МҰНАЙ ЖӘНЕ ОНЫҢ ӨҢДЕЛУІ

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

МҰНАЙ ЖӘНЕ ОНЫҢ ӨҢДЕЛУІ

І. Мұнайдың құрамы мен пайда болуы

Мұнай – жалғыз қазба жанғыш сұйық. Бұл майлы сұйықтың оның түсі
сарыдан қоңыр түске дейін болады немесе қара түсті болады. Мұнай судан
жеңіл, тығыздығы 0,73 пен 0,96 гсм әр түрлі жер қойнауынан алғанда тұрақты
тек белгілі бір шектерде ғана өзгереді. 84-87˚С, 12-14 пайыз Н, 0,5-2 пайыз
О,N3. Өте көп күкірттен тұратын мұнай да кездеседі. 5 пайыз мұнайдың
негізгі бөлігі сұйық және қатты көмірсутегіден тұрады. Майлы көмірсутегі
мұнайдың құрамына жатпайды. Мұнайдың шыққан жеріне байланысты көмірсутегі
бірдей болмайды. Парафиндердің арасында тізбекпен көбінесе көмірсутегі
қалыпты тізбекпен орналасқан. Бұл кластың ең жоғарғы көмірсутектері – олар
раствордың суыған күйінде парафиннің кристалл түріне шығады. Ондай мұнай
парафиндік деп аталады. Алғаш нафтелдерді ашқан Морковников. Ол
циклопентанның циклогексана туындысын көрсетеді. Ароматты көмірсутегі –
бензол және оның гомологтары сол сияқты көп ядролы нафталин, антроцеп,
фенантрен т.б. оның гомологтары. Барлық мұнайдың тұрақтылығы, басқа
көмірсутегіне қарағанда әрқашанда аз болады. Мұнайдың құрамына мыналар
кіреді.
1. Смола және асфальттың өздерінде көп ядролы гетероциклдік
молекуласы көп ядролы гетероциклдік көп қосындысы ретінде және оның
құрамындағы гетератомды оттегі күкірт және азот болады.
2. Күкірт әртүрлі атомнан бірігеді меркоптен оның сульфиттен,
полисульфиттен оның туындысы июфена және тағы басқа.
3. Нафтенді қышқыл – карбондық қышқыл алициклдік қатарда. Барлық бұл
заттың қосындысы мұнайдың қайта айналуын өте қиындатады. Көп мұнайлардың
оптикалық қаптасы азоттардың бірігуі, хлорофилл және гелюглобиннің айналуы,
берілген теорияны қамтиды.
ІІ. СССР-дағы мұнайдың шығуы және өңделуі

СССР-да мұнайдың қоры өте жоғары, мұнай өндірісінің әрі қарай өсуін
толық қамтиды, ал мұнай аудандарының саны өте көп.
1. ХХғ. 30-жылы ашылған академик Губкиннің және оның оқушыларының
ашқан Урал-Вольжск мұнай ауданы өте қажет болып саналған. Мұндайда
парафиндік мұнай басым болды, көп мұнайларда ароматты көмірсутегі, бұл
ауданда барлық мұнайдың 34 бөлігі өндіріледі.
2. Кавказда, Үлкен Кавказ жотасының маңында мына сияқты ескі мұнай
аудандары орналастырылған.
А) Бакулық – мұнайдың құрамында нафтендер көп болды.
Б) Грозныйлық – парафиндік мұнайлар.
В) Майкоп – Краснодарлық мұнайларының құрамында ароматты
көмірсутектері үлкен көлемде кездеседі.
3. Нафтенді мұнай. Эмбо аудандарында нафтенді мұнай.
4. Батыс Украинада және Орта Азияда – парафинді мұнайлар. Соңғы
жылдары бірнеше жаңа мұнайлы аудандар ашылды.
5. Батыс сібірдегі үлкен мұнайлы аудандар – Тюмень және Омбы
облыстарында. Оба өзенінен төменгі және жоғарғы ағысында құрамы жағынан
мұнайға жақын Урал-Волжск ауданы. Мұнда мұнай қорлары бар. Көрсетілген
аудандарға қарағанда басқа жерлерде көп.
6. Каспий теңізі жағалауының шығысында, парафинді күкірті аз мұнайы
бар. Маңғышылақ жартылай құрлығында.
7. Белоруссияда, Днепр өзені мен Припять өзендері аралығында.
8. Украинадағы Полтавада, Сумск және Черниговск облыстарында.
Көбінесе мұнай көздері бар аудандар, табиғи газ кездері бар аудандармен
бірге болып келеді. Мұнайды өндіру үшін диаметрі 15-20 см. Болатын бұрғылар
қолданылады. Тереңдігі 5000 метрге жетеді. Бұрғымен бұрғылаған кезде,
құрыштан жасалған құбырлар салынады. Әдетте мұнай ылғал өткізбейтін
қабаттармен қоршалғандықтан үлкен қысымда болады. Сөйтіп одан мұнай газдары
бөлініп тұрады. Осыған байланысты алғашында мұнай жер бетінде өз ағысымен
шығады. Бұлай өндіру әдісі - фонтанды деп аталады. Бұрынға кезде мұнайды
бұрғылардан фонтан ретінде атқылатқан. Ал қазіргі кезде газ бен мұнайды
жоғалтпау үшін бұрғылар құбырлармен герметикалық түрде жалғанады. Ескі,
қатты өндірілген мұнай көздерінен, тағы да терең насос әдісімен: төменгі
насосы бар, екінші қатарындағы құбыр – скважинаға жіберіледі.

ІІІ. Мұнай тасымалдау

Мұнай жанар май сияқты жеке дара қолданылмайды, товарлы мұнай
өнімдеріне өңделеді. Мұнайдың күрделі құрамы кең қашықтықтағы
температурада қолданылады. Алғаш фракцияланған айдалу бірнеше фракциді,
қысқа аралық қайнау температурасында алады. Мұнайды айдау алдында олардың
бұрғыларының құбырларынан газ келетін құрыштан жасалған вертикальды
цилиндрлерге қарай айдайды. Онда қысым атмосфералық қысымға дейін азаяды.
Сонымен бірге мұнайдан газ бөлінеді. Мұнайдың құрамында тұрақты эмулция
түрінде тұзды су болады. 60-80 ˚С қыздырылған мұнайды ыстық сумен
араластырады ол ыстық судың құрамында деэмул-р болады.
Қазіргі кезде мұнайды фракциялық айдау атмосфералық құбырлы
қондырғылар деп аталады. Үздіксіз процесс ретінде жүргізіледі. Оның негізгі
аппараты құбырлы пешпен ректификациялық колонка болып табылады. Құбырлы
пеште газ бен сұйық отынды жаққанда бөлінетін жылу есебінен мұнай өте
жоғары температураға қызады. Бірақ ол температурада крекцинг процесі
жүрмейді. Яғни көмірсутегінің бөлінуі байқалмайды. Ректификациялық
колонкада көмір сулар буы атмосфералық қысымда бөлінеді. Құбырлы пеш өзінен
отқа төзімді кірпіштен жасалған камераны бейнелейді. Жылу алмастырғыштарда
150-180˚С қызады да содан соң 10-12 қысыммен пеш ішіне беріледі. Мұнда
мұнай 2 ағысқа бөлінеді. Сөйтіп 1000-1500 м жететін құрыш құбырлардың
бойымен ұзақ жол жүреді. Бұл құбырлар камераның ішкі жағынан жанып тұрған
отыннан бөлінетін газдың әсерінен қатты қызады. Мұнайдың температурасы 330-
350˚С көтеріледі. Ал қысым құбырларға үйкелудің әсерінен атмосфералық қысым
деңгейіне дейін азаяды. Ректификациялық колонко - бұл сыртқы жағынан
азбеспен изоляцияланған ұзындығы 35-45 метр, диаметрі 4-5 метр болатын
құрыштан жасалған вертикальды цилиндр. Колонканың ішінде тарелка деп
аталатын құрыштан және платиннан жасалған горизонтальды 40 қатпар болады.
Әрбір тарелкада жоғары қарай бағытталған потрубка деп аталатын құбырлар
бекітілген. Осы потрубка арқылы мұнай буы өтеді. Ол колонка бойымен
төменнен жоғары қарай көтеріледі. Тарелкаларда сонымен бірге стакандар
бекітілген, ол стакандар жоғарғы жатқан тарелкалардан төменгі тарелкаға
флегма деп аталытын сұйықтарды құю қызметін атқарады. Пештен шығатын булар
мен сұйықтардың қосылысы колонканың төменгі бөлігіне түсіп бөлінеді.
Буланбай қалған мұнайдың бөлігі төмен қарай ағып бір тарелкадан екінші
тарелкаға түседі. Ең төменгі тарелкаға пештен қыздырылған су буын жібереді.
Бұл булар мазут құрамынан ұшқыш заттарды бөліп алуға көмектеседі. Сумен
араласпайтын заттарды айдауда температура төмендейді. Ұшқыш
көмірсутектердің булары жоғары көтеріліп ректификация процесіне түседі де
фракцияларға бөлінеді. Ректификация процесін өткізудің міндетті шарттары
мыналар болып табылады:
1. Колонкаға суық флегманың үздіксіз түсіп тұруы;
2. Әрбір тарелкада төмен қарай ағатын суық флегмамен, жоғары қарай
көтерілетін ыстық булардың арасында қолайлы контакты орнату;
Бензин мен су булары колонкадан жоғары көтеріліп конденцаторда
конденсацияланады. Бензиннің дистиляттық сумен қосындысы су бөлгіштігі
тығыздықтың әсерінен бөлінеді де, бензиннің біраз бөлігі насос арқылы булы
секцияларға жіберіледі. Дестиляттар жылу алмастырғыштарда мұнай жылуын
береді де сулы тоңазытқыштарда суындырылады. Қазіргі кезде мұнай және химия
өндірістерінде мұнай құбырлы пештердің орнын жалынсыз жанатын құбырлы
пештер қолданылады. Себебі мұндай пештердің пайдалы қызмет коэффиценті
жоғары болады. Мұнайлы газ ауамен араласып камера қабырғаларын құрайтын
керамикалық призмаларда жанады. Жылу құбырлар арқылы беріледі. Мазуттан
майлайтын майлар алу үшін ваккумды, құбырлы қондырғыларда аз қысымды ұстап
тұру қажет. Құбырлы пеште 410-430˚С дейін қызған мазут ректификациялық
колонкаға түседі де, олардан әртүрлі фракция негідерінде төменгі жағында
автол, жоғарғысында – машиналық май алынады. Осындай қондырғылардың мұнай
өндіру қабілеті тәулігіне – 4000-9000 тоннаға жетеді.

ІV. Өңделген мұнай өнімдері
Товарлы мұнай өнімдері

Мұнай өнімдерінің негізгі топтарына отын мен майлау майлары жатады.
Мұнайлы отындар моторға арналған және котельныйларға арналған болып
бөлінеді. Біріншісі - өзінің кезегіне қарай карбюраторлық, дизельдік және
рективті авияциялық двигательдердің отыны болып бөлінеді. Қазіргі кезде
бензин дегеніміз өте керек мұнай өнімі. Авиациялық бензин өте жеңіл болып
келеді. Оның тығыздығы 0,73-0,76 гсм3, қ.т. 40-180˚С. Автомобильдерге
арналған бензин бұған қарағанда ауырырақ болады. Оның тығыздығы 0,74-0,77
гсм3. Қайнау температурасы 50-200˚С. Бензиннің негізгі өзгешелігі оның
детанацияға төзімділігінде. Двигатель жұмыс істегенде бензин карбюратордан
ауа өткенде буланады. Осылай пайда болған жалынды булар мен ауа қосындысы
двигатель цилиндрмен сорылады да, поршеньмен қысылады. Содан электрлік
ұшқын көмегімен жанып, жұмыс істеп тез жойылады. Детонация двигательдің тез
құртылуына және оның қуатының азайуына алып келіп соқтырады. Детонацияның
себебі көмірсутектердің қышқылдануынан пайда болатын тұрақсыз қышқылдар
болып табылады. Берілген бензиннің детонацияға қабілеттілігі оның октан
санымен бағаланады. Октан саны неғұрлым көп болса, жанармай соғұрлым
қысымға төзімді болады. Бензиннің октан санын мынадай формуламен табады.
Шартты түрде оңай детанацияланатын Н – гептанның октан саны 0-ге теңеледі.
Ал детанацияға төзімді изооктан октан саны 100-ге теңеліп алынады. Міне,
осы екі көмірсутектің әртүрлі қоспасын теңеу арқылы табады.
Мысалы: бензин 40 пайыз, изооктан және 60 пайыз Н гептанның қосылысы
болып, детонацияласа оның октан саны 40-қа тең болады. Бензиннің
детанацияға төзімділігі оның құрамына өте улы зат – тетраэтилсвиецті
араластырса қатты күшейеді. ТЭС – антидетанатор болып табылады. Сонымен
бірге бензин этил сұйығын қосады. 1,5-4 мл 1 кг бензин. Бұл сұйық бензинді
қызыл түске бояйды. Двигательдердің әсіресе дизельді двигательдердің
көбеюіне байланысты өсіп келеді.
Мысалы: керосин т.б.
Ауа, рекативті двигательдерінде отын ауа қысымына жану камерасында
жанады. Жану өнімдері газды трубина арқылы өтеді. Сөйтіп, ол трубиналар
самолет винтін және ауаны қысатын компрессорды қимылға келтіреді. Ол
мынандай самолеттерде қолданылады. ИЛ-18, АН-24, АН-10, ТУ-114, ТУ-134. Ауа
реактивті двигательде отын ретінде 150-200˚С қыздырылып алынған мұнай
дестилятын алады. Мұнай өнімдерінің екінші тобын – минералды майлар
құрайды. Олар двигательдердің, станоктардың, машиналардың бір-біріне
жанасып тұратын бөліктерін майлау үшін қолданылады. Ол олардаң үйкелісін
азайтады.
Парафинді мұнайлардан алынан минералды майлардан төмен
температурада олардың қатып қалмауы үшін құрамынан қатты жоғары алкандарды
құрту процесі жүргізіледі. Бұл процесс депарафинизация деп аталады.
Тазаланғаннан кейңн қатты парафин электро-техникада изолятор ретінде тері
мен сіріңкелерді қоректендіру үшін және басқаларда қолданылады.
Ауаны оттегімен қышқылдандырып, оны синтетикалық майлы қышқылдарға
айналдырады. Сөйтіп, сабын жасауда қолданылады.
Минералды майларды балқыту арқылы вазелин алады. Ол приборларды
майлау үшін, медицинада, парфюмерияда қолданылады. Сұйық парафин бензинге
араласқан соң оны ароматты сутектерден тазалайды. Оны өте жоғары майлы
спирттер алу үшін қолданылады. Микроорганизмдердің бірнеше түрлерін тұзбен,
азотпен т.б. бірге парафинге үйрене алады. Центрифигурациялау арқылы осы
микроорганизмдер жануарлардың қорегі - белокты витаминді концентратқа
қоспа зат ретінде қолданылады. Ол әртүрлі витаминдерге бай, ал белоктың
құрамында көп аминоқышқылдар кіреді.

КРЕКИНГ
Бензиннің шығымы мұнайды айдағанда мұнай массасының 5-25% құрайды.
Мұндай жолмен алынған мөлшері авиация және автотранспорттың үлкен сұранысын
қанағаттандыра алмайды.
Мұнайдан алынатын бензин мөлшері артуда. Мұнай өнімдерін катализатор
қатысында қыздырғанда тізбектер түзіледі. Бұл мұнайдың жалпы шығымын
бірнеше есе өсіруге, яғни 40%-ке дейін өсіруге мүмкіндік береді. Мұндай
бағытта мұнай өнімдерін қыздыру процессі Д.И.Менделеевтің А.А.Летнеевтің
зерттеулері мен тамамдалған. 1890 жылы В.Г.Шухов процесстің схемасын және
қысым арқылы крекинг жүргізудің негізгі аппаратының конструкциясын жасады.
Крекингті қолдану АҚШ-та 1913 жылдан бастап қолданады, ал СССР-де алғашқы
бесжылдықтарда қолданылған. Крекинг химиялық қатынасы жағынан күрделі
процесс шикізат құрамында көптеген көмірсутектердің қоспасы және тәрізді
және параллельді рекациялардың бірнеше типі. Көмірсутек ағымдарының
арасындағы байланыс үзілуінен молекулалық массасы аз заттар түзіледі.
Молекулалық массасы жоғары конденсация және полимеризация арқылы заттардың
түзілуі дегидрлеу және гидрлеу жатады. Каталиттік крекинг маңызды роль
атқарады. Шикі зат ретінде қайнау температурасы 350-500˚С АВТ атмосфералық
қысымдағы фракция және кокс қондырғысынан аналогиялық фракциясы
қолданылады. Шикізат толығымен буланады және оның булары жасанды жолмен
алынған алюмосиликат катализаторының бетіне қонды. Цеолит құрамында сирек
кездесетін жер элементтері кіреді. Крекинг 450-490˚С С және 1,5х10 нм2
қысымында өтеді. Мұндай жағдайда парафиндерде молекулалардың бұзылуы ортаға
жақын көміртек тізбеге байланысының үзілуінен және парафин молекуласының
түзілуінен және этиленді көмірсутек молекулаларының түзілуімен өтеді.
Мысалы:
С Н С Н + С Н
Қатты Сұйық Сұйық

Содан кейін газдар түзіледі:
С Н С Н + С Н
Сұйық Газ Газ

Төменгі парафиндерде дегидрлеу ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.