қышқылдар, алкилфенолдар, органикалық спирттер (неонол, оксанол, синтанол) жатады. Бұл заттар (80 +- 5) % суда ериді.
Мұнай еритін ПБЗ мұнайда шынайы немесе коллоид ерітінділерін құрайды. Олар (12,5 +- 2,5) % - ға суға ауысады. Мұндай деэмульгаторларға дипроксамин 157, оксафорлар 1107 және 43, прохинор 2258, прогалит жатады. Осы деэмульгаторлардың барлығы 91,5-тен 3,3 мыңға дейін жоғары молярлық массаға ие, тығыздығы шамамен 1000 кгм3 және жоғары тұтқырлыққа ие. Мұнай еритін деэмульгаторлар ақ, өйткені:
- олар мұнаймен оңай араласады( тіпті әлсіз араластыру кезінде), аз мөлшерде сумен жуылады және ағынды суларды ластамайды;
- олардың шығыны мұнайдың сулануына байланысты емес;
- мұнайда қалып, тұрақты эмульсиялардың пайда болуын ескертеді;
- металдардың коррозиясын тежейтін қасиеттерге ие;
- қату температурасы төмен тез қозғалатын сұйықтықтар болып табылады және еріткішсіз қолданылуы мүмкін, тасымалдауға және мөлшерлеуге ыңғайлы.Эмульсияны бұзудың термохимиялық әдістері электрохимиялық, яғни 50 с тең айнымалы ток жиілігімен күшті электр өрісін құрумен бірге қолданылады?Және жоғары кернеумен 15-тен 44 кВ дейін.). Электр өрісінің индукциясы нәтижесінде су поляризацияланған тамшылары қорғаныс пленкаларының бұзылуымен деформацияланады (созылады) және электродтардың полярлығы жиі ауысқанда (секундына 50 рет) олардың соқтығысу және ірілендіру ықтималдығы артады, нәтижесінде жеке фазаның пайда болуымен глобулалардың шөгуінің жылдамдығы артады. Сусыздану тереңдігінің ұлғаюына қарай қалған тамшылар арасындағы қашықтық ұлғаяды және коалесценция баяулайды. Сондықтан айнымалы токтың электр өрісінде өңделген мұнайдың соңғы құрамы іздерден 0,1% - ға дейін ауытқиды. Қалған су тамшыларының коалесценциясын электр өрісінің кернеулігін белгілі бір шекке дейін арттыруға болады. Электр өрісінің кернеулігі одан әрі жоғарылаған кезде тамшылардың электрлік диспергиялануының жағымсыз процестері тездетіледі және коалесценция қайтадан баяулайды. Сондықтан эмульсияның нақты түріне қатысты электродтардың оңтайлы мөлшерін және олардың арасындағы қашықтықты таңдау орынды. Электрмен дезинфекциялау жылдамдығын арттыру үшін мұнайды алдын ала (60 +- 10) °С температураға дейін қыздырады.
Мұнай тұзсыздандыру
Сусыздандырумен қатар мұнайды терең тұзсыздандыру қажет. Жоғарыда аталған барлық факторлар эмульсиядан судың ағуын қарқындандыруға ықпал етеді, бірақ мұнайдағы сусыздандырудан кейін қалған су тамшыларының тұздануына әсер етпейді. Мұнайды терең сусыздандыруға ғана емес, сонымен қатар тұзсыздандыруға қол жеткізу мақсатында мұнайды таза тұщы сумен жууды қолданады. Бұл шаю суының рөлі двояк. Бір жағынан, эмульсия суының тұзды тамшыларымен араластырылып, оларды сұйылтады және олардағы тұздардың концентрациясын азайтады, ал екінші жағынан, мұнай эмульсиясы ағынын турбулизациялайды, тамшылар коалесценциясына ықпал етеді, яғни эмульсияға Гидромеханикалық әсер етеді.
Мұнайда қалған тұздардың саны қалдық судың құрамына да, тұздалуына да байланысты. Сондықтан терең тұзсыздандыруға қол жеткізу мақсатында шаю (тұщы) судың оңтайлы мөлшерін мұнайға беру арқылы тұздарды шаюды жүзеге асырады. Шайынды суды беру кезінде Тек 1% ғана эмульсиядағы тұзды судың тамшыларын сұйылтуға қатысады, ал қалған шайынды судың мөлшері тек турбулизатор болып табылады, сондықтан 1% тұщы суға дейін және 4-тен 5% - ға дейін рециркуляциялаушы, мұнай массасынан бұрын пайдаланылған, бұл 5-ке мүмкіндік береді.
Төгілетін сарқынды тұзды және ластанған судың мөлшерін 6 рет төмендету және оны сусыздандыру бойынша қуатты азайту. Шаю суының мөлшері шамадан тыс ұлғайған кезде мұнайды тұзсыздандыру шығындары және түзілетін ағындардың мөлшері өсуде. Осыған байланысты, көптеген МӨЗ ЭЛОУ тұщы суды үнемдеу мақсатында шайынды суды Тұщы беру арқылы екі сатылы схемаларды табысты қолданады: таза су соңғы сатының кіруіне түседі, ал дренажды бірінші сатыдан шығарылады. Мұнайды тұзсыздандыру сатысының саны (1, 2 немесе 3) бастапқы эмульсияның қасиеттерімен және ондағы тұздардың құрамымен анықталады. [1][8]

1.2 Мұнай сусыздандыру және тұзсыздандыру қондырғылары

Мұнай кен орындарында мұнайды сусыздандыру және тұзсыздандырудың мынадай қондырғылары пайдаланылады:
1. Мұнайды құрғатудың термохимиялық қондырғылары (ТХҚ);
2. Электр тұзсыздандыру қондырғылары (ЭЛОУ).
Мұнайды сусыздандырудың термохимиялық қондырғысында (1-сурет) шикі мұнай (мұнай эмульсиясы) 1 Шикізат резервуарынан 2 сорғымен 3 жылу алмастырғыш арқылы 4 түтікті пешке жібереді. 2 сорғының алдында мұнайға реагент-деэмульгатор II айдалады. 3 жылу алмастырғышта және 4 құбырлы пеште мұнай эмульсиясы қыздырылады, және оның турбулентті араластыру процесінде насоста және құбырлы жыланғышпен қозғалғанда пеште реагент-деэмульгатор қабаттық судың тамшысына дейін жеткізіледі және асфальтты-шайырлы заттардың броньды қабаттары бұзылады.
Құбырлы пеште қыздыру мұнай эмульсиясын 120 °С-тан жоғары температураға дейін қыздыру қажет болған кезде жүзеге асырылады (судың түсуіне жол бермеу үшін жоғары қысым кезінде). Төмен температура кезінде 4 түтікті пештің орнына бу қыздырғышты пайдалануға болады.
Мұнай эмульсиясының кинематикалық тұтқырлығы 4 * 10-6 м2с құрайды. Сусыздандырылған Мұнай 5 тұндырғыштан жоғарыдан шығарылады, 3 жылу алмастырғыш арқылы өтеді, мұнда деэмульсацияға түсетін шикі мұнайдың бір бөлігін береді және 6 резервуарға түседі, одан тауарлық мұнай III сорғымен магистральдық мұнай құбырына сорылады.

1-сурет. Мұнайды сусыздандырудың термохимиялық қондырғысының технологиялық схемасы
Тұндырғышта бөлінген 5 қабаттық су IV Ағынды суларды дайындау қондырғысына жіберіледі.Шикізат резервуар суды алдын ала ағызу арқылы резервуар ретінде жұмыс істей алады. Бұл жағдайда 5 тұндырғыштан шығатын және құрамында реагент-деэмульгатор бар ыстық судың бір бөлігі 1 резервуардың алдында шикі мұнай ағынына беріледі (пунктир желісі, сурет.1). Бұл жағдайда 1 резервуары таратқыш маточникпен және құю құбырымен жабдықталады. Сұйыққоймада су қабаты ұсталады, сондықтан бөлінетін мұнай эмульсиясы судың қалыңдығы арқылы өтеді, бұл мұнай эмульсиясынан бос судың толық бөлінуіне ықпал етеді.
Алдын ала төгілген резервуарда бөлінген су сорғымен ағынды суларды дайындау қондырғысына сорылады. Эмульсияларды жылулық өңдеу оның тығыздығына, тұтқыр-температуралық сипаттамасына, эмульсия түріне және электрдегидратордағы немесе термохимиялық сусыздандырудың тұндырғышындағы қысымға байланысты осы мұнай үшін оңтайлы температураға (105 +- 45) °С дейін қыздырудан тұрады. Температураның белгілі бір шегіне дейін көтерілуі деэмульгирлеу процесінің барлық сатыларының қарқындылығына ықпал етеді: біріншіден, мұнайдағы табиғи эмульгаторлардың ерігіштігін арттыру нәтижесінде эмульсиялардың тұрақсыздануына және броньды кристалдарды парафиндер мен асфальтендерді балқытуға, екіншіден, мұнайдың тұтқырлығы мен тығыздығының төмендеуі нәтижесінде су тамшыларын тұндыру жылдамдығының өсуіне, сол арқылы деэмульгатордың талап етілетін шығынының азаюына әкеледі.
Температураны таңдау бірінші кезекте мұнайдың өзіндік қасиеттерімен анықталады: жеңіл тұтқыр мұнай үшін мұнайдың қайнауын болдырмау үшін неғұрлым төмен температураны, ал ауыр үшін - қысымның жоғарылауымен бірге неғұрлым жоғары температураны қолданады. Тұзсыздандырудың оңтайлы температурасын 100-ден 120 °С-қа дейін деп есептеу керек. Ауыр, тұтқыр мұнай үшін - 120 °С-ден 140 °С-ге дейін температура. Әдетте, дегидраторларда оңтайлы ретінде мұнайдың тұтқырлығы екі-төрт сСт құрайтын температураны таңдайды. Мұнай қыздыру температурасы жоғарылаған кезде жүйенің сұйықтықфазалық жағдайын ұстап тұру және мұнай шығыны мен өрт қауіптілігін азайту үшін қысымды да бір мезгілде арттыруға тура келеді. Алайда, қысымның жоғарылауы аппараттардың қабырғаларының қалыңдығын арттыру қажеттілігін тудырады. Электрдегидраторлардың заманауи модельдері 1,8 МПа дейін қысымға есептелген.
Температураның жоғарылауымен қатар фазалар бөлімінің шекарасында адсорбирленетін деэмульгаторды енгізу де қолданылады, тамшылар айналасында жиналған табиғи эмульгаторларды диспергациялайды және пептизациялайды және сол арқылы "брондайтын" қабаттардың құрылымдық-механикалық беріктігін күрт төмендетеді.
Температураның және деэмульгаторлардың бірлескен әсері кезінде ауырлық күшінің әсерінен тұнбаға тез түсіп, мұнайдан ажырауға қабілетті үлкен тамшыларға су тамшылары қарқынды қосылады.
Ең тиімді болып электр тұзсыздандырғыш қондырғыда тұзсыздандыру әдісі саналады. Бұл ретте электрдегидраторға түсетін мұнай эмульсиясының сулануын тұрақтандыру үшін жылу-химиялық сусыздандыру сатысы енгізіледі. Шикі мұнай 1 Шикізат резервуарынан 2 Шикізат сорғысымен 3 жылу алмастырғыш және 4 қыздырғыш арқылы айдалады және 5 тұндырғышқа түседі. Шикізат сорғысының алдында шикі мұнайға реагент-деэмульгатор II енгізіледі, сондықтан 5 Тұндырғышта шикі мұнайдан жүзетін судың негізгі мөлшері бөлінеді.

2-сурет. Электр тоғыту қондырғысының технологиялық схемасы.

Тұндырғыштан 5 құрамында 1-2% - ға дейінгі қалдық суы бар мұнай электрдегидраторға жіберіледі 8. Бұл жағдайда в электрдегидраторының алдында .мұнай ағыны тұщы суды III және деэмульгатор II енгізеді, сондықтан тұзсыздандыру алдында мұнайдың сулануы тұздың құрамына байланысты 8-15% - ға дейін жеткізіледі. Тұздар тұщы суда ериді және электрдегидратордағы мұнайдан су бөлінгеннен кейін мұнай тұзсыздандырылған болады. 8 электрдегидратордың үстінен сусыздандырылған және тұзсыздандырылған мұнай шығады, ол 7 аралық сыйымдылықты өтіп, 6 сорғымен 3 жылу алмастырғыш арқылы, шикі мұнайды қыздырып, 9 тауарлық мұнай резервуарына жіберіледі.
5 Тұндырғышта және 8 электрдегидраторда мұнайдан бөлінген IV су суды дайындау қондырғысына жіберіледі. Тауарлық мұнай V сорғымен магистральды мұнай құбырына сорылады.
ЭЛТҚ-дың техникалық-экономикалық көрсеткіштері жылу алмастырғыштар, шикізат сорғылары, резервуарлар, бу және т. б. (ірілендіруден экономикалық нәтиже) санын азайту есебінен анағұрлым жоғары өнімді электрдегидраторларды қолдану кезінде және күрделі және энергия шығындарын азайту, еңбек өнімділігін және т. б. арттыру есебінен мұнайды тікелей айдау қондырғыларымен біріктіру кезінде айтарлықтай жақсарады. Мысалы, 2эг - 160 типті көлденең электрдегидраторы бар ЭЛТҚ мұнайды бастапқы айдау қондырғысымен құрастырылған, жеке тұрған ЭЛТҚ-мен салыстырғанда, бірдей өнімділік кезінде (6 млн.тг) шамамен 1,5 есе аз күрделі шығындар, пайдалану шығындары және тұзсыздандырудың өзіндік құны бар. Соңғы жылдары шет елдерде және біздің елімізде жаңа АВТ немесе құрамдастырылған қондырғылар жоғары қуатты көлденең электрдегидраторлармен ғана салынады. Қазіргі уақытта қуаты 560 м3сағ (d = 3,4 м және L = 23,5 м) тең 2эг-200 типті көлемі 200 м3 көлденең электрдегидратор әзірленіп, енгізілуде және электродтардың жақсартылған конструкциясы бар көлемі 450 м3 болатын оның перспективалық моделі әзірленуде. Бірлі-жарым қуаттарды ірілендірумен бір мезгілде деэмульгатормен және сумен мұнай араластыру қарқындылығын жақсартудан, гидравликалық кедергіні азайтудан, мұнайды енгізу орнын және гидродинамикалық жағдайды оңтайландырудан, Мұнайды және т. б. қос немесе үш есе енгізуді ұйымдастырудан тұратын электрдегидраторлар мен олардың жекелеген тораптарының конструкциясын үздіксіз жетілдіру жүргізілді.
ЭЛТҚ-ның техникалық-экономикалық көрсеткіштеріне деэмульгаторлар ерітіндісімен эмульсиялық мұнайдың араласу қарқындылығы мен ұзақтығы да әсер етеді. Мысалы, беттік белсенділігі аз деэмульгаторлар үшін, әсіресе олар мұнайда нашар еритін кезде, неғұрлым қарқынды және ұзақ араластыру қажет, бірақ нашар шөгетін жоғары дисперсті жүйе қалыптасатындай емес. Әдетте деэмульгатормен мұнайды араластыру шикізат ортадан тепкіш сорғыда жүзеге асырылады. Дегенмен, диафрагмалар, клапандар, айналмалы роторлар және т. б. сияқты арнайы араластырғыш құрылғылар жақсы.д. ЭЛТҚ-да өнімділігі аз мөлшерлеу сорғылары да бар.
Жылуалмастырғыш, жылу жылытқыштар арқылы мұнай сорғымен айдалады және (115 +- 5) °С температураға дейін қыздырылған, бірінші сатылы электрдегидраторға түседі. Шикізат сорғысының алдында мұнайға деэмульгатор, ал бу жылытқыштарынан кейін - сілті ерітіндісі енгізіледі. Құрамында бар судың рН мәні төмен мұнай үшін сілтілік ерітіндісін енгізу бейтарап ортаны қамтамасыз ету үшін қажет, бұл процестің тиімділігіне оң әсер етеді. Сілтіден және деэмульгатордан басқа мұнайға қалған су қосылады,ол екінші сатылы электрдегидратордан шығарылады және инжектро араластырғышқа айдалады. Сондай-ақ, мұнай массасынан (7,5 +- 2,5) % - ға дейінгі массамен таза суды беру көзделген. Араластырғышта мұнай сілтімен сумен біркелкі араластырылады.
Мұнай құбырлы таратқыш арқылы электрдегидратор төмен түседі. Тұзсыздандырылған мұнай электрдегидратордан жоғарыдан коллектор арқылы шығарылады. Мұнайды енгізу және шығару құрылғыларының осындай орналасуының арқасында аппараттың барлық қимасы бойынша ағынның біркелкілігі қамтамасыз етіледі.
Дренаждық коллекторлар арқылы қалған су кәрізге немесе қосымша тұндырғыштарға түседі. Бірінші сатының электродегидраторынан жоғарыдан толық емес сусыздандырылған мұнай екінші сатының электродегидраторына түседі, оның жоғарысынан тұзсыздандырылған және сусыздандырылған мұнай қондырғыдан резервуарларға шығарылады. Ал аралас қондырғыларда мұнай жылытылады және атмосфералық айдаудың ректификациялық колоннасына беріледі. Мұнайды электр тұзсыздандыру процесінің негізгі технологиялық параметрлері:
- электрдегидраторлардағы температура мен қысым,
- шайынды судың шығыны, деэмульгатор шығыны;
- сондай-ақ электрдегидратордың меншікті өнімділігі;
- ЭЛТҚ блогының шығысындағы хлоридтер мен судың мөлшері;
- дренаждық судағы мұнай өнімінің құрамы;
- дренаждық судағы деэмульгатордың болуы.
Белгілі бір оңтайлы температураға дейін мұнайды жылыту мұнайдың тұтқырлығын төмендетеді, бұл су тамшыларын седиментациялауды (тұндыруды) жеңілдетеді, мұнайда абсорбциялық пленкалардың ерігуіне және сол арқылы олардың механикалық беріктігінің төмендеуіне ықпал етеді. Температураның жоғарылауы кезінде тамшылар қозғалысының жылдамдығы және олардың соқтығысу ықтималдығы артады, бұл түпкі нәтижесінде олардың коалесценсиясын тездетеді.
Сонымен қатар, температураның ұлғаюымен будың серпімділігі артып, сәйкесінше аппараттардағы қысым жоғарылайды, мұнай электр өткізгіштігінің жоғарылауы салдарынан электр дегидраторлардағы электр энергиясының шығыны күрт артады, Өтпелі және аспалы оқшаулағыштардың жұмысы едәуір күрделенеді. Сонымен қатар, температураның көтерілуі электрдегидраторлардан дренаждалатын суды кәрізге шығару алдында салқындатуға қосымша шығындарға әкеледі. Әрбір мұнай үшін оның қасиеттеріне байланысты тұзсыздандыру температурасының белгілі бір технологиялық және техникалық-экономикалық оптимумы бар
Мұнайды тұзсыздандыру процесі суды көп тұтынумен байланысты. МӨЗ-де әдетте су буының технологиялық конденсаттарын, кері суды пайдаланады, яғни су бұрғысының тұйық циклі қолданылады. Тұщы судың шығынын және көптеген ЭЛТҚ ағындарының мөлшерін азайту үшін тұщы суды тек соңғы сатыға ғана береді, содан кейін мұнайды алдыңғы сатыда жуу үшін дренажды суды қайта пайдаланады. Мұндай схема тұщы суды тұтынуды және тұзсыздандырудың сапасына нұқсан келтірмей ластанған ағындардың санын айтарлықтай (екі - үш есе) төмендетуге мүмкіндік береді.[7]
Қазіргі ЭЛТҚ мұнай көрсеткіштерімен алынады:
- тұздардың массалық концентрациясы, мг дм3, 3-5 артық емес - судың массалық үлесі,%, 0,1 артық емес-механикалық қоспалардың массалық үлесі, % жоқ.Сондықтан МӨЗ-де тұзсыздандыру және сусыздандыру әдістерінің комбинациясын жиі қолданады, мысалы, ЭЛОУ-да эмульсияға әсер етудің төрт факторы үйлеседі: жылыту, деэмульгаторды беру,Электр өрісі және гравитациялық өрісте тұндыру.Дәл осы ЭЛТҚ-да шығарылатын өнім сапасының негізі қаланады, күрделі технологиялық жабдықтың қолайлы өмір сүруінің алғышарттары қалыптасады. [6]

1.3 ЭЛТҚ электрдегидраттар түрлері және олардың құрылысы.

Мұнай өнеркәсібінде эмульсиялық мұнайды тұзсыздандыру және сусыздандыру үшін жиі электродегидраторлар қолданылады: 1.Тік; 2.Көлденең; 3.Шар;
1.Тік электрдегидратор - бұл келесі габариттердің жартылай сфералық түбі бар тік сыйымдылық: диаметрі - 3 м, биіктігі - 5 м, көлемі-30 м3.

3-сурет.Тік электрдегидратор
Оның ішінде шамамен ортасында 6 және 7 көлденең электродтар бекітілген. Электродтар 2 жоғары вольтты трансформаторлардан қоректенеді, олардың қуаты әрқайсысында 5 кВА құрайды.
Электродтар арасындағы кернеу 15-35 кВ диапазонда ауытқиды. Электродтар арасындағы қашықтық эксперименталды жолмен таңдалады және 10-14 см аралығында жатыр. Мұнай сызықтық жылдамдығы 2-4 мс (3-6 сммин) электродтар арасында қозғалады. Ең маңызды элементтердің бірі-оқшаулағыштар, аспалы және өтетін жерлер. Олар фарфордан (п-4,5 түрі) немесе шыныдан (ПС-4,5 түрі) дайындалады.
Ыстық мұнайдың агрессивті ортасы тұзды сумен және механикалық қоспалармен бірге оқшаулағышты тез бұзады. Ал тұзсыздандыру температурасының ұлғаю үрдісі (110-115 ºС дейін және тіпті 160-180 ºС дейін) осындай жағдайларда жұмыс істеу үшін қолайлы материалдарды іздестірудің өзектілігін көтереді. Осындай материалдардың бірі-фторопласт-4. Электрдегидратордың жиынтығына мыналар кіреді: реактивті катушкалар 5, таратушы бастағы саңылауды реттейтін тартқыш, сигналдық шамдар, аппараттың төменгі жағын жылытуға арналған жыланқыш, манометр, шламдық сорғы, қалтқышты ажыратқыш, өлшеуіш шыны және сақтандырғыш клапан.
Тік типті электрдегидраторлар Мұнай кәсіпшілігі мен ескі мұнай зауыттарында қолданылады. Қазіргі заманғы зауыттарда оларды қолданбайды, себебі олардың көлемі шектеулі, ал өнімділігі аз (300-600 т тәу).
2.Шар электрдегидратор. Мұнайды алғашқы айдаудың қазіргі заманғы қондырғыларының қуатын арттыру тік электрдегидраторларға қарағанда, анағұрлым өндірістік электр тұзсыздандыратын блоктар мен қондырғыларды қолдануды талап етеді. Олардың құрылысы экономикалық және техникалық жағынан тиімді емес. Әр түрлі өнімділіктегі АТ және АВТ қондырғылары үшін тәулігіне 400 т орташа өткізу қабілеті тік типті дегидраторлар саны 1 кестеде келтірілген:
1-кесте.

АВТ қуаты, жылына млн.тонна
Электрдегидрад саны, шт
2,0
15
3,0
25
6,0
50
8,0
62

Бұдан басқа, шағын аппараттардың көп саны қондырғыны пайдалануды қиындатады, қызмет көрсететін персоналдың үлкен штатын және үлкен аумақты талап етеді.
Сондықтан жоғары өткізу қабілеті бар электрдегидраторларды құру туралы мәселе туындады. Оның конструкциясының негізіне көлемі 600 м3 сфералық резервуар жатыр. Резервуар бүріккіш құрылғылармен және электродтармен жабдықталған. Электрдегидраторлардың бұл түрі шар деп аталады (күріш. 2), ол ұзақ пайдалану үшін жарамды. Шарлы электрдегидраторлардың әрекет ету принципі тігінен әрекет ету принципінен айырмашылығы жоқ. 7-ші бөлгіш бастиектер арқылы аппаратқа эмульсиялық мұнай түседі. Басы шардың тік осінен 3 м қашықтықта оның экваторлық жазықтығында симметриялы орналасқан. 6 диаметрі 2-3 м көлденең электродтардың үш жұбы электрдегидратордың ішінде 5 оқшаулағыштарға бекітіледі.
Тарату бастары электродтар арасында болады. 3 типті ОМ-6635 ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.