Мұнай газдарын қайта өндіру

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 15 бет
Таңдаулыға:

Каталитикалық риформинг

Автомобильге арналған жанар-жағармайға қойылатын талаптардың ұлғаюына
байланысты жанармайдың тікелей өндіруіндегі оның сапасын (риформинг)
арттыру барысы елеулі маңыздылыққа ие болды. Сонымен қатар бұл процесс таза
ароматикалық (хош иісті) көмірсутектерді (органикалық синтезге керек өнім)
алуға қажетті мүмкіндік туғызады және гидрлеуді өткізуге қажетті сутектің
қайнар көзі болады. Оның негізінде Кеңестер Одағының ғалымдары ашып
зерттеген реакциялар жатыр. Олар: нафтенді дегидрлеу (Н.Д. Зелинский) және
дегидроциклизациялау (Б.А. Казанский, А. Платэ, Б.Л. Молдовский).
Каталитикалық риформинг (хошиістендіру) үлкен көлемді күшейтілген
қысымның үлкен көлемді сутектің қатысуымен 5000С температура кезінде
атқарылады; бұл жағдай сутектің бөлінуі арқылы және катализаторда қорытқы
көмірдің жинақталуы арқылы өтетін хош иісті көмірсутектердің
жинақталуындағы керіайналымды реакциялардың өтуін қиындатады.
Катализатордың қызметін алюминийдің оксидіне жалатылған платина атқарады;
ол бірнеше айлар бойы өзінің активтігін сақтайды, кейін регенерация жолымен
қайта алынады. Катализатордың құрамында сондай-ақ хлор бар, ал өнімге
активтігін сақтау үшін аз мөлшерде дихлорэтан СlCH2 CH2Cl енгізіледі.
Жоғары октан саны бар бензинді тікелей айдалған бензиннен алу үшін
ректификацияның қайнау температурасы 85-1800С фракция белгіленеді, бұл
процесс 3,5 106 Нм атқарылады.Өткізіліп жатқан реакциялардың
эндотермикалық екенін ескере отырып, өнімнің және сутектің бу қоспасын
катализаторға толы үш реакторлардан құбырлы пештерде аралықты жылыта отырып
біртіндеп өткізеді. Бензин бу конденсацияланып жиналғаннан кейін 90% астам
сутегін құрайтын газды күкіртті сутегін жою үшін моноэтаноламин
ертіндісімен шаяды және цеолитпен кептіреді. Цеолит Ц жасанды алюмосиликат
Ц оның саңылау мөлшері айқындалып Ц белгіленген, мұнда шикізатпен судың
кішкене молекулалары өтіп қалып қояды, мұндай адсорбент “молекулалы елек”
деп аталады. 1. Кейін ароматты көмірсутектерді хошиістендіру үшін шикізат
ретінде тар көлемді аз температуралы фракцияларды пайдалану жөн. Олар
тікелей өндірілетін бензинді нақтылы ректификациялау кезінде бірнеше
ректификациялы бағаналардан құралған қондырғыларда пайда болады:
біріншісінде қайнау температурасы 600С температураға дейін бу түрінде
алғашқы бастапқыфракция алыстатылады. Қалған бөлігі басқа бағаналарға
жөнелтіледі онда бензолды (Қайнау температурасы 85-1050С) және (қайнау
температурасы 105-1400С) өндіруге арналған фракциялар бөлінеді. Бірінші
фракция С6 көмірсутектермен, екіншісі Ц С7, ал үшіншісі Ц С8
көмірсутектерімен құмарланған. Бөлек иістендіру Ц ароматтау өткеннен соң
және бұларды жинақтағаннан кейін алынған конденсаттан бастапқы фракцияны
ректификация арқылы жояды. Сонан соң құрамында шамалы суы бар
диэтиленгликоль ертіндінің көмірсутектерді шығарады. Ол үшін
ректификациялық тізбектің үстіңгі (жоғарғы) табағынабензол алу үшін 801,
ксилолды алу үшін 150 дейін температуралы ертінді береді, бұдан төмен
температурада сәйкес конденсат беріледі. Қысыммен жұмыс жасайтын тізбектің
жоғарғы бөлігінен реакциядан өткен парафиндермен нафтендердің буларын
жояды, ал төмен қарай иісті көмірсутектің ертіндісі ағып кетеді. Басқа
тізбекте одан судың буы арқылы иісті көмірсутегін шығарады, сондай-ақ
қайнап жатқан ертінді тағы да оралады (қайтарылады). Дистиляеттың кейінгі
тазартылуы 25% дейін таза бензол береді (тар көлемді фракцияны есепке
алмағанда), немесе 30% өнімділігімен таза толуы. Қайнау температураларының
жақындығының салдарынан үш изомерлі ксилолдар мен дистилдің құрамындағы
этилбензолды айыру қиынға соғады және аса нақты ректификация саласындағы
қазіргі жетістіктердің жасы мысалы ретінде бола алады.
Алдымен бірінші тізбектегі 150 табақты дистилеттан негізінде тек
(ерекше 50 табақты тізбекте ректификация арқылы тазартылған) оксилолдан
тұратын сұйық қалдықтан заттардың булары бөлектенеді (ажыратылады). Келесі
320 табақты тізбектен әрқайсысының 10 табағы бар бірінен соң бірі
орналасқан үш тізбектен тұратын таза биленбензолдың буы шығады, ал
қалдықтан 700 дейін салқындатылған соң ксилол мен кристалл шығады; оларды
ксилонға құнарлы сұйық қалдықтан центр фигурация арқылы бөлектейді.
Нәтижесінде осы азықтардың өнімділігі 6-9% құрайды.
Иістендіру барысында пайда болатын сутегі дизелді жанармайдың
гидротазалауын жүргізу үшін пайдаланылады. Оның буларын сутегімен бірге А1
Ц О2-ға қосылған МоОа және СоО тұратын катализатордың үстінен 310-нма және
4001С кезінде өткізіледі. Сонымен бірге мұнай өнімдердегі күкірт
қосындылары күкіртті сутегін туғызып бөлінеді, сонымен құрамда күкірт саны
(көлемі) 1-1,5 0,2% - ға дейін төмендейді. Бұл жағдай жанармайдың
пайдалану барысында пайда болатын күкіртті газ туғызатын тотығуын азайту
нәтижесінде дизельдің жұмыс жасау мүмкіндіктерін шамамен 1,5 ретке
ұзартады. Гидротазартуды иістендіру барысына ұқсас жүргізеді. Оны сонымен
қатар иістендіру жіберілген өнімге қатысты пайдаланады: ал соңғы кезеңдерде
майларды және котельныйға арналған жағармайлардың (отынның) гидротазартылуы
енгізілуде.

КРЕКИНГ

Мұнай өндіру барысында әдетте жағармайдың шығуы мұнай салмағына
қатысты тек 5-25% құрайды, осындай жолмен алынған жағармайдың көлемі
авиация мен автокөліктің орасан зор талаптарын (тұтынуларын) өтей алмайды.
Мұнай құрамынан алынатын жағармайдың көлемін мұнай өнімдердің маманы керек.
Жартысын катализатордың қатысуымен қыздыру барысында одырайта отырып
көбейтеді. Бұл жағдай мұнайдан жанармайдың жалпы өндірілуін бірнеше есе
көбейтуге және оны 40%-ке дейін жеткізуге мүмкіндік береді.
Осы іспеттес мұнай өнімдерін қыздыру процесінің бағыты алғашқы кезде
Менделеевтің және Летнийдің зерттеулерімен анықталған. Шухов 1890 ж. қысым
арқылы крекингті жүргізу үшін қажет негізгі аппараттардың құрылымын және
барысын (процесін) жете зерттеген. Крекингті пайдалану АҚШ-та тек 1913
жылы, ал КСРО-да Ц бірінші бесжылдықтың жылдары кезінде басталды. Крекинг
химиялық тұрғыдан күрделі процесс болып табылады, себебі өнім көптеген
көмірсутектің қоспасынан тұрады және қатар өтетін реакциялардың бірнеше
түрлерінің салдары: көміртек атомдарының арасындағы молекулалардың бөлінуі
және молекулды салмағы шамалы заттардың пайда болуы; молекулды салмағы
шамалы заттардың пайда болуы; молекулды салмағы көлемді заттардың пайда
болуымен байланысты конденсация және полимеризация; дегидрация,
гидрировалие және тағы басқа.
Каталитикалық крекинг аса үлкен маңыздылыққа ие. Өнім болып қайнау
температуралы 350-5001С кең фракция саналады немесе қортқы көмір
қондырғысындағы ұқсас фракция. Өнім толығымен буланады және оның буын
катализатордың (құрамында цеолиты бар жасанды түрімен алынған
алюмосиликат) үстінде крекингтан өткізеді. Осы жағдайды парафиндердің
молекулалары көміртектің тізбегінің орта шеніндегі байланыстың үзілуімен
және парафин молекулалары және этилен көмірсутектің молекулаларының пайда
болуымен бөлінеді. Мысалы, басқа да байланыстар С-С бөлініске ұшырайды.
Молекулада көміртектің атомы көбейген сайын көмірсутектің тұрақтылығы
күрт төмендейді.
Нафтеннің айналымы төменгі бағыттар бойынша өтеді.
1) бүйірлі (бөлініп) кетуі 2) кальцо (сақина) үзілуімен байланысты
гидрирование және изопарафиндердің пайда болуы. 3) хошиісті көмірсутектерге
айналу арқылы дегидрирование. Мысалы,
Пайда болған олефиндер кейінгі өзгерістерге жылдам ұшырайды.
1) диен көмірсутектің және парафинның пайда болуы арқылы бөлінуі
2) хошиісті көмірсутектің пайда болуына әкелетін диен көмірсутектер
арқылы конденсация (жинақталу, шоғырлану).
3) алкил радикалдардың жылжуында тұратын изометизация, тізбектің
бөлінуіне әкеледі.
Хош иісті көмірсутектерге жанама тізбектерден және үзілуден басқа
дұрыс емес (қате) көмірсутектермен олефин және диндерге қосылатын сутегін
ажырату арқылы конденсациялы реакциялар тән. Сутекті қайта таратумен өтетін
конденсация біртіндеп елеулі бензолды шығыршықтың және сутегі шаманы
құрамды көмірсутектің пайда болуына әкеледі, яғни катализатор бетінде
қортқы көмірдің пайда болуына әкеледі.
Осылайша, крекинг кезінде, бірі жағынан, молекулды салмағы аз және
қайнау температурасы төмен заттар пайда болады: жағармайдың фракциясымен
(шығуы 45 ретке дейін) қатар крекинг газы (10-15%) өндірілудің екінші
жағынан, бастапқы заттармен салыстырғанда молекулалардың салмағы үлкен
заттар пайда болады. Олар ауыр фракция құрамына кіреді (оның 8% дейін
котельді отынға енгізіледі) және 4-6% қортқы көмір; бұдан басқа шыққан
бұлардан дизель отыны ретінде 25-30% фракция бөлінеді. Каталитикалық
крекингтің жағармай 20-25% шексіз қосылыстарды, негізінде изоқұрылымдарды,
40-50% изопарафинді, 20% хошиісті көмірсутекті құрайды: Өнімнің құрамынан
тыс оның октан саны этил сұйықтығын есептегенде 77-80-ге тең. Құнарсыз
көмірсутектерден полимеризация және тотығу (тот басу) салдарынан шайыр
пайда болуы мүмкін. Осы процесті (барысты) тоқтату үшін жанармайға
ингибатордың 0,01-0,05%, оксидифениламинді және НОСдНМNНСрНд -ты немесе
ағаш шайыры қосылады. Катализатор оның құрамында қортқы көмірдің жинақталу
салдарынан дереу (510 минуттан соң) өз белсенділігін жоғалтады.
Зелинскийдің ұсынысы бойынша оның белсенділігін қортқы көмірді жағу арқылы
(550-6001С кезінде оның арасынан ауа жіберу) арқылы қалпына келтіруі
мүмкін. Бұл негізіне жылжымалы катализаторды пайдалану Ц жаңа принципы
қойылған жаңа әдісті жетілдіруді талап етті. Катализатор біраз уақыт мұнай
өнімдердің булары арқылы реакторда жылжиды, ал кейін бөлініп регенерациядан
өту үшін Ц регенератор атты басқа аппаратқа барады (бағытталады), ол жерден
қайтадан мұнай өнімімен үздіксіз араласу үшін жіберіледі.
Осы әдістің көп түрлерінің бірі катализатордың қайнап тұрған
қатарындағы крекинг болып табылады. Онда катализатор шаң түрінде
қолданылады, ал кейінгі кезде диаметрі 0,05 мм ұсақ дөңгелектер түрінде де
пайдаланылады. Жылының алмасатын орын мен құбырлы пеште 3501 С дейін
қыздырылған өнім 4 стояктан үздіксіз жіберіліп отыратын 6001 С
температуралы регенерациядан өткен қатализатормен араластырылады. Сондықтан
өнім катализатор арқылы да қыздырылады: ол жылу беруші болып саналады.
Өнімнің буы көптеген ұсақ саңылауы бар тордан 5-ші реакторға катализатор
шығарады. Реакторда қайнап тұратын қатары пайда болады. Крекинг өнімдерінің
булары б цикліндегі катализатордан бөлініп және тізбектің түбінде
жинақталатын ауыр флегмамен және жанармаймен суланатын ректификациялық 7-ші
тізбекке барып түседі.
Катализатордың шаңы бар флегманың жарты бөлігін бастапқы өнімге
қосады. Катализаторды үнемі реактордың төменгі жағындағы шығыршық (сақина)
іспеттес аралықтан алып отырады, ол жерде оны ұшып кететін көмірсутектерді
буландыру үшін қызлырылған бумен желдетіледі және ауа арқылы ол 8
регенераторға барып түседі. Қортқы көмірдің жанатын өнімдері 9 циклонда
катализатордан бөлінеді. Қондырғының өнімділігі бастапқы өнімді есепке
алмағанда жылына шамамен 1,2 мл т құрайды.
Крекингтің екінші түрі сутекті пайдаланудың арқасында №1 М0 немесе Pt
цколит құрамды катализаторды 350-4001С және 6101 нм кезінде өткізілетін
гидрокрекинг үлкен маңызға ие. (Тікелей өндірілетін жағармайдың фракциясы).
Осымен құрамында аса жоғары изопарафины бар өнімді алады (Сs-С6) Цол
рифорлинг бензин үшін жоғарғы октан құрамының белгісі, себебі жағармайдағы
хошиісті көмірсутектің құрамы 45% аспауы тиіс.
Қазіргі кезде мұнайды өндіруге оның барлық құрамды бөліктерін неғұрлым
толық пайдаланып және таза өнімдердің шығарылуын ұлғайту, ең алдымен
жағармай мен дизельді отынды шығаруға (өндіруге) деген талпыныс негізгі
бағыт болып келеді. Осы мақсатпен пайда болатын ауыр қалдықтардың жарты
бөлігін (гидрон, қара май, ауыр фракция) коксование (қортқы көмір)
өткізеді, яғни 450-5001С температурада терең бөлініп ыдырауына жіберіледі.
Қортқы көмірге айналдыру кезінде көмір электродтарын дайындауға және отын
ретінде пайдаланылатын мұнай қортқы көмірмен қатар газ және сұйық мұнай
өнімдерін Ц жағармай дистиллетін каталитикалық крекинг өнімді алады.
Үздіксіз қатынас әдісін қатты қозғалмалы жылу беруші Ц мұнайдың түйіршікті
қортқы көмірімен бірге пайдаланылады. Ол газдың жанатын өнімдерімен бірге
қыздырылып кейін реакторда қызлырылған өніммен араластырылады. Ұшып кететін
өнімдерді ректификациялық тізбектерге апарады, қортқы көмірдің жарты
үздіксіз ұсақталып отырылады, ал қортқы көмірдің пайда болған артығын
қондырғыдан щығарады.

Мұнай газдарын қайта өндіру

Метан, этан, пропан, бутаннан тұратын газбөлшектеуші орыннан ішкі
мұнайдан бөлінген мұнай газы өзімен бірге сондай-ақ пентан және жоғарғы
көмірсутектерінің буларын әкетеді. Осы булар газбензин зауытында шығады,
онда газ төменгі гомологтың қосындысымен жоғарғы көмірсутектің буларының
конденсациясын туғызу үшін көмір басылып, кейін салқындатылады. Будың
қалдықтарын газдан соляр майымен шайып шығарады, ал кейін оттонца арқылы
бөлінеді. Этан және пропанды үлкен қысым арқылы ректификация жолымен
жойылғаннан соң қайнау температурасы төмен газ жағармай алынады. Ол жанар-
жағармайға қосылатын құнды қосымша (үстеме).
Газ құрамынан сұйық түрінде аз қысымды баллондарда сақталынатын және
автокөліктер үшін, тұрмыста темірді пісіріп дәнекерлеу үшін жоғарғы сапалы
отын ретінде пайдаланылатын пропан және бутан қоспасын Ц сұйықтатылған
газды белгілеуге (атап кетуге) болады. Ол әсіресе ауылды жерлердегі үйлерге
газ беруде үлкен маңызы көп. Және де ректификация арқылы бөлек пропан және
бутан фракциялары алынады. Оларды бөліп шығарғаннан соң газ отын ретінде
немесе химиялы қайта өндіру үшін пайдаланылады. Жиі осы үшін гаопроводтар
арқылы (бойынша) үлкен орталықтарға жіберіледі. Оны 9001С пиролизге
ұшыратып құрамында көп этилені бар газ алынады. Осы тәрізді мақсат пен
пропан, кейде бутан фракцияларының пирализін өткізеді, кейінгі кезде
тікелей өндірілетін бензинді де пиролизден өткізеді.

Құрамдас бөліктердің атаулары Құрамы (салмағы)

Каталит-қ
үздіксіз
крекинг
крекинг
Мұнайды химиялық қайта өндіру барысында пайда болатын газдарды
негізінде олардан жанармайдың құнды компонентін алу үшін және де
органикалық синтез өнеркәсібінде пайдаланады.
Алдын ала газды ректификация жолымен фракцияларға бөледі, оны бензинді
тұрақтатумен біріктіреді Ц ондағы еріген газдарды газды Ц фракциялау
қондырғыда жояды. Копрессорда (71 сур.) қысылған газ 106мм2 немесе 1,5106
нм2 қысым бойынша тұрақтанбаған бензинмен араластырып 2-ші ректификациялық
тізбекте алады. Қазір метаннан, этаннан және сутектен тұратын газды отын
ретінде пирализ үшін де пайдаланады. Ал жағармай (бензин) қайнатқыштарда
бумен қыздырылып біртіндеп тізбектерден өтеді: 8-ші тізбекте негізінде
пропан және пропиленнен тұратын С3 фракция бу түрінде жойылады, 4-ші
тізбекте Ц С4 фракция жойылады және сөйтіп тұрақты бензин алынады, кейде
ерекше тізбекте бензиннен изопетанды да алады.
Өнім ретінде С4 Ц фракцияны пайдаланып, ал катализатор ретінде 96%
күкірт қышқылын қолданып изобутанды бутилен арқылы алкилирование өткізеді.
Қос байланыс бойынша изобутанның бутиленге қосылу нәтижесінде, сондай-ақ
басқа да (изомеризация, полимеризация және т.б.) реакциялар өту нәтижесінде
алкилат аталатын сұйық изопарафинның күрделі қоспасы пайда болады, ол
авиация мен автомобильге арналған бензинді дайындауды жоғарғы октан 1 октан
саны 92-98 құрамы ретінде қолданылады. Сұйық көмірсутектің қоспасын 0-101С
және 5 101.нм қысыммен түбегейлі күкірт қышқылымен 20-40 мін бойы
араластырады және изобутан көлемін бутиленнің полимеризациясын азайту үшін
5-6 есе артық алады. Күкірт қышқылын бөлек алғаннан соң ректификация
жүргізіледі, сондай-ақ изобутан артығы алкилатпен н Ц бутаннан да бөлініп
шығарылады.
Авиациялық бензин негізгі компоненті (құрамды) Ц каталитикалық крекинг
бензині немесе хошиістендіру жолымен алынған бензинді жоғарғы октан
компоненттер алкит пен изопентан, толуолмен, изопропилбензолмен араластыра
отырып дайындайды.
Күкіртке қарсы затпен этил сұйықтығын1 кг бензинге (3-4 мл) қосқаннан
кейін 95-100 октанды бензин өндіріледі.
Авиациялық бензин түрлерін Б әрпімен және оның октан санын көрсететін
сан арқылы белгілейді. Бұрындар авиациялық қозғауыштары октан саны 50
шамасындағы бензинмен жұмыс жасайтын; біртіндеп октан санын 100-ге дейін
көбейту цилиндрдегі қысу дәрежесін ұлғайту арқылы қозғауыштардың күшін 50-
60% көтеруге мүмкіндік берді. Қысым дәрежесін күшейту автокөліктің
қозғауышында да іске асырылады. Егер автомобильдердің басым бөлігінде қысым
деңгейі 6-7 ге тең болса, ЗИЛ-111, “Чайка”, аз литрлі “Жигулилерде” қысым
8,5-11,5 дейін жеткізілген. Сондықтан осы аталған автокөліктерге октан саны
93-98 бензинін дайындайды. (АИ 93-98), және бензин шығыны оны басқалармен
салыстырғанда 100 км пробегке 1,25-1,4 есе төмендетілген.
Қазіргі мұндай өндіру зауытының түрлі процестер жүзеге асырылып
жататын көптеген цехтері бар. Осы тәрізді зауыт жылына 3-тен 6 млл-ға дейін
мұнайды өндіруде (жылына 12 мл. т. мұнай өндіретін зауыт салу көзделген)
және колегиді ассортименті мұнай өнімдерін әдетте органикалық синтезді
түрлі өнімдерін алады. Зауытқа мұнай көбінесе мұнай жүретін құбырлар
бойынша келіп жетеді.
Көптеген мұнайды қайта өндіру және газбензин зауыттардан өнімдер
(сұйықтатылған газ, С3, С4 фракциялар) мұнайхимия өнеркәсіптің комбинатына
кейін қайта өндіру үшін жіберіледі.
Осы химиялық өнеркәсіптің кейін пайда болған жаңа саласы мұнай
азықтарын өндіру негізінде органикалық синтезді жүзеге асырады.

Еріткіштер арқылы бензолды (шығару) алу (табу).

Кейбір қосындыларды іріктеп еріте алатын, басқа заттарды ерітпейтін
тамаша қасиетіне ие заттар бар. Қарапайым мысал ретінде толы бір стақанның
ішіне салыңыз. Тұз стақан түбінде жатады. Оны араластырыңыз, шайқаңыз,
бірақ тұз сонда да стақан түбінде қалады, себебі бояу сұйытқышында тұз
ерімейді. Осы көріністі бақылай отырып, тұздың толық сұйылтқыштан
бөлектенгенін түсінуге болады.
Енді жарты стақан су қосып, барлығын араластырыңыз, тұз жоқ болады,
себебі ол суда тез ериді. Енді стақандағы сұйықтықтың жоғарғы жағын төгіп
тасы сұйылтқышті бөлектеңіз, ал стақанда қалған суды екі күнге қойып
қойыңыз, кейін сіз қосқан тұзыңыздың стақан түбінде жиналып қалғанын
көресіз.
Мұнайшы химиктердің тілінде осы келтірілген мысалда тұз салынған бояу
сұйытқышы Ц концентрант, су Ц еріткіш, ал тұз Ц алынған экстракт.
Еріткіштер арқылы өткізілетін бензол экстракциясы осы тәрізді өтеді.
Бірақ судың орнына сульфолан, сұйық SO2, диэтиленгликоль және N Ц метил
пирролидан ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.