Мұнайлардың классификациясы

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 19 бет
Таңдаулыға:

Қарағанды техникалық университеті

Кафедра РМПИ

Өңдірістік есеп беру

по ___________________________________ ______________
Тақырыбы ___________________________________ __________

___________________________________ _________________

Қабылдады:

______________________
(фамилия, инициалы)

_______________ ______________________
(баға) (қолы) (уақыты)

Комиссия мүшелері: Орындады:

________________________ ______________________
(қолы, фамилия, и. о.) (фамилия, инициалы)

________________________ ______________________
(қолы, фамилия, и, о) (шифр зачет. книжки)

Қарағанды 2021
Мазмұны:

Кіріспе
3
1
Мұнай ерекшелігі және құрамы
4
1.1
1.2
2
2.1
2.2
3
3.1
Мұнайдың минералдық компоненттері
Мұнайлардың классификациясы
Мұнайды өндеу
Мұнай.Термиялық крекинг
Каталитикалық крекинг процесінің химиялық негіздері
Мұнай өнімдері
Мұнайдың пайдасы
Қорытынды
Пайдаланылған әдебиеттер

7
8
9
10
13
15
16
17
18

Кіріспе

Қазақстанның мұнай-газ өнеркәсібінің потенциалы мұнай мен газдың барланған қорлармен, сол сияқты олардың келелі(перспктивалық) және болжамдық ресурстарымен анықталады. Бұлардың алдыңғылары бұрынырақ табылған, сөйтіп қазір игері- ліп немесе барланып жатқан, әйтпесе уақытша сақталып қойылған кенорындармен байланысты. Келелі және болжамдық ресурстар әзір табыла қоймаған, бірақ анықталған әр түрлі типтегі жергілікті тұтқыштар тұрғысынан (келелі және шоғырландырылған болжамдық ресурстар), немесе алаптың ірі-ірі құрылымдық элементтері мен литологиялық-стратиграфиялық кешендері тұрғысынан жеткілікті дәрежеде ғылыми тұрғыдан негізделген ресурстар болып табылады.
Қазақстанда табылған кенорындардың қорларын бағалау жұмыстары, сол сияқты келелі және болжамдық ресурстарды ке- шенді турде бағалау шаралары түрақты түрде жүргізіліп тұрады, мұның өзі республиканың мұнай-газ саласының қазіргі жағдайы мен болашақ даму перспективаларын саралауға жеткілікті дәрежедегі не- гіз болып табылады.
2005 жылдың 1-ші қаңтарына есептегенде, Қазақстанда мұнай мен газдың 230 кенорны белгілі, олардың 131-і Каспий маңы ойысында, 18-і Солтүстік Үстірт-Бозащы алабында, 57-і Оңтүстік Маңғыстауда, 15-i Оңтүстік Торғайда және 9-ы Шу-Сарысу шөгінді алабында. 210-ға жуық кенорын мемлекеттік баланс тұрғысынан есепке алынған, қалғандары мұнай мен газдың жекелеген ағымдарымен ғана сипатталатын барланып жатқан алаңшалар дәрежесінде. Шу-Сарысу алабы ғана таза газды алап болып табылады, қалғандары негізінен мұнайлы алаптар санаты- на жатады, алайда бұл алаптарда да газ және газ-конденсат кенорындары мен жекелеген жатындары ұшырасады, және де олардағы мұнай мен дербес газдың бір-біріне деген қатынасы әр түрлі болып келеді.
Мүнайдың дәлелденген қорларының мөлшері жағынан, яғни республикада қабылданған қорлар жіктемесінің А+ В+С1 категориялары бойынша, Қазақстан дүние жүзіндегі мұнайдың дәледенген қорларының 90 %-ын иелен- ген 16 елдің қатарына кіре отырып, осы тізбекте 14-нші орынды иеленеді. Ал шындыққа сәйкесу деңгейі өте жоғары бағаланатын Қашаған және Теңіз кенорындары бойынша есептеліп шығарылған шамамен бағаланған қорларды (С2 категориясы) есепке алар болсақ, Қазақстан дүние жүзі елдерінің алғашқы ондығына кіре отырып, осы тізбектегі, Ресей Федарациясынан кейінгі, 8-нші орынды иеленеді. Сұйық кемірсутектердің, яғни мұнай мен газды конденсаттың жиынтық мелшері тұрғысынан да Қазақстан осы тізбектің 8-нші орнында. Сұйық кемірсутектердің дәлелденген және шамамен бағаланған қорлары жағынан республиканың жиынтық потенциалы әлемдік дәлелденген қорлардың 3,5 %-н қүрайды.

1.Мұнайдың ерекшелігі және құрамы

Мұнай алкандық (парафиңдік), циклоалкандық (нафтендік) және ароматтық көмірсугектердің қоспаларынан, сонымен қатар оттекті, күкіртті және азотты қосылыстардан тұрады. Мұнайдың гетероорганикалық қосылыстар деп аталатын соңғылары негізінен ауыр фракцияларда, әсіресе шайыр-асфальттік бөлігінде шоғырланған.
Мұнай құрамына кіретін негізгі элементтер - көміртек және сутек. Мұнайда көміртектің құрамы 82-87%, сутек - 11-14%, күкірт - 0,1-5% аралығында болады. Мұнайлардың көпшілігінде азоттың және оттектің құрамы пайыздың ондық үлесінен аспайды.
Алкандар. Мұнай алкандары газ түріндегі, сұйық және қатты қосылыстардан құралады. Газ түріндегі алкандар (СГС4 алкандар) серіктес және табиғи газдар құрамына кіреді. Көміртектің 5 және 15 атомдарынан құралатын қосылыстар (С5-С15 алкандар) - сүйық заттар. Гексадеканнан (С16Н34) бастап нормальдік алкандар қатты заттарға жатады, олар кәдімгі температурада мұнайда және жоғары қайнайтын фракцияларда кристалдық немесе еріген күйінде бола алады. Мұнай алкандары тармақгалған жөне нормальді изомерлерден құралған; бүл изомерлердің салыстырмалы құрамы мұнай типтеріне тәуелді. Әр түрлі мұнайларда алкандардың жалпы құрамы 10- нан 70%-ға дейінгі аралықга болады.
Қазіргі уақытта бөлініп алынған немесе күмәнсіз анықталған алкандардың саны 600-ден асады. Нормальдік алкандар- ең кеңінен зерттелінгендер. Мұнайда бутаннан (tқайн 0,5°С) үш триаконтанға С33Н68 (tқайн 475°С) дейінгі барлық алкандардың бар екені анықгалынған. Қатты алкандарға парафиндер және церезиндер жатады. Парафиндер - негізінен нормальдік құрылысты және кірме ретінде тармақтандырылған алкандар бар қатты алкандар қоспасы. Церезиндер - негізінен құрылысы тармақталған қатты ал-кандардың қоспасы. Қатты парафиндер барлық мұнайларда, бірақ көпшілігінде аз мөлшерде, ондық үлестен 5%-ға дейін кездеседі. Нағыз парафиндік типті мұнайларда олардың құрамы 7-12%-ға дейін 4 артады. Қатты парафиндердің орасан зор құрамы (15-20%) Маңғыстау жартылай аралындағы (Жетібай, Өзен) мұнайларда кездеседі.
Циклоалкандар. Мұнайларда циклоалкандардың (нафтендердің) құрамы 25- тен 75%-ға дейінгі аралықга болады. Циклоалкандар барлық фракцияларда кездеседі. Олардың құрамы фракциялар ауырлаған сайын өседі. Мұнайларда ең түрақгы 5 және 6 мүшелі циклоалкандар басым, циклопентан-ның және циклогексанның көптеген гомологтары табылған, олар негізінен бензин фракцияларында кездеседі. Жоғары фракцияларда сонымен қатар кұрылысы әр түрлі, негізінен екі жалпы көміртек атомдары бар (декалиндер, норборнан және т.б.) полициклді нафтендік көмірсутектер де болады.
1933 ж. моравиялық мұнайлардан (Чехославакия) үшциклді көмірсутек үшцикло декан (адамантан) (I) бөлініп алынды. Бүл кристалдық заттьщ балқу температурасы 269°С (барлық белгілі көмірсутектердің ішінде ең жоғары балку температурасы). Адамантан алмазға үқсас көміртек атомдарының жүйесіне ие. Адамантан ядросын құрайтын қосылыстар өсімдіктер және жануарлардан алынған заттардың ішінен табылмаған. Казіргі уақытта адамантан химиясы қарқынды түрде дамуда. Оны алудың синтездік әдісі белгілі. Адамантан туындылары әр түрлі салаларда кең көлемде қолданыс тауып жатыр (дәрілік заттар, полимерлер және т.б.).
Арендер. Арендер (ароматтық көмірсутектер) мұнайда алкандар мен циклоалкандарға қарағанда аз мөлшерде кездеседі. Әр түрлі мұнайларда бүл көмірсутектердің жалпы мөлшері кең аралықга орташа есеппен 10-20% (масс.) кездеседі. Ароматтық мұнайларда оның мөлшері 35 %-ға (масс.) және оданда көпке жетеді.
Көмірсутектердің басқа класстарына қарағанда, арендер жеткілікті түрде зерттелінген. Бүл көмірсутектер класы мұнайда бензол және оның гомологтары, сонымен қатар би-жөне полициклдік қосылыстардың туындыларынан құралады. Мұнайлардың бензин фракцияларында С9 дейінгі барлық мұмкін болатын алкилбензолдар анықталған. Басым түрде кездесетіндер -толуол, м-ксилол және 5 псевдокумол (1, 2, 4 -үшметил бензол).
Керосин және газоил фракцияларында бензол көмірсутек-терінен басқа нафталин гомологтары және дифенил бары аныкталған. Мұнайдың ауыр газоиль, май жөне жоғарғы фракцияларында үш және одан жоғары циклден түратын полициклдік арендер табылған. Ауыр дистиляттар күрамьшда жеті сақинаға дейін бар полициклдік арендер болатьгны анықталған.
Гибрид курылысты көмірсутектер. Мұнайда арен циклді және алкил тізбектен басқа циклоалкан циклдері бар гибрид құрьшысты әр түрлі көмірсутектер бар. Керосин - газоиль фракцияларында циклоалканарендердің ең карапайым өкілдері ивдан, тетралин, флуорен және аценафтеннің туындылары бар. Гибридтік көмірсутектердің ароматтық циклдері түгелдерлік тек метил орынбасарларына, ал алициклділер бір немесе екі үзын алкилді орынбасарларға ие.
Гетероорганикалық қосылыстар. Барлық мұнайларда көмірсутектерден басқа күкірт, оттек және азот сияқгы гетероатомдары бар қосылыстар болады. Мұнай фракцияларында гетероатомдардың таралуы бірқалыпты емес. Әдетте, олардың үлкен бөлігі ауыр фракцияларда, әсіресе шайыр-асфальтенді қалдықтарда шоғырланған. Мұнай түріне тәуелді 400-450°С-нан жоғары температурада айдалатын фракциялар толығынан гетероатомды косылыстардан тұрады деуге болады.
Мұнайларда оттек кұрамды қосылыстардың мөлшері 10%-ға (масс.) дейін жетеді. Мұнайлардың бүл компоненттері негізінен карбон қышқылдарынан, фенолдардан жөне күрделі эфирлерден, кетондардан, лактондардан, ангидридтерден және фуран қосылыстарынан құралады. Нафтен қышқылдарының өнеркәсіптік маңызы бар. Бүл қышқылдардың жерсілті металдар түздары суда жақсы ериді жөне техникалық сабын ретінде қолданыс табады (мылонафт).
Мұнайдағы күкірт құрамының мөлшері 0,002-ден 7,0 %-ға (масс.) дейін болуы мүмкін, ол күкіртті қосылыстардың 0,2-70%-дың құрамына сәйкес келеді. Химиялық құрамы бойынша мұнайдың күкіртті қосылыстары әр 6 түрлі болып келеді. Мұнайларда меркаптандар, сульфидтер, полисульфидтер, тиофен туындылары, сульфондар, сульфоксидтер және сульфон кдаіқылдары кездеседі. Мұнайдың шайыр-аефальтеыді бөлігінде күкірт, азот және оттек атомдары болатын одан да күрделі қосылыстар кездеседі. Қазіргі уақытта 250-ден астам күкіртті қосылыстар анықталған. Олардың барлыгы негізінен жеңіл жөне орта дистилятты фракциялардан бөлініп алынған.
Азотты қосылыстар, оттекті және күкіртті қосылыстарға қарағанда, мұнайда өте аз мөлшерде кездеседі. Химиялық қасиеттері бойынша мұнайдың азотты қосылыстары мұнайдан жеңіл болініп алынатын (анилин, пиридин, хинолин, акридин, фенантридин, т.б.) азотты негіздерге және бейтарапты азотты қосылыстарға анық түрде бөлінеді. Мұнайдың бейтарапты азотты қосылыстары негізінен пиррол, индол және карбозол туындыларынан, сонымен қатар қышқылдар амидтерінен құралған. Ауыр мұнай қалдықтарында молекула құрамында төрт пиррол сақинасы бар порфириндер (II) кездеседі. Мұнай генезисі тұрғысынан қызғылықты мұнай порфириндері, хлорофил немесе гем молекулаларына кіретін порфириндік комплекске үқсас бірақ магний (хлорофил) немесе темір (гем) орнына мұнай порфирин комплекстерінде ваннадий немесе никель кездеседі. Шайыр-асфальтенді затгар. Шайыр-асфальтенді заттар белгілі органикалық қосылыстар класстарына жатпайды. Олар молекула кұрамында азот, күкірт, оттек және кейбір металдар кіретін гибридті құрылымды жоғары молекулалар қосылыстарының кұрделі қоспасы болып табылады. Мұнайдағы олардың кұрамы жеткілікті кең диапазонда пайыздың онды үлесінен ондық пайызға дейін кездеседі. Қазақстанда шайыр-асфальтенді заттардың құрамы 10-50%-ға (масс.) дейін жететін ауыр шайырлы мұнайлар кездеседі. Бұл мұнай компонент-терінің құрылыстары әлі аз зерттелінген.
Әр түрлі ерітгіштерде шайыр-асфальтенді заттардың әр түрлі ерігіштігіне сүйеніп, оларды келесі фракцияларға бөлу қабылданған: карбоидтер - күкіртті көміртекте ерітетін заттар, карбендер - күкіртті көміртекте еріп, бензолда (және СС14) ерімейтін заттар: асфальтендер - аталған еріткіштерде еритін, бірақ С5-С8 7 қаныққан көмірсутектерде ерімейтін заттар; мальтендер - С5-С8 қаныққан көмірсутектерде еритін заттар. Өз кезегінде мальтендер шайырлар мен майлардан құралады, олар силикагелде адсорбциялық хромотографиямен бөлінеді.
Генетикалық түрғыдан шайырлар майлар мен асфальтендер арасында түр. Майлардан шайырларға және шайырлардан асфальтендерге көшкенде циклді құрылымның конденсациялану дәрежесі және ароматтану дөрежелері өседі. Асфальтендер мұнайлардың ең жоғары молекулалық заттары болып табылады.

1.1 Мұнайдың минералдық компоненттері

Қазіргі уақытта мұнайларда 40-тан астам өр түрлі элементтер табьшған: 1) валенттілігі ауыспалы металдар (V, №, Ғе, Мо, Со, \Ү, Си, Мп, РЬ, Са, А§, Ті); 2) сілтілік және жерсілтілік металдар (N8, К, Ва, Си, 8і, М§); 3) галогендер және басқа элементтер (С1, Вг, 1, 5і, А1 жөне т.б.). Басқа элементтерге қарағанда мұнайда ваннадий және никель айтарлықтай көп мөлшерде кездеседі.
Мұнайдың минералдық компоненттеріне металдар жөне қышқылдардан түзілген түздар, металл комплекстері, сонымен қатар коллоидті дисперленген минерадцық затгар жатады. Бүл заттардың құрамына кіретін элементтерді көбінесе микроэлементтер деп атайды. Олардың жалпы құрамы 0,02-0,03 %-дан (масс.) сирек асады.
Мұнай өндеуде оның құрамындағы микроэлементтер құрамын және мөлшерін білудің көп маңызы бар. Көптеген металлдар, ең алдымен, ваннадий және никель катализаторлардың улары болып есептеледі. Сондықган катализаторларды дүрыс тандауға және оларды уланудан қорғау шараларын анықтау үшін бұл элементтердің құрамын білу шарт.
Көмірсутектермен қатар мұнай құрамында тағы басқа заттар да бар. Мырышы бар - H2S, меркаптандар, моно- және дисульфидтер, тиофендер мен тиофандар полициклдіктермен бірге т.б. (70-90% қалдық өнімдерде шоғырланады); азотты заттарнегізінен пиридин, хинолин, индол, карбазол, пиррол және порфириндер (үлкен бөлігі ауыр фракциялар мен қалдықтарда шоғырланады) гомологтары; қышқылды заттар - нафтен қышқылы, фенолдар, смолалы-асфальтты т.б. заттар (әдетте жоғары қайнайтын фракциларында кездесетін). Элементтік құрамы (%): С - 82-87, Н - 11-14.5, S - 0.01-6 (сирек - 8-ге дейін), N - 0,001 -- 1,8, O -- 0,005 -- 0,35 (сирек - 1.2-ге дейін) және т.б. Барлығы мұнай құрамында 50-ден аса элементтер табылған. Мысалы, жоғарыдағылармен қоса V(10-5 -- 10-2%), Ni(10-4-10-3%), Cl (іздерінен бастап 2::10-2%-ға дейін) т.с.с. Әр зат әр кен орнында әр мөлшерде кездесетіндіктен орташа химиялық қасиетттер жайлы тек шартты түрде ған аайтуға болады.

1.2 Мұнайлардың классификациясы

Әр түрлі кен орындарының мұнайлары бір-бірінен физикалық жөне химиялық қасиеттерімен ерекшеленеді. Мұнайдың қасиеттері оның өнделу бағытын анықтайды, нақты түрде алынатын мұнай өнімдерінің сапасына өсер етеді. Сондықтан мұнайды өңдеудің ең тиімді вариантын таңдау үшін олардың химиялық табиғатын көрсететін мұнайлардың классификациясының маңызы үлкен.
Мұнайлардың әр түрлі химиялық, генетикалық, өнер-кәсіптік жене тауарлық классификациясы бар. Ең маңыздылары - химиялық және технологиялық классификациялары. Химиялық классификация негізіне 250- 300°С аралағьшда қайнап бітетін фракцияның топты көмірсутектік құрамы алынған. Осы фракцияда көмірсутектердің қандай да бір классының басымдылығына (50%-дан астам) тәуедді мұнайлар негізгі 3 түрге бөлінеді: метандық (парафиндік), нафтенді және ароматтық. Бүл фракцияда мұнайдың басқа класстарының көмірсутектері 25% (жөне одан астам) құрайтын болғанда аралас түрлерге бөлінеді: нафтенді-метандық, ароматты-нафтендік, ароматты-метандық, метанды-ароматтық жөне метанды-ароматты-нафтендік.
Технологиялық классификация бойынша күкірт құрамына тәуелді мұнайлар 3 классқа бөлінеді: 1 класс - аз күкіртті мұнайлар (күкірт құрамы 0%-дан 0,5%-ға дейін); 2 класс -күкіртті мұнайлар (күкірт күрамы 0,51%-ден 1,9%-ға дейін); 3 класс - жоғары күкіртті мұнайлар (күкірт құрамы 1,9%-дан) асады. Әрі карай мұнайлар - 350°С дейін фракцияның шығуы бойынша типтерге; базалық майлардың потенциалды құрамы бойынша топтарға; базалық майлардың түтқырлық индексі бойынша топшаларға; мұнайдағы қатты парафиндердің кұрамы бойынша түрлерге бөлінеді.
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.

2.Мұнайды өндеу
Мұнайды өңдеудің біріншілікті жөне екіншілікті процестері қалыптасқан. Мұнай өңдеудің негізгі (біріншілікті) процесі (стабилиза-цияланғаннан, сусызданғаннан және түзсыздандырғаннан кейін) - оны айдау. Мұнайды айдау - мұнайдан оны құрайтын бөліктерін немесе фракцияларын термиялық айырып алу процесі, оның нәтижесінде қойылған мақсатқа тәуелді келесі мұнай өнімдері алынады: авиацияпық жөне автокөлік бензині, лигроин, реактивті жөне газтурбинді отындар, керосин, дизельді отьш жене мазут. Мұнайды осылай айдағаннан кейін қалған қалдықты- мазут - майлағыш майлар (дистиллятты жөне қалдыісгы) парафинді, гудронды, коксті және басқа мұнай өнімдерін өндіруге шикізат ретінде қолданады. Мұнай айдаудың алынған дистилляттар жөне қалдық бар мұнай өндеудің екіншілікті процестерінде шикізат ретінде қолданылады. Мұнай өндеудің екіншілікті процестеріне, оның құрамына кіретін, көмірсутектердің құрылымының өзгеруіне байланысты, термиялық жөне каталитикалық крекинг, риформинг, гидроформинг, платформинг, алкилдеу, мұнай өнімдерін ароматтау, изомерлеу, полимерлеу, деструктивті гидрогендеу, пиролиз, кокстаулар жатады. Мұнай өндеудің біріншілікті жөне екіншілікті процестерінде алынған мұнай өнімдері тазарту процестерінен өтеді. Алынған мұнай өнімдерінің сапаларын әрі кдрай кетеру үшін оларға әр түрлі енгізбелер (присадкалар) қосылады. Осылайша каталитикалық крекинг мұнай өндеудің екіншілікті процесіне жатады. 300-500°С аралығында ай-далатын мұнайдың жоғары қайнайтын фракцияларынан жоғары октанды бензинді алу - процестің негізгі мақсаты болып табылады.

2.1 Мұнай.Термиялық крекинг

Крекинг - жеңіл фракциялардың шығымын өсіруге және олардың сапасын арттыруға, бастысы жеңіл мотор отындарын алуға, кейде баска мақсаттарға жетуге өткізілетін мұнайды немесе оның фракцияларын деструктивті өндеу процесі. Крекингте мұнайдың жоғары молекулалық 10 компоненттерінің деструкциясы, ыдырауы жүреді, сонымен қатар синтездің басқада күрделі процестері жүреді. Мұнай өңцеуде крекинггің негізгі екі турін айырады: тек жоғары температураның әсерімен іске асатын крекинг-термиялық крекинг және жоғары температура және катализатордың өсерімен өтетін крекинг-каталитикалық крекинг. Өз уақытында алғашқы болып термиялық крекинг пайда болды; ол XIX г. белгілі болған еді, бірақ ол кезде бензинге сұраныс болмаған соң, өндірістік қолданыс таппады. Термиялық крекингтің алғашқы өнеркәсіптік қондырғылары 20-шы жылдары АҚШ-та пайда болды.
Термиялық крекинг. Қазіргі мұнай өндеу өнеркәсібіне термиялық крекингтің келесі түрлері қолданылады: 1) жоғары қысым астында бензинді алу үшін; 2) төменгі қысым астында кокстау құрамы жеңілдетілген кең фракцияны (әрі қарай өңдеу үшін) және мұнай коксің алу ұшін; 3) теменгі қысым жоғары температурада (пиролиз) құрамында олифиндердер мен ароматты көмірсутектер көп газдарды алу үшін.
Мұнайдың органикалық заттарының термиялық крекингтеудің термодинамикалық процесі 320-420°С ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.