Курстық жобаның тақырыбы Мұнай өңдеу зауытында мұнайды тұзсыздандыру мен сусыздандыру қондырғысының технологиялық параметрлерін автоматты бақылау
Ф.7.04-02
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ ҒЫЛЫМ ЖӘНЕ ЖОҒАРҒЫ БІЛІМ МИНИСТРЛІГІ
Коммерциялық емес акционерлік қоғам
М.ӘУЕЗОВ атындағы Оңтүстік Қазақстан университеті
Ақпараттық технологиялар және энергетика жоғары мектебі
АВТОМАТТАНДЫРУ, ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯЛАУ және БАСҚАРУ КАФЕДРАСЫ
КУРСТЫҚ ЖОБА
пәні Технология өлшеулер мен құралдар
мамандығы: 5B070200 - Автоматтандыру және басқару
тақырыбы: Мұнай өңдеу зауытында мұнайды тұзсыздандыру мен сусыздандыру қондырғысының технологиялық үрдістерін автоматты бақылау
Жоба ____________
Бағасы
Бағасына қорғалды
___ ___________ 2022ж.
Комиссия
____________
қолы, аты - жөні
____________
қолы, аты - жөні
Норма бақылау:
______________________
қолы, аты - жөні
Орындаған Студент
Алимбаев Мақсат
Тобы ИП-20-5к2
_______________________
қолы, аты - жөні,
Жетекші Тапалов Т.______
қолы, аты - жөні,
Шымкент 2022 ж.
Ф.7.05 - 04
М.ӘУЕЗОВ атындағы Оңтүстік Қазақстан университеті
Ақпараттық технологиялар және энергетика жоғары мектебі
АВТОМАТТАНДЫРУ, ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯЛАУ және БАСҚАРУ КАФЕДРАСЫ
Бекітемін
Кафедра меңгерушісі
Мусабеков А.А.
_________ 2022ж.
Технология өлшеулер мен құралдар
пәні бойынша курстық жоба
ТАПСЫРМА №_____
Студент Алимбаев Мақсат тобы ИП-20-5к2
(аты - жөні)
Жоба тақырыбы: Мұнай өңдеу зауытында мұнайды тұзсыздандыру мен сусыздандыру қондырғысының технологиялық үрдістерін автоматты бақылау
Бастапқы мәліметтер ___________________________________ ______________
№
Курстық жобаның мазмұны
Орындау мерзімі
Салыстырмалы көлемі (парақ саны)
1
Кіріспе
15.09.22
2
2
Мұнай өңдеу зауытында мұнайды тұзсыздандыру мен сусыздандыру қондырғысының технологиялық үрдістерін автоматты бақылау
25.09.22
8
3
Курстық жобаның мақсаты
6.10.22
1
4
Мұнай өңдеу зауытында мұнайды тұзсыздандыру мен сусыздандыру қондырғысының технологиялық үрдістерін автоматты бақылау өндірісіндегі бақыланатын технологиялық үрдістерін таңдау және негіздеу
25.10.22
3
5
Автоматтандыруға керекті техникалық құралдарды таңдау мен талдау
28.10.22
6
6
Қорытынды
10.11.22
1
7
Қолданылған әдебиеттер
17.11.22
2
№
Графикалық бөлімнің мазмұны
Орындау мерзімі
Парақ саны
Формат
1
Функционалды схема
30.10.22
1
А4
Әдебиет:
1. Тапалов Т. Технологиялық өлшеулер мен өлшеу құралдары. Оқу құралы. Үшінші рет толықтырылып, қайта өңделді.-Қарағанды.-2015.-208б.
2. Тапалов Т. Технологиялық өлшеулер мен өлшеу құралдары. Оқу құралы.- Шымкент.: М. Әуезов атындағы ОҚМУ, 2010.- 206б.
3. Тапалов Т. LabVIEW ортасында графикалық программалау: Оқу құралы.- Қарағанды.: 2015.-203б.
Тапсырманың берілген күні _________, жобаны қорғалған күні ______
Жобаның жетекшісі: _______________________
(аты - жөні, қолы)
Тапсырманы орындауға қабылдаған ____________________________
(күні, студенттің қолы)
Ф.7.04 - 06
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ ҒЫЛЫМ ЖӘНЕ ЖОҒАРҒЫ БІЛІМ МИНИСТРЛІГІ
Коммерциялық емес акционерлік қоғам
М.ӘУЕЗОВ атындағы Оңтүстік Қазақстан университеті
___________________________________ __________________
Автоматтандыру, телекоммуникация және басқару кафедрасы
Бекітемін
Кафедра меңгерушісі
________________________
_________________2022ж.
Курстық жоба қорғау
Хаттамасы №____
пәні: Технология өлшеулер мен құралдар
студент Алимбаев Мақсат тобы ИП- 20-5к2
(аты - жөні)
Курстық жоба тақырыбы:
Қорғау кезінде келесі сұрақтарға Мұнай өңдеу зауытында мұнайды тұзсыздандыру мен сусыздандыру қондырғысының технологиялық үрдістерін автоматты бақылау
жауап алынды:
___________________________________ ____________________________
___________________________________ ____________________________
___________________________________ ____________________________
Курстық жобаны орындау кезінде алынған балл (60 мүмкіндіктен) _______, қорғау бағаланды (40 мүмкіндіктен ) __________ балл.
Сомалық баллы ____________
Жобаның бағасы ____________
Курстық жобаның жетекшісі Тапалов Т._____________
Комиссия мүшелері _________________________
Комиссия мүшелері _____________________________
Қорғау күні ___________________________2022ж.
Аңдатпа
Курстық жобаның тақырыбы Мұнай өңдеу зауытында мұнайды тұзсыздандыру мен сусыздандыру қондырғысының технологиялық үрдістерін автоматты бақылау тақырыбындағы курстық жоба 4 бөлімнен тұрады.
Орындаған ИП-20-5к2 тобының студенті Алимбаев Мақсат., ғылымы жетекшісі доцент Тапалов Т.
Бірінші бөлімде мұнай өнімдеріне шолу жасалынды.
Екінші бөлімде курстық жұмыстың мақсаты қарастырылды.
Үшінші бөлімде курстық жұмыстың технологиялық параметрлерін таңдау және негіздеу жүргізілді.
Төртінші бөлімде автоматтандыруға керекті технткалық құралдарға шолу жүргізілді.
Мұнайдың физикалық және химиялық қасиеттерін ескере отырып технологиялық үрдістерді бақылау үшін технологиялық параметрлерді таңдап және талдай отырып сезгіш элементтер таңдалынды және талданды.
Курстық жобада өлшеу құралдарының спецификациясы жасалынып, қорытынды келтірілді. Сонымен қатар технологиялық үрдістер жүретін қондырғылар туралы мәліметтер көрсетілді.
Курстық жұмыстың соңында қорытынды жасалынды.
Курстық жобада бет, сурет 10, функционалдық А4 форматтағы схемасы көрсетілген.
Мазмұны
Аңдатпа 4
Кіріспе 6
1 Мұнай өңдеу зауытында мұнайды тұзсыздандыру мен сусыздандыру қондырғысының технологиялық үрдістерін автоматты бақылау 8
1.1 Мұнайды сусыздандыру және тұзсыздандыру 8
1.2 Мұнайдың физика-химиялық қасиеті 13
2 Курстық жобаның мақсаты 17
3 Мұнай өңдеу зауытында мұнайды тұзсыздандыру мен сусыздандыру қондырғысының технологиялық үрдістерін автоматты бақылау өндірісіндегі бақыланатын технологиялық үрдістерін таңдау және негіздеу 18
3.1 Қысымды талдау және негіздеу 18
3.2 Температураны талдау және негіздеу 18
3.3 Деңгейді талдау және негіздеу 20
3.5 Концентрацияны өлшейтін шаманы таңдау және негіздеу. 20
4 Автоматтандыруға керекті техникалық құралдарды таңдау мен талдау 21
4.1 Қысымды өлшеп бақылайтын сезгіш элементтерді таңдау 21
4.3 Шығынды өлшеп бақылайтын сезгіш элементтерді таңдау 23
4.4 Деңгейді өлшеп бақылайтын сезгіш элементтерді таңдау 24
4.5 Концентрацияны өлшейтін шаманы таңдау және негіздеу 25
4.6 Қалқанда орналасатын өлшеу құралын таңдау 25
4.7 Контроллерді таңдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..25
Кіріспе
Курстық жобаның тақырыбы Мұнай өңдеу зауытында мұнайды тұзсыздандыру мен сусыздандыру қондырғысының технологиялық параметрлерін автоматты бақылау.
Курстық жобаның тақырыбының өзектілігіне қазіргі кезде курстық жоба студенттерді өз беттерімен технологиялық процестерді автоматтандыру кезінде дұрыс шешімдерді қабылдауға және өлшеу құралдары мен басқару құралдарын дұрыс таңдай, қолдана білуге жетектейді. Автоматты басқару құралдарын және өлшеу құралдарын дұрыс таңдай білу керек.
Курстық жобаның ғылыми жаңалығына объекттің қазіргі таңда сымсыз сезгіш элеметтерін қолдану өте қолайлы және ыңғайлы. Жұмыс істеу принципі жақсы. Қысымды өлшеу, шығынды өлшеу, температураны өлшеу үшін қолданылады. Технологиялық процестерді басқару мен бақылау үшін сезгіш элементтерден келіп түсетін сигналдарды дер кезінде керекті басқару құралдарына жеткізу керек.
Курстық жобаның практикалық қажеттілігіне өндірісте қазіргі кезде дамыған өлшеу құралдарымен жұмыс жасау ыңғайлырақ. Сонымен қатар алдыңғы қатарлы, дамыған мемлекеттердің фирмаларының атап айтатын болсақ Honeywell, Метран, Кrohne, Siemens фирмаларының сезгіш элементтерін берілген диапазонға байланысты таңдай білу бұл курстық жобаның негізгі мақсаты. Технологиялық параметрлерді қабылдайтын сезгіш элементтерді дұрыс таңдап, сол процестерді басқаруға керекті деп таңдап алынған контроллерлерге жеткізу курстық жобаның негізгі мақсаты деп түсіну керек. Курстық жобаны автоматты бақылау процесін жүйелі түрде бақылап, келіп түскен мәліметтерді дер кезінде контроллерлерге жеткізу курстық жобаның негізгі мақсаты.
Курстық зерттеудің мақсаты, міндеті. Технологиялық процестерді басқару мен бақылау үшін сезгіш элементтерден келіп түсетін сигналдарды дер кезінде керекті басқару құралдарына жеткізу керек. Сол үшін технологиялық параметрлерді қабылдайтын сезгіш элементтерді дұрыс таңдап, сол процестерді басқаруға керекті деп таңдап алынған контроллерлерге жеткізу курстық жобаның негізгі мақсаты. Технологиялық процестерді толық жетілдіре түсу және оны басқару өндірістік объектілердің тиімділігін арттыра түседі. Сонымен қатар, автоматты түрде өндірісті басқару үшін электронды есептеу машинасының алатын орыны бөлек. Микро-электронды есептеу машинасының көмегімен объектіде болып жатқан шексіз мәліметтерді өңдей отырып, технологиялық процестерді ең жаксы, үйлесімді жүйеге келтіруге болады. Бірақ мұны іс жүзіне асыру көптеген жағдайларға байланысты болып келеді. Мысалы, объектіден келіп түсетін мәліметтерге, сезгіш элементтердің дәлдігіне, өлшеу құралдарының күйіне сонымен қатар, объектіде болып жатқан құбылыстар туралы белгі беретін кұралдарға байланысты болады.
Технологиялық процестерді автоматты түрде реттегіш жүйенің негізі сол процестерді атоматты түрде бақылау болып табылады. Яғни, технологиялық процестерді бақылау үшін, процестердің қайсыбір қасиетін сипаттайтын шаманы (параметрін) өлшеу қажет. Өлшеу үшін арнайы өлшеу құралдарының құрылыстары бір-біріне ұқсамайтын әрқилы болуы да мүмкін.
Өлшеу кұралдарының көмегімен әртүрлі технологиялық параметрлерді өлшеу және өлшеу құралдарының, сезгіш элементтердің схемалары қарастырылған. Сонымен қатар, шет елдердің өлшеу құралдарына да көңіл бөлінген.
1 Мұнай өңдеу зауытында мұнайды тұзсыздандыру мен сусыздандыру қондырғысының технологиялық үрдістерін автоматты бақылау
1.1 Мұнайды сусыздандыру және тұзсыздандыру
Өңдеуге келетін мұнайда су мен тұздардың болуы мұнай өңдеу зауыттарының жұмысына үлкен зиян келтіреді. Мұнай айдау қондырғысының [1,6] аппаратында судың көп мөлшері кезінде қысым жоғарылайды, олардың қуаты төмендейді, суды жылытуға және булануға артық жылу шығыны болады. Мұнаймен бірге судың болуы ондағы тұздарды ерітеді және гидролиз реакциясын күшейте отырып, аппараттың коррозиясын тездетеді.
Хлорлы натрий іс жүзінде гидролизденбейді. Кальций хлориді HCl түзілуімен 10%-ға дейін гидролизге ұшырауы мүмкін. Хлорланған магний 90% гидролизденеді, яғни бұл процесс төмен температурада жүреді. Сондықтан тұздар мұнай өңдеу зауытының жабдықтарындағы коррозияның негізгі себебі болуы мүмкін. Магний хлоридінің гидролизі:
MgCl2 + H2O \u003d Mg (OH) Cl + HC1.
Майдың құрамындағы судың әрекетімен және магний хлоридінің өзіндік кристалды суының әрекетімен бірге жүруі мүмкін. Құрылғылардың гидролиз өнімдерімен бұзылуы жоғары температуралы аймақтарда (дымоходы, буландырғыштар, дистилляциялық колонкалар) және төмен температурада жұмыс істейтін құрылғыларда да орын алады. Кейбір тұздар қалдық өнімдердің (мазут, шайыр) сапасын төмендетеді.
Мұнаймен өндірілген судың минералдылығы немесе тұздылығы 1 литр су буланғаннан кейін қалған қатты заттардың мөлшерімен өлшенеді. Мұнайдың тұздылығы 1 литр шикізаттан миллиграмммен алынған хлоридтердің мөлшерімен (NaCl ретінде есептеледі) анықталады. Ал оның мөлшері жер асты суларының минералдану дәрежесіне және мұнайдағы мөлшеріне байланысты. Зауытқа жіберілетін мұнайдағы тұздардың мөлшері 50 мгл-ден, ал айдауға жіберілетін мұнайда 5 мгл-ден аспауы керек.
Сондықтан мұнайды өңдеуге жіберер алдында оны су мен тұздардан айыру керек. Су мен тұздарды бөлу бірінші кезеңде кен орнының дайындық қондырғыларында жүргізіледі. Кен орнындағы мұнайдың дайындалу дәрежесіне қарай қалдық судың (0,5-1,0%) және хлоридтердің (100-1800 мгл) мөлшеріне қарай олар үш топқа бөлінеді. Мұнай өңдеу зауыттарында мұнайды сусыздандыру мен тұзсыздандырудың екінші кезеңі жүріп жатыр. Осының нәтижесінде су мөлшері 0,05-0,1%-ға дейін, ал тұздар 3,0-5,0 мгл және одан да көп төмендейді.
Кен орындарында және мұнай өңдеу зауыттарының қондырғыларын сусыздандыруға және тұщыландыруға дайындауда, ал зауыттарда - жасанды, арнайы мұнайдан және таза судан жасалған мұнай эмульсияларын жою процестері.
Қабат суының көп бөлігі ерімейтін қатты заттар мен мұнайдан ірі қабаттарда шөгу арқылы бөлінеді. соңғы сусыздандыру және тұзсыздандыру процесі арнайы қондырғыларда жүргізіледі. Бұл екі процестің мәні мұнай эмульсиясының бұзылуы болып табылады.
Мұнай эмульсиялары - өзара ерімейтін сұйықтықтарды немесе ерітінділерді араластыру арқылы түзілетін жүйелер. Эмульсияларда бір сұйықтық (ерітінді) екінші сұйықтыққа ұсақ тамшылар (коллоидты бөлшектер) түрінде таралады.
Көлемінде коллоидты бөлшектер таралатын сұйықты дисперстік орта, ал коллоидты бөлшектердің өзін дисперстік фаза деп атайды.
Эмульсиялар, соның ішінде мұнай эмульсиялары екі өзара ерімейтін сұйықтықтар қатты араласқанда, біреуі екіншісінде дисперсті, яғни ұсақ тамшылар түрінде таралғанда түзіледі.
Қалыпты жағдайда ұзақ уақыт сақталса, мұнай эмульсиялары өздігінен екі сұйық фазаға бөлінуі мүмкін. Бірақ көп жағдайда екі сұйық фазаға бөліну ішінара жүреді, ал аралық эмульсия қабаттары су қабықшасының май қабаттары арасында қалады. Эмульсиялардың тұтқырлығы су мен майға қарағанда әлдеқайда жоғары.
Мұнай эмульсиялары көбінесе кері эмульсиялар түрінде кездеседі, яғни су мұнайдың негізгі бөлігінде тамшылар түрінде таралатын жүйелер. Мұндай жүйелер де дисперсті орташа майлы, дисперсті фазалық су болып табылады. Эмульсияның бұл түрі гидрофобты болып саналады: ол суда бетінде қалқып жүреді және бензинде және басқа органикалық еріткіштерде біркелкі таралады.
Мұнай эмульсияларының түсі ашық сарыдан қою қоңырға дейін. Көп жағдайда олар мұнайдағы су эмульсиясының мұнай түрінде, ал дисперсті фазаның су түрінде болу фактісінен тұрады. Мұндай эмульсиялар гидрофобты болып табылады: олар су бетінде қалқып жүреді және бензинде немесе басқа еріткіштерде біркелкі таралады. Мұнайдың судағы эмульсиялық түрі, өте сирек, су дисперсті орта күйінде болады. Мұндай эмульсиялар гидрофильді: олар суда біркелкі таралады, ал бензин шөгеді.
Эмульсиялардың түзілуі беттік құбылыстармен тығыз байланысты. Сұйықтықтың беткі қабаты ауамен немесе басқа сұйықтықпен жанасатын жер беттік керілу шамасымен сипатталады. Беттік керілу мәні біртұтас фазааралық бөлу бетін құруға қажетті энергия мөлшеріне тең. Мұнай және мұнай өнімдерінің беттік керілуі 0,02-ден 0,05 Нм-ге дейін. Таза мұнай өнімдеріне кейбір заттардың қосылуы олардың сумен түйіскен жеріндегі беттік кернеуінің төмендеуіне әкеледі.
Эмульсияның түзілуіне жағдай жасайтын және эмульсияның тұрақтануына ықпал ететін заттарды эмульгаторлар деп атайды. Оларға мұнай шайырлары, асфальтогенді қышқылдар және олардың ангидридтері, нафтен қышқылдарының тұздары, әртүрлі бейорганикалық қоспалар жатады.
Тұрақты мұнай эмульсияларының түзілуіне әртүрлі қатты көмірсутектердің микрокристалдары - парафиндер, церезиндер және адсорбцияланған алкансакин көмірсутектері қатысады, олар тұрақты қабат түзу үшін эмульсия глобулының бетіне адсорбцияланады. Шайырлар көбінесе шикі мұнайдың эмульгаторы болып саналады. Олар майда жақсы ериді және суда ерімейді.
Шайырлар мұнай-су шекарасында бетке адсорбцияланып, мұнай жағынан жер бетіне түсіп, су бөлшектерінің айналасында тұрақты қабат түзеді.
Мұнай эмульсияларының физикалық және химиялық қасиеттері. Мұнай эмульсиялары келесі физикалық-химиялық қасиеттермен сипатталады: дисперстік, тұтқырлық, тығыздық, электрлік қасиеттер, тұрақтылық. Дисперсия деп дисперстік ортадағы дисперстік фазаның бөлінуін айтады. Эмульсиялардағы дисперстік фазаның мөлшері 0,1-ден 100 мкм-ге дейін өзгереді. Мұнай эмульсияларының тұтқырлығы су мен мұнайға қарағанда жоғары. Эмульсиялардың электр өткізгіштігі суда еріген тұздар мен қышқылдардың мөлшеріне, қайтадан судың дисперсиясына, эмульсияға байланысты.
Мұнай эмульсияларын жою әдістері. Эмульсияның жойылу механизмі бірнеше кезеңнен тұрады: 1) су шарларының соқтығысуы; 2) су шарларын үлкенірек тамшыларға біріктіру; 3) тамшылардың тұндыруы;
Өндірістік тәжірибеде эмульсияны жою үшін келесі әдістер қолданылады: 1) механикалық; 2) термиялық 3) химиялық; 4) электр тогының әсері.
Механикалық әдістерге тұндыру, центрифугалау және сүзу жатады. Тұндыру процесін мұнай қабат жинау жүйесіндегі дымқыл зат қабаттарындағы судың негізгі бөлігін бөлу үшін пайдаланады. Мұнай және су қабаттары эмульсия компоненттерінің әртүрлі тығыздығына негізделген.
Термиялық әдіс жылуды пайдалануға негізделген. Эмульсияны қыздырғанда эмульгатор жұқа болады
Электр өрісіндегі тамшының өзара әрекеттесуінің нәтижесінде мұнай өңдеу зауытының тамшы бетіндегі адсорбциялық қабаты белсенді түрде жойылады. Капельниц, А.В. және т.б. Тамшылар өлшемі эллипсоидтық күйге жақындайтын электр өрісінде поляризацияланады.
Тамшылардың әсері мен бірігуі қарама-қарсы поляризация белгілері бар жақын орналасқан бөлшектердің кулондық әрекеттесуінен туындайды. Осыған байланысты электр өрісіндегі тамшылардың бірігуі бөлшектердің өлшемдері мен өріс күшінің ұлғаюына байланысты артады. Күшті электр өрісінің әсерінен диэлектрлік сұйықтықта - мұнай мен мұнай өнімдерінде диссоциацияға бейімділік басталады, яғни оң және теріс иондар түзіледі. Эмульсияларды жою үшін химиялық әдіс кеңінен қолданылады - эмульгаторлармен әрекеттесу тамшылары қабаттарының құрылымдық және механикалық тұрақтылығын әлсірететін жабын.
Деэмульгаторлар - эмульсияларды бұзатын арнайы химиялық заттар. Деэмульгатор есебінде әртүрлі беттік белсенді заттар (БАЗ) қолданылады, бірақ олардың эмульсияға әсері өте күрделі және аз зерттелген. Деэмульгаторлардың судағы ерітінділерінің әрекетіне қарап, олар иондық және иондық емес болып екіге бөлінеді. Иондық белсенді заттар ерітіндіде катиондар мен аниондарға диссоциацияланады, ал иондары жоқ демульгаторлар ион түзбейді. Ең жақсы деэмульгатор әсері иондық емес деэмульгатор - проксамин, диссолван, прогалит, гидроксиэтилденген май қышқылдары (ОМК), олар қазіргі уақытта мұнай кен орындарында және мұнай өңдеу зауыттарында (МӨЗ) қолданылады. Эмульсияларды электр тоғының әсерінен бұзу электр өрісінің әсерімен су шарының соқтығысуына негізделген.
Мұнай эмульсиясы айнымалы электр өрісіне түскенде судың теріс зарядталған бөлігі тамшы ішінде қозғала бастайды, оның пішінін өзгертеді және оны оң зарядталған электродқа бағыттайды.
Мұнайды тұзсыздандыру және сусыздандыру. Мұнайдың құрамындағы су мен тұздардың бөлінуі сусыздандыру және тұзсыздандыру деп аталады. Екі процесте мұнай эмульсияларының бұзылуына негізделген. Бірақ мұнайды бұрғылау сұйығымен жылдам араластырғанда [6], пайда болған табиғи эмульсиялар сусыздандыру кезінде жойылады. Тұзсыздандыруда сусыздандырылған майды тұзсыздандырумен араластырып, қайтадан эмульсиялайды. Содан кейін эмульсияны қайтадан бұзады. Мұнайды сумен тез араластырғанда тұрақты эмульсиялар түзіледі.Өндірісте эмульсияларды ыдыратудың қосарлы әдістері - мұнайдан су мен тұзды бөлу үшін термохимиялық, электротермохимиялық және т.б.
Электр тогы арқылы мұнайды тұздан айыру. Суды термохимиялық айыру кезінде мұнайдағы су мөлшері 0,5-1,0%-ға дейін төмендейді, бұл ретте қабаттардың едәуір бөлігі бөлінеді. Бірақ майлардың көпшілігі қоспалар мен тұздардан тазартуды қажет етеді. Мұнайды тазарту электротермохимиялық әдіспен, электр өрісінде эмульсия реакциясы арқылы термохимиялық тұндыру арқылы жүзеге асырылады. Мұнайдан су мен тұздарды бөлуге арналған электротермохимиялық қондырғы электротұзғыш (ЭЭҚ) деп аталады. Олар кен орындарында да, мұнай өңдеу зауыттарында да қолданылады. Қазіргі уақытта EEP барлық дерлік мұнай өңдеу зауыттарында бар. Көптеген зауыттар электр тұщыту қондырғылары мен құрама қондырғыларды орнатады, олардың кейбіреулері солардан тұрады.
1,13,16-сораптар; 2-жылуалмастырғыш; 3-буқыздырғыш; 4,7- араластырғыштар; 5,6-электродегидратор; 8,10,11-тоңазытқыштыр; 9-мұнай бөлгіш; 12-сыйымдылық; I-шикі мұнай; II-тұздан арылған мұнай;III-деэмульгатор; IY-тұзды ерітінді; Y-тазасу; YI-су буы; YII-конденсат;
Сурет 1.1. Мұнайды электр тұзсыздандыру қондырғысының жүйесі
Технологиялық режим. Тұзды айыру процесінің температурасы мен қысымы тазартылатын мұнайдың қасиеттеріне байланысты. Тұрақты төмен тұтқыр эмульсия түзбейтін жеңіл майларды тұзсыздандыру оңтайлы 80-1000С деп саналады, бірақ майлар үшін, мысалы, түймедақ, арлан, Маңғыстау - 130-1400c. Тұзсыздандыру температурасының жоғарылауы электр өткізгіштігі мен ток күшін көрсетеді және оқшаулағыштардың жұмысын қиындатады. Деэмульгатордың шығыны 10-нан 30 гт дейін және су мен мұнайдан түзілетін эмульсияның тұтқырлығына байланысты. Өндірісте деэмульгаторлар органикалық еріткіштердегі концентрлі ерітінді түрінде шығарылады, олардан қолданар алдында 1-5% судағы ерітінді дайындалады.
Кен орындарындағы мұнайды су мен тұздан айыру. Кен орындарында құбырлар ішіндегі эмульсияны термохимиялық жою әдістері кең таралған.
Құбырдың ішіндегі эмульсияны бұзу мыналарға негізделген. Ұңғыманың сақиналы аймағында немесе мұнай жинау коллекторының кірісінде 1 тонна шикі мұнайға 15-20 г эмульгатор беріледі, ол ұңғымадан мұнай өңдеу қондырғысына көшу процесінде эмульсияны бұзады. . Процестің тиімділігі келесі факторларға байланысты - деэмульгатормен араластыруды жеңілдететін эмульсия уақытына, ағын температурасына, эмульсиядағы судың мөлшеріне.
Елімізде өндірілетін мұнай кен орындарының 80 пайызында су термохимиялық зауыттарда шығарылады. Қарапайым термохимиялық суды ұстайтын қондырғылар атмосфералық қысымда жұмыс істейді. Майға деэмульгатор қосылады, содан кейін ол қызады және шұңқырға түседі. Мұнаймен мұндай әрекеттесу тығыз жабылмаған резервуарлардағы жеңіл мұнай фракцияларының жоғалуына әкелуі мүмкін.
1,13-сыйымдылықтар; 2,8,9,11,12-соратар; 3-жылуалмастырғыш; 4-буқыздырғыш; 5-термотұндырғыш; 6-резервуар; 7-ұңғы; 10-мұнайұстағыш; I-шикі мұнай; II-судан айырылған мұнай; III-су; IY-деэмульгатор
Сурет 1.2. Қысыммен істейтін мұнайды судан айыру қондырғысының жүйесі
1.2 Мұнайдың физика-химиялық қасиеті
Мұнай - көмірсутекті қосылыстар негізіндегі сұйық минерал. Мұнайдың элементтік құрамы міндетті түрде бес химиялық элементтің болуымен сипатталады - көміртегі (83-87%), сутегі (12-14%), оттегі (1,5% дейін), күкірт және азот.
физикалық қасиеттері. Мұнайдың физикалық көрсеткіштерін өлшеу оның тауарлық сапасын анықтауға мүмкіндік береді [3,6,8]. Геологияда физикалық параметрлердің ішіндегі ең маңыздылары: тығыздық, тұтқырлық, қату және балқу температурасы, оптикалық белсенділік.
Мұнайдың тығыздығы оның көлем бірлігіндегі массасымен анықталады. SI жүйесіндегі тығыздық бірлігі кгм3, ρ420=0,82-0,92 кгм3.
Әртүрлі майлардың қату және балқу нүктелері де әртүрлі. Табиғатта мұнай сұйық күйде болады.
Тұтқырлық - қозғалыс кезінде сұйықтық бөлшектерінің ағып кетуіне төзімділігі.
Мұнай электр тогын өткізбейді, сондықтан ұңғымалар контекстінде мұнай қабаттарын анықтау үшін электроэлектрлік әдістер қолданылады.
Мұнайдың жылу диссипациясы өте жоғары. Мұнайдың классификациясы химиялық, геохимиялық, коммерциялық және технологиялық көрсеткіштерге негізделген. Химиялық классификацияда мұнай кластары оның құрамындағы басым көмірсутектердің белгілі бір тобына сәйкес бөлінеді. Бұл классификация бойынша нафтендік, нафтендік және хош иісті майлар бөлінеді.
Геохимиялық классификацияда мұнайдың химиялық құрамы ғана емес, мұнай алынған қабаттардың геологиялық жасы, пайда болу тереңдігіндегі бұл қабаттардың белгілері және т.б ескіреді.Тауарлық және технологиялық классификациялар бір-біріне жақын. бір біріне. Олар 3500 С температураға дейін қайнайтын фракциялардың, парафиннің, майдың және т.б.
Мұнай күкірттің құрамы бойынша келесі кластарға бөлінеді: 1 күкірті аз (0,5% дейін); 2 күкірт (0,51-2%); 3 жоғары күкірт (2%-дан астам). Парафиннің құрамы бойынша Р1 парафинділігі аз (1,5-ке дейін); Р2 парафині (1,51 - 6%); Р3 парафиндірек (6%-дан астам).
Газ. Жер қыртысының шөгінді қабатында түзілген көмірсутекті газдар әртүрлі күйде болады: бос, еріген және қатты. Бос күйдегі газ өнеркәсіптік маңызы бар тромбтарды түзеді. Көмірсутек газдары жер асты суларында және мұнайда жақсы ериді. Газ ұйығыштары негізінен метаннан (98%-ке дейін) тұрады.Мұнайда еріген газдар мұнай газы деп аталады.
Тұтқырлық - мұнайдың негізгі қасиеттерінің бірі. Өндіріс саласында мұнайдың тұтқырлығының маңызы зор. Мұнай өндіру кезінде, оны құбыр арқылы айдағанда жұмыс қарқынына үлкен әсер ететіні белгілі. ТҚҚ құбырлары арқылы тұтқырлығы төмен, жеңіл, сулы мұнай өтеді, тұтқырлығы басым, өндіру, құрастыру, құбыр жұмыстары көп қосымша еңбекті қажет етеді.
Негізінде мұнайдың тұтқырлығына әсер ететін жағдайлар оның құрамындағы парафин, шайыр және температура болып табылады.
Майдың температурасы өзгереді және үлкен жарылыстарда пайда болады. Мысалы: Грозныйдағы Мұнай парафині 11 С аязда салқындап, төгілмейтін жағдайға түседі. Ал сол кен орнының парафинді мұнайы 19°С салқын жерде де таза күйінде сақталады. Парафиндік мұнайдың көп болуына байланысты Маңғышлақтағы Жетібай және өзен аймақтары +34 С, т.б.
Мұнай кейбір органикалық ерітінділерде, мысалы, бензинде, хлопофармда, эфирде тез ериді. Сонымен қатар, бұл йод, күкірт. Каучук өсімдік майларын еріту үшін еріткіш ретінде қолданылады. Бірақ май суда ерімейді. Бұл қасиет жер қойнауынан мұнай өндіру бойынша қосымша жұмыстарда, қабатқа суды айдау процестерінде ... жалғасы
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ ҒЫЛЫМ ЖӘНЕ ЖОҒАРҒЫ БІЛІМ МИНИСТРЛІГІ
Коммерциялық емес акционерлік қоғам
М.ӘУЕЗОВ атындағы Оңтүстік Қазақстан университеті
Ақпараттық технологиялар және энергетика жоғары мектебі
АВТОМАТТАНДЫРУ, ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯЛАУ және БАСҚАРУ КАФЕДРАСЫ
КУРСТЫҚ ЖОБА
пәні Технология өлшеулер мен құралдар
мамандығы: 5B070200 - Автоматтандыру және басқару
тақырыбы: Мұнай өңдеу зауытында мұнайды тұзсыздандыру мен сусыздандыру қондырғысының технологиялық үрдістерін автоматты бақылау
Жоба ____________
Бағасы
Бағасына қорғалды
___ ___________ 2022ж.
Комиссия
____________
қолы, аты - жөні
____________
қолы, аты - жөні
Норма бақылау:
______________________
қолы, аты - жөні
Орындаған Студент
Алимбаев Мақсат
Тобы ИП-20-5к2
_______________________
қолы, аты - жөні,
Жетекші Тапалов Т.______
қолы, аты - жөні,
Шымкент 2022 ж.
Ф.7.05 - 04
М.ӘУЕЗОВ атындағы Оңтүстік Қазақстан университеті
Ақпараттық технологиялар және энергетика жоғары мектебі
АВТОМАТТАНДЫРУ, ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЯЛАУ және БАСҚАРУ КАФЕДРАСЫ
Бекітемін
Кафедра меңгерушісі
Мусабеков А.А.
_________ 2022ж.
Технология өлшеулер мен құралдар
пәні бойынша курстық жоба
ТАПСЫРМА №_____
Студент Алимбаев Мақсат тобы ИП-20-5к2
(аты - жөні)
Жоба тақырыбы: Мұнай өңдеу зауытында мұнайды тұзсыздандыру мен сусыздандыру қондырғысының технологиялық үрдістерін автоматты бақылау
Бастапқы мәліметтер ___________________________________ ______________
№
Курстық жобаның мазмұны
Орындау мерзімі
Салыстырмалы көлемі (парақ саны)
1
Кіріспе
15.09.22
2
2
Мұнай өңдеу зауытында мұнайды тұзсыздандыру мен сусыздандыру қондырғысының технологиялық үрдістерін автоматты бақылау
25.09.22
8
3
Курстық жобаның мақсаты
6.10.22
1
4
Мұнай өңдеу зауытында мұнайды тұзсыздандыру мен сусыздандыру қондырғысының технологиялық үрдістерін автоматты бақылау өндірісіндегі бақыланатын технологиялық үрдістерін таңдау және негіздеу
25.10.22
3
5
Автоматтандыруға керекті техникалық құралдарды таңдау мен талдау
28.10.22
6
6
Қорытынды
10.11.22
1
7
Қолданылған әдебиеттер
17.11.22
2
№
Графикалық бөлімнің мазмұны
Орындау мерзімі
Парақ саны
Формат
1
Функционалды схема
30.10.22
1
А4
Әдебиет:
1. Тапалов Т. Технологиялық өлшеулер мен өлшеу құралдары. Оқу құралы. Үшінші рет толықтырылып, қайта өңделді.-Қарағанды.-2015.-208б.
2. Тапалов Т. Технологиялық өлшеулер мен өлшеу құралдары. Оқу құралы.- Шымкент.: М. Әуезов атындағы ОҚМУ, 2010.- 206б.
3. Тапалов Т. LabVIEW ортасында графикалық программалау: Оқу құралы.- Қарағанды.: 2015.-203б.
Тапсырманың берілген күні _________, жобаны қорғалған күні ______
Жобаның жетекшісі: _______________________
(аты - жөні, қолы)
Тапсырманы орындауға қабылдаған ____________________________
(күні, студенттің қолы)
Ф.7.04 - 06
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ ҒЫЛЫМ ЖӘНЕ ЖОҒАРҒЫ БІЛІМ МИНИСТРЛІГІ
Коммерциялық емес акционерлік қоғам
М.ӘУЕЗОВ атындағы Оңтүстік Қазақстан университеті
___________________________________ __________________
Автоматтандыру, телекоммуникация және басқару кафедрасы
Бекітемін
Кафедра меңгерушісі
________________________
_________________2022ж.
Курстық жоба қорғау
Хаттамасы №____
пәні: Технология өлшеулер мен құралдар
студент Алимбаев Мақсат тобы ИП- 20-5к2
(аты - жөні)
Курстық жоба тақырыбы:
Қорғау кезінде келесі сұрақтарға Мұнай өңдеу зауытында мұнайды тұзсыздандыру мен сусыздандыру қондырғысының технологиялық үрдістерін автоматты бақылау
жауап алынды:
___________________________________ ____________________________
___________________________________ ____________________________
___________________________________ ____________________________
Курстық жобаны орындау кезінде алынған балл (60 мүмкіндіктен) _______, қорғау бағаланды (40 мүмкіндіктен ) __________ балл.
Сомалық баллы ____________
Жобаның бағасы ____________
Курстық жобаның жетекшісі Тапалов Т._____________
Комиссия мүшелері _________________________
Комиссия мүшелері _____________________________
Қорғау күні ___________________________2022ж.
Аңдатпа
Курстық жобаның тақырыбы Мұнай өңдеу зауытында мұнайды тұзсыздандыру мен сусыздандыру қондырғысының технологиялық үрдістерін автоматты бақылау тақырыбындағы курстық жоба 4 бөлімнен тұрады.
Орындаған ИП-20-5к2 тобының студенті Алимбаев Мақсат., ғылымы жетекшісі доцент Тапалов Т.
Бірінші бөлімде мұнай өнімдеріне шолу жасалынды.
Екінші бөлімде курстық жұмыстың мақсаты қарастырылды.
Үшінші бөлімде курстық жұмыстың технологиялық параметрлерін таңдау және негіздеу жүргізілді.
Төртінші бөлімде автоматтандыруға керекті технткалық құралдарға шолу жүргізілді.
Мұнайдың физикалық және химиялық қасиеттерін ескере отырып технологиялық үрдістерді бақылау үшін технологиялық параметрлерді таңдап және талдай отырып сезгіш элементтер таңдалынды және талданды.
Курстық жобада өлшеу құралдарының спецификациясы жасалынып, қорытынды келтірілді. Сонымен қатар технологиялық үрдістер жүретін қондырғылар туралы мәліметтер көрсетілді.
Курстық жұмыстың соңында қорытынды жасалынды.
Курстық жобада бет, сурет 10, функционалдық А4 форматтағы схемасы көрсетілген.
Мазмұны
Аңдатпа 4
Кіріспе 6
1 Мұнай өңдеу зауытында мұнайды тұзсыздандыру мен сусыздандыру қондырғысының технологиялық үрдістерін автоматты бақылау 8
1.1 Мұнайды сусыздандыру және тұзсыздандыру 8
1.2 Мұнайдың физика-химиялық қасиеті 13
2 Курстық жобаның мақсаты 17
3 Мұнай өңдеу зауытында мұнайды тұзсыздандыру мен сусыздандыру қондырғысының технологиялық үрдістерін автоматты бақылау өндірісіндегі бақыланатын технологиялық үрдістерін таңдау және негіздеу 18
3.1 Қысымды талдау және негіздеу 18
3.2 Температураны талдау және негіздеу 18
3.3 Деңгейді талдау және негіздеу 20
3.5 Концентрацияны өлшейтін шаманы таңдау және негіздеу. 20
4 Автоматтандыруға керекті техникалық құралдарды таңдау мен талдау 21
4.1 Қысымды өлшеп бақылайтын сезгіш элементтерді таңдау 21
4.3 Шығынды өлшеп бақылайтын сезгіш элементтерді таңдау 23
4.4 Деңгейді өлшеп бақылайтын сезгіш элементтерді таңдау 24
4.5 Концентрацияны өлшейтін шаманы таңдау және негіздеу 25
4.6 Қалқанда орналасатын өлшеу құралын таңдау 25
4.7 Контроллерді таңдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..25
Кіріспе
Курстық жобаның тақырыбы Мұнай өңдеу зауытында мұнайды тұзсыздандыру мен сусыздандыру қондырғысының технологиялық параметрлерін автоматты бақылау.
Курстық жобаның тақырыбының өзектілігіне қазіргі кезде курстық жоба студенттерді өз беттерімен технологиялық процестерді автоматтандыру кезінде дұрыс шешімдерді қабылдауға және өлшеу құралдары мен басқару құралдарын дұрыс таңдай, қолдана білуге жетектейді. Автоматты басқару құралдарын және өлшеу құралдарын дұрыс таңдай білу керек.
Курстық жобаның ғылыми жаңалығына объекттің қазіргі таңда сымсыз сезгіш элеметтерін қолдану өте қолайлы және ыңғайлы. Жұмыс істеу принципі жақсы. Қысымды өлшеу, шығынды өлшеу, температураны өлшеу үшін қолданылады. Технологиялық процестерді басқару мен бақылау үшін сезгіш элементтерден келіп түсетін сигналдарды дер кезінде керекті басқару құралдарына жеткізу керек.
Курстық жобаның практикалық қажеттілігіне өндірісте қазіргі кезде дамыған өлшеу құралдарымен жұмыс жасау ыңғайлырақ. Сонымен қатар алдыңғы қатарлы, дамыған мемлекеттердің фирмаларының атап айтатын болсақ Honeywell, Метран, Кrohne, Siemens фирмаларының сезгіш элементтерін берілген диапазонға байланысты таңдай білу бұл курстық жобаның негізгі мақсаты. Технологиялық параметрлерді қабылдайтын сезгіш элементтерді дұрыс таңдап, сол процестерді басқаруға керекті деп таңдап алынған контроллерлерге жеткізу курстық жобаның негізгі мақсаты деп түсіну керек. Курстық жобаны автоматты бақылау процесін жүйелі түрде бақылап, келіп түскен мәліметтерді дер кезінде контроллерлерге жеткізу курстық жобаның негізгі мақсаты.
Курстық зерттеудің мақсаты, міндеті. Технологиялық процестерді басқару мен бақылау үшін сезгіш элементтерден келіп түсетін сигналдарды дер кезінде керекті басқару құралдарына жеткізу керек. Сол үшін технологиялық параметрлерді қабылдайтын сезгіш элементтерді дұрыс таңдап, сол процестерді басқаруға керекті деп таңдап алынған контроллерлерге жеткізу курстық жобаның негізгі мақсаты. Технологиялық процестерді толық жетілдіре түсу және оны басқару өндірістік объектілердің тиімділігін арттыра түседі. Сонымен қатар, автоматты түрде өндірісті басқару үшін электронды есептеу машинасының алатын орыны бөлек. Микро-электронды есептеу машинасының көмегімен объектіде болып жатқан шексіз мәліметтерді өңдей отырып, технологиялық процестерді ең жаксы, үйлесімді жүйеге келтіруге болады. Бірақ мұны іс жүзіне асыру көптеген жағдайларға байланысты болып келеді. Мысалы, объектіден келіп түсетін мәліметтерге, сезгіш элементтердің дәлдігіне, өлшеу құралдарының күйіне сонымен қатар, объектіде болып жатқан құбылыстар туралы белгі беретін кұралдарға байланысты болады.
Технологиялық процестерді автоматты түрде реттегіш жүйенің негізі сол процестерді атоматты түрде бақылау болып табылады. Яғни, технологиялық процестерді бақылау үшін, процестердің қайсыбір қасиетін сипаттайтын шаманы (параметрін) өлшеу қажет. Өлшеу үшін арнайы өлшеу құралдарының құрылыстары бір-біріне ұқсамайтын әрқилы болуы да мүмкін.
Өлшеу кұралдарының көмегімен әртүрлі технологиялық параметрлерді өлшеу және өлшеу құралдарының, сезгіш элементтердің схемалары қарастырылған. Сонымен қатар, шет елдердің өлшеу құралдарына да көңіл бөлінген.
1 Мұнай өңдеу зауытында мұнайды тұзсыздандыру мен сусыздандыру қондырғысының технологиялық үрдістерін автоматты бақылау
1.1 Мұнайды сусыздандыру және тұзсыздандыру
Өңдеуге келетін мұнайда су мен тұздардың болуы мұнай өңдеу зауыттарының жұмысына үлкен зиян келтіреді. Мұнай айдау қондырғысының [1,6] аппаратында судың көп мөлшері кезінде қысым жоғарылайды, олардың қуаты төмендейді, суды жылытуға және булануға артық жылу шығыны болады. Мұнаймен бірге судың болуы ондағы тұздарды ерітеді және гидролиз реакциясын күшейте отырып, аппараттың коррозиясын тездетеді.
Хлорлы натрий іс жүзінде гидролизденбейді. Кальций хлориді HCl түзілуімен 10%-ға дейін гидролизге ұшырауы мүмкін. Хлорланған магний 90% гидролизденеді, яғни бұл процесс төмен температурада жүреді. Сондықтан тұздар мұнай өңдеу зауытының жабдықтарындағы коррозияның негізгі себебі болуы мүмкін. Магний хлоридінің гидролизі:
MgCl2 + H2O \u003d Mg (OH) Cl + HC1.
Майдың құрамындағы судың әрекетімен және магний хлоридінің өзіндік кристалды суының әрекетімен бірге жүруі мүмкін. Құрылғылардың гидролиз өнімдерімен бұзылуы жоғары температуралы аймақтарда (дымоходы, буландырғыштар, дистилляциялық колонкалар) және төмен температурада жұмыс істейтін құрылғыларда да орын алады. Кейбір тұздар қалдық өнімдердің (мазут, шайыр) сапасын төмендетеді.
Мұнаймен өндірілген судың минералдылығы немесе тұздылығы 1 литр су буланғаннан кейін қалған қатты заттардың мөлшерімен өлшенеді. Мұнайдың тұздылығы 1 литр шикізаттан миллиграмммен алынған хлоридтердің мөлшерімен (NaCl ретінде есептеледі) анықталады. Ал оның мөлшері жер асты суларының минералдану дәрежесіне және мұнайдағы мөлшеріне байланысты. Зауытқа жіберілетін мұнайдағы тұздардың мөлшері 50 мгл-ден, ал айдауға жіберілетін мұнайда 5 мгл-ден аспауы керек.
Сондықтан мұнайды өңдеуге жіберер алдында оны су мен тұздардан айыру керек. Су мен тұздарды бөлу бірінші кезеңде кен орнының дайындық қондырғыларында жүргізіледі. Кен орнындағы мұнайдың дайындалу дәрежесіне қарай қалдық судың (0,5-1,0%) және хлоридтердің (100-1800 мгл) мөлшеріне қарай олар үш топқа бөлінеді. Мұнай өңдеу зауыттарында мұнайды сусыздандыру мен тұзсыздандырудың екінші кезеңі жүріп жатыр. Осының нәтижесінде су мөлшері 0,05-0,1%-ға дейін, ал тұздар 3,0-5,0 мгл және одан да көп төмендейді.
Кен орындарында және мұнай өңдеу зауыттарының қондырғыларын сусыздандыруға және тұщыландыруға дайындауда, ал зауыттарда - жасанды, арнайы мұнайдан және таза судан жасалған мұнай эмульсияларын жою процестері.
Қабат суының көп бөлігі ерімейтін қатты заттар мен мұнайдан ірі қабаттарда шөгу арқылы бөлінеді. соңғы сусыздандыру және тұзсыздандыру процесі арнайы қондырғыларда жүргізіледі. Бұл екі процестің мәні мұнай эмульсиясының бұзылуы болып табылады.
Мұнай эмульсиялары - өзара ерімейтін сұйықтықтарды немесе ерітінділерді араластыру арқылы түзілетін жүйелер. Эмульсияларда бір сұйықтық (ерітінді) екінші сұйықтыққа ұсақ тамшылар (коллоидты бөлшектер) түрінде таралады.
Көлемінде коллоидты бөлшектер таралатын сұйықты дисперстік орта, ал коллоидты бөлшектердің өзін дисперстік фаза деп атайды.
Эмульсиялар, соның ішінде мұнай эмульсиялары екі өзара ерімейтін сұйықтықтар қатты араласқанда, біреуі екіншісінде дисперсті, яғни ұсақ тамшылар түрінде таралғанда түзіледі.
Қалыпты жағдайда ұзақ уақыт сақталса, мұнай эмульсиялары өздігінен екі сұйық фазаға бөлінуі мүмкін. Бірақ көп жағдайда екі сұйық фазаға бөліну ішінара жүреді, ал аралық эмульсия қабаттары су қабықшасының май қабаттары арасында қалады. Эмульсиялардың тұтқырлығы су мен майға қарағанда әлдеқайда жоғары.
Мұнай эмульсиялары көбінесе кері эмульсиялар түрінде кездеседі, яғни су мұнайдың негізгі бөлігінде тамшылар түрінде таралатын жүйелер. Мұндай жүйелер де дисперсті орташа майлы, дисперсті фазалық су болып табылады. Эмульсияның бұл түрі гидрофобты болып саналады: ол суда бетінде қалқып жүреді және бензинде және басқа органикалық еріткіштерде біркелкі таралады.
Мұнай эмульсияларының түсі ашық сарыдан қою қоңырға дейін. Көп жағдайда олар мұнайдағы су эмульсиясының мұнай түрінде, ал дисперсті фазаның су түрінде болу фактісінен тұрады. Мұндай эмульсиялар гидрофобты болып табылады: олар су бетінде қалқып жүреді және бензинде немесе басқа еріткіштерде біркелкі таралады. Мұнайдың судағы эмульсиялық түрі, өте сирек, су дисперсті орта күйінде болады. Мұндай эмульсиялар гидрофильді: олар суда біркелкі таралады, ал бензин шөгеді.
Эмульсиялардың түзілуі беттік құбылыстармен тығыз байланысты. Сұйықтықтың беткі қабаты ауамен немесе басқа сұйықтықпен жанасатын жер беттік керілу шамасымен сипатталады. Беттік керілу мәні біртұтас фазааралық бөлу бетін құруға қажетті энергия мөлшеріне тең. Мұнай және мұнай өнімдерінің беттік керілуі 0,02-ден 0,05 Нм-ге дейін. Таза мұнай өнімдеріне кейбір заттардың қосылуы олардың сумен түйіскен жеріндегі беттік кернеуінің төмендеуіне әкеледі.
Эмульсияның түзілуіне жағдай жасайтын және эмульсияның тұрақтануына ықпал ететін заттарды эмульгаторлар деп атайды. Оларға мұнай шайырлары, асфальтогенді қышқылдар және олардың ангидридтері, нафтен қышқылдарының тұздары, әртүрлі бейорганикалық қоспалар жатады.
Тұрақты мұнай эмульсияларының түзілуіне әртүрлі қатты көмірсутектердің микрокристалдары - парафиндер, церезиндер және адсорбцияланған алкансакин көмірсутектері қатысады, олар тұрақты қабат түзу үшін эмульсия глобулының бетіне адсорбцияланады. Шайырлар көбінесе шикі мұнайдың эмульгаторы болып саналады. Олар майда жақсы ериді және суда ерімейді.
Шайырлар мұнай-су шекарасында бетке адсорбцияланып, мұнай жағынан жер бетіне түсіп, су бөлшектерінің айналасында тұрақты қабат түзеді.
Мұнай эмульсияларының физикалық және химиялық қасиеттері. Мұнай эмульсиялары келесі физикалық-химиялық қасиеттермен сипатталады: дисперстік, тұтқырлық, тығыздық, электрлік қасиеттер, тұрақтылық. Дисперсия деп дисперстік ортадағы дисперстік фазаның бөлінуін айтады. Эмульсиялардағы дисперстік фазаның мөлшері 0,1-ден 100 мкм-ге дейін өзгереді. Мұнай эмульсияларының тұтқырлығы су мен мұнайға қарағанда жоғары. Эмульсиялардың электр өткізгіштігі суда еріген тұздар мен қышқылдардың мөлшеріне, қайтадан судың дисперсиясына, эмульсияға байланысты.
Мұнай эмульсияларын жою әдістері. Эмульсияның жойылу механизмі бірнеше кезеңнен тұрады: 1) су шарларының соқтығысуы; 2) су шарларын үлкенірек тамшыларға біріктіру; 3) тамшылардың тұндыруы;
Өндірістік тәжірибеде эмульсияны жою үшін келесі әдістер қолданылады: 1) механикалық; 2) термиялық 3) химиялық; 4) электр тогының әсері.
Механикалық әдістерге тұндыру, центрифугалау және сүзу жатады. Тұндыру процесін мұнай қабат жинау жүйесіндегі дымқыл зат қабаттарындағы судың негізгі бөлігін бөлу үшін пайдаланады. Мұнай және су қабаттары эмульсия компоненттерінің әртүрлі тығыздығына негізделген.
Термиялық әдіс жылуды пайдалануға негізделген. Эмульсияны қыздырғанда эмульгатор жұқа болады
Электр өрісіндегі тамшының өзара әрекеттесуінің нәтижесінде мұнай өңдеу зауытының тамшы бетіндегі адсорбциялық қабаты белсенді түрде жойылады. Капельниц, А.В. және т.б. Тамшылар өлшемі эллипсоидтық күйге жақындайтын электр өрісінде поляризацияланады.
Тамшылардың әсері мен бірігуі қарама-қарсы поляризация белгілері бар жақын орналасқан бөлшектердің кулондық әрекеттесуінен туындайды. Осыған байланысты электр өрісіндегі тамшылардың бірігуі бөлшектердің өлшемдері мен өріс күшінің ұлғаюына байланысты артады. Күшті электр өрісінің әсерінен диэлектрлік сұйықтықта - мұнай мен мұнай өнімдерінде диссоциацияға бейімділік басталады, яғни оң және теріс иондар түзіледі. Эмульсияларды жою үшін химиялық әдіс кеңінен қолданылады - эмульгаторлармен әрекеттесу тамшылары қабаттарының құрылымдық және механикалық тұрақтылығын әлсірететін жабын.
Деэмульгаторлар - эмульсияларды бұзатын арнайы химиялық заттар. Деэмульгатор есебінде әртүрлі беттік белсенді заттар (БАЗ) қолданылады, бірақ олардың эмульсияға әсері өте күрделі және аз зерттелген. Деэмульгаторлардың судағы ерітінділерінің әрекетіне қарап, олар иондық және иондық емес болып екіге бөлінеді. Иондық белсенді заттар ерітіндіде катиондар мен аниондарға диссоциацияланады, ал иондары жоқ демульгаторлар ион түзбейді. Ең жақсы деэмульгатор әсері иондық емес деэмульгатор - проксамин, диссолван, прогалит, гидроксиэтилденген май қышқылдары (ОМК), олар қазіргі уақытта мұнай кен орындарында және мұнай өңдеу зауыттарында (МӨЗ) қолданылады. Эмульсияларды электр тоғының әсерінен бұзу электр өрісінің әсерімен су шарының соқтығысуына негізделген.
Мұнай эмульсиясы айнымалы электр өрісіне түскенде судың теріс зарядталған бөлігі тамшы ішінде қозғала бастайды, оның пішінін өзгертеді және оны оң зарядталған электродқа бағыттайды.
Мұнайды тұзсыздандыру және сусыздандыру. Мұнайдың құрамындағы су мен тұздардың бөлінуі сусыздандыру және тұзсыздандыру деп аталады. Екі процесте мұнай эмульсияларының бұзылуына негізделген. Бірақ мұнайды бұрғылау сұйығымен жылдам араластырғанда [6], пайда болған табиғи эмульсиялар сусыздандыру кезінде жойылады. Тұзсыздандыруда сусыздандырылған майды тұзсыздандырумен араластырып, қайтадан эмульсиялайды. Содан кейін эмульсияны қайтадан бұзады. Мұнайды сумен тез араластырғанда тұрақты эмульсиялар түзіледі.Өндірісте эмульсияларды ыдыратудың қосарлы әдістері - мұнайдан су мен тұзды бөлу үшін термохимиялық, электротермохимиялық және т.б.
Электр тогы арқылы мұнайды тұздан айыру. Суды термохимиялық айыру кезінде мұнайдағы су мөлшері 0,5-1,0%-ға дейін төмендейді, бұл ретте қабаттардың едәуір бөлігі бөлінеді. Бірақ майлардың көпшілігі қоспалар мен тұздардан тазартуды қажет етеді. Мұнайды тазарту электротермохимиялық әдіспен, электр өрісінде эмульсия реакциясы арқылы термохимиялық тұндыру арқылы жүзеге асырылады. Мұнайдан су мен тұздарды бөлуге арналған электротермохимиялық қондырғы электротұзғыш (ЭЭҚ) деп аталады. Олар кен орындарында да, мұнай өңдеу зауыттарында да қолданылады. Қазіргі уақытта EEP барлық дерлік мұнай өңдеу зауыттарында бар. Көптеген зауыттар электр тұщыту қондырғылары мен құрама қондырғыларды орнатады, олардың кейбіреулері солардан тұрады.
1,13,16-сораптар; 2-жылуалмастырғыш; 3-буқыздырғыш; 4,7- араластырғыштар; 5,6-электродегидратор; 8,10,11-тоңазытқыштыр; 9-мұнай бөлгіш; 12-сыйымдылық; I-шикі мұнай; II-тұздан арылған мұнай;III-деэмульгатор; IY-тұзды ерітінді; Y-тазасу; YI-су буы; YII-конденсат;
Сурет 1.1. Мұнайды электр тұзсыздандыру қондырғысының жүйесі
Технологиялық режим. Тұзды айыру процесінің температурасы мен қысымы тазартылатын мұнайдың қасиеттеріне байланысты. Тұрақты төмен тұтқыр эмульсия түзбейтін жеңіл майларды тұзсыздандыру оңтайлы 80-1000С деп саналады, бірақ майлар үшін, мысалы, түймедақ, арлан, Маңғыстау - 130-1400c. Тұзсыздандыру температурасының жоғарылауы электр өткізгіштігі мен ток күшін көрсетеді және оқшаулағыштардың жұмысын қиындатады. Деэмульгатордың шығыны 10-нан 30 гт дейін және су мен мұнайдан түзілетін эмульсияның тұтқырлығына байланысты. Өндірісте деэмульгаторлар органикалық еріткіштердегі концентрлі ерітінді түрінде шығарылады, олардан қолданар алдында 1-5% судағы ерітінді дайындалады.
Кен орындарындағы мұнайды су мен тұздан айыру. Кен орындарында құбырлар ішіндегі эмульсияны термохимиялық жою әдістері кең таралған.
Құбырдың ішіндегі эмульсияны бұзу мыналарға негізделген. Ұңғыманың сақиналы аймағында немесе мұнай жинау коллекторының кірісінде 1 тонна шикі мұнайға 15-20 г эмульгатор беріледі, ол ұңғымадан мұнай өңдеу қондырғысына көшу процесінде эмульсияны бұзады. . Процестің тиімділігі келесі факторларға байланысты - деэмульгатормен араластыруды жеңілдететін эмульсия уақытына, ағын температурасына, эмульсиядағы судың мөлшеріне.
Елімізде өндірілетін мұнай кен орындарының 80 пайызында су термохимиялық зауыттарда шығарылады. Қарапайым термохимиялық суды ұстайтын қондырғылар атмосфералық қысымда жұмыс істейді. Майға деэмульгатор қосылады, содан кейін ол қызады және шұңқырға түседі. Мұнаймен мұндай әрекеттесу тығыз жабылмаған резервуарлардағы жеңіл мұнай фракцияларының жоғалуына әкелуі мүмкін.
1,13-сыйымдылықтар; 2,8,9,11,12-соратар; 3-жылуалмастырғыш; 4-буқыздырғыш; 5-термотұндырғыш; 6-резервуар; 7-ұңғы; 10-мұнайұстағыш; I-шикі мұнай; II-судан айырылған мұнай; III-су; IY-деэмульгатор
Сурет 1.2. Қысыммен істейтін мұнайды судан айыру қондырғысының жүйесі
1.2 Мұнайдың физика-химиялық қасиеті
Мұнай - көмірсутекті қосылыстар негізіндегі сұйық минерал. Мұнайдың элементтік құрамы міндетті түрде бес химиялық элементтің болуымен сипатталады - көміртегі (83-87%), сутегі (12-14%), оттегі (1,5% дейін), күкірт және азот.
физикалық қасиеттері. Мұнайдың физикалық көрсеткіштерін өлшеу оның тауарлық сапасын анықтауға мүмкіндік береді [3,6,8]. Геологияда физикалық параметрлердің ішіндегі ең маңыздылары: тығыздық, тұтқырлық, қату және балқу температурасы, оптикалық белсенділік.
Мұнайдың тығыздығы оның көлем бірлігіндегі массасымен анықталады. SI жүйесіндегі тығыздық бірлігі кгм3, ρ420=0,82-0,92 кгм3.
Әртүрлі майлардың қату және балқу нүктелері де әртүрлі. Табиғатта мұнай сұйық күйде болады.
Тұтқырлық - қозғалыс кезінде сұйықтық бөлшектерінің ағып кетуіне төзімділігі.
Мұнай электр тогын өткізбейді, сондықтан ұңғымалар контекстінде мұнай қабаттарын анықтау үшін электроэлектрлік әдістер қолданылады.
Мұнайдың жылу диссипациясы өте жоғары. Мұнайдың классификациясы химиялық, геохимиялық, коммерциялық және технологиялық көрсеткіштерге негізделген. Химиялық классификацияда мұнай кластары оның құрамындағы басым көмірсутектердің белгілі бір тобына сәйкес бөлінеді. Бұл классификация бойынша нафтендік, нафтендік және хош иісті майлар бөлінеді.
Геохимиялық классификацияда мұнайдың химиялық құрамы ғана емес, мұнай алынған қабаттардың геологиялық жасы, пайда болу тереңдігіндегі бұл қабаттардың белгілері және т.б ескіреді.Тауарлық және технологиялық классификациялар бір-біріне жақын. бір біріне. Олар 3500 С температураға дейін қайнайтын фракциялардың, парафиннің, майдың және т.б.
Мұнай күкірттің құрамы бойынша келесі кластарға бөлінеді: 1 күкірті аз (0,5% дейін); 2 күкірт (0,51-2%); 3 жоғары күкірт (2%-дан астам). Парафиннің құрамы бойынша Р1 парафинділігі аз (1,5-ке дейін); Р2 парафині (1,51 - 6%); Р3 парафиндірек (6%-дан астам).
Газ. Жер қыртысының шөгінді қабатында түзілген көмірсутекті газдар әртүрлі күйде болады: бос, еріген және қатты. Бос күйдегі газ өнеркәсіптік маңызы бар тромбтарды түзеді. Көмірсутек газдары жер асты суларында және мұнайда жақсы ериді. Газ ұйығыштары негізінен метаннан (98%-ке дейін) тұрады.Мұнайда еріген газдар мұнай газы деп аталады.
Тұтқырлық - мұнайдың негізгі қасиеттерінің бірі. Өндіріс саласында мұнайдың тұтқырлығының маңызы зор. Мұнай өндіру кезінде, оны құбыр арқылы айдағанда жұмыс қарқынына үлкен әсер ететіні белгілі. ТҚҚ құбырлары арқылы тұтқырлығы төмен, жеңіл, сулы мұнай өтеді, тұтқырлығы басым, өндіру, құрастыру, құбыр жұмыстары көп қосымша еңбекті қажет етеді.
Негізінде мұнайдың тұтқырлығына әсер ететін жағдайлар оның құрамындағы парафин, шайыр және температура болып табылады.
Майдың температурасы өзгереді және үлкен жарылыстарда пайда болады. Мысалы: Грозныйдағы Мұнай парафині 11 С аязда салқындап, төгілмейтін жағдайға түседі. Ал сол кен орнының парафинді мұнайы 19°С салқын жерде де таза күйінде сақталады. Парафиндік мұнайдың көп болуына байланысты Маңғышлақтағы Жетібай және өзен аймақтары +34 С, т.б.
Мұнай кейбір органикалық ерітінділерде, мысалы, бензинде, хлопофармда, эфирде тез ериді. Сонымен қатар, бұл йод, күкірт. Каучук өсімдік майларын еріту үшін еріткіш ретінде қолданылады. Бірақ май суда ерімейді. Бұл қасиет жер қойнауынан мұнай өндіру бойынша қосымша жұмыстарда, қабатқа суды айдау процестерінде ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz