Мұнай ілеспе газын алу

Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 45 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан республикасы ғылым және білім министрлігі
Қ.И.Сатбаев атындағы Қазақ ұлттық техникалық зерттеу университеті
Қ.Тұрысов атындағы геология және мұнай-газ ісі институты
Мұнай инженериясының кафедрасы

Тақырыбы:"Шығындарды азайту және ылғал мен қатты ұсақ бөлшектерді барынша шығару үшін ілеспе газды өңдеу процесін жетілдіру"

Дипломдық жобаға
Түсініктемелік жазба

5В070800-Мұнай-газ ісі

Алматы 2023

Қазақстан республикасы ғылым және білім министрлігі
Қ.И.Сатбаев атындағы Қазақ ұлттық техникалық зерттеу университеті
Қ.Тұрысов атындағы геология және мұнай-газ ісі институты
Мұнай инженериясының кафедрасы

Қорғауға жіберілді
Кафедра меңгерушісі
_______________
Г.Ж.Елигбаева
_________2023ж

Шығындарды азайту және ылғал мен қатты ұсақ бөлшектерді барынша шығару үшін ілеспе газды өңдеу процесін жетілдіру

Дипломдық жобаға
Түсініктемелік жазба
5В070800-Мұнай-газ ісі

Орындаған:
Досбол Бауыржан
Ғылыми жетекші:
техника ғылымдарының
докторы, профессор,
МИ кафедрасының.профессоры
__________ Абделі Д.Ж

Алматы 2023
Аңдатпа

Бұл дипломдық жобада мұнай өндірісінің жанама өнімі болып табылатын мұнай ілеспе газын пайдаға асыру және шығындарды азайту сонымен қоса ылғал мен қатты ұсақ бөлшектерді барынша шығару үшін ілеспе газды өңдеу процесін жетілдіру.Мұнай өндіру барысында ілеспе газының тудыратын мәселелерін,мемлекеттік экологиялық жағдайларын және макроэкономикалық жағдайын қарастыру. Бұл дипломдық жобада
мұнай ілеспе газын алдын-ала тазартып, талап етілетін күйге дейін өңдеп,
барынша шығынын азайту және барынша тиімді өңдеу мәселелері қарастырылады.

Аннотация

В данном дипломном проекте предусматривается утилизация нефтяного попутного газа, являющегося побочным продуктом нефтедобычи, и снижение затрат, а также совершенствование процесса переработки попутного газа для максимального удаления влаги и твердых мелких частиц.Рассмотрение проблем,государственных экологических условий и макроэкономического состояния попутного газа в процессе добычи нефти. В этом дипломном проекте с предварительной очисткой и обработкой нефтяного попутного газа до требуемого состояния, рассматриваются вопросы минимизации потерь и более эффективной обработки.

Annotation

This diploma project provides for utilization of associated petroleum gas, which is a by-product of oil production, and cost reduction, as well as improvement of the associated gas processing process for maximum removal of moisture and fine solid particles.Consideration of problems, state environmental conditions and the macroeconomic state of associated gas in the process of oil production. In this diploma project with preliminary purification and processing of associated petroleum gas to the required state,the issues of minimizing losses and more efficient processing are considered.
Мазмұны

Кіріспе
6.
1
Қаралатын мәселенің қазіргі замандағы жағдайы. Жоба мақсаты мен шешілетін инженерлік міндеттер.
...
1.1
Мұнай кенорындарындағы шығындарды азайту және ылғал мен қатты ұсақ бөлшектерді барынша шығару үшін ілеспе газды өңдеу процесін жетілдіру тәсілінің қазіргі замандағы жағдайы

1.2
Шығындарды азайту және ілеспе газды өңдеу технологисын немесе тәсілін жетілдіруге бағытталған ғылыми-техникалық жұмыстарды талдау

1.3
Тарау бойынша мәлімдер

1.4
Жоба мақсаты мен шешілетін инженерлік міндеттер. Жобалуға керекті мәліметтер.

2
Жанажол кен орнында шығындарды азайту және ілеспе газды өңдеудің технологиясын жетілдіру.

2.1
Таңдалған кен орны бойынша қысқаша мәлімет

2.2
Жанажол кен орнында ілеспе газды дайындау технологиясын жетілдіру

2.3
Ұсынылатын технологияның немесе тәсілдің параметрлері мен режимдерін есептеу.

2.4
Тарау бойынша қортынды

3
Жобаның техникалы-экономикалық тиімділігі

4
Қоршаған ортаны қорғау және еңбек кауіпсіздігі

4.1.
Қоршаған ортаны қорғау.

4.2.
Еңбек кауіпсіздігі

Қортынды.

Пайдаланылған әдебиеттер

Қосымша.

Кіріспе
Мұнай ілеспе газы (МІГ) - бұл мұнайда еріген басқаша айтқанда мұнай және газ кен орындарында мұнай қалпақтарында болатын, табиғи көмірсутекті газдар. Бір тонна мұнайда ілеспе газының мөлшері 1-2 мың м3-тен бірнеше мың м3-қа дейін жету мүмкін.Мұнай ілеспе газы - мұнай өндірісінің қосымша өнімі болып табылады.Біздің еліміз ірі мұнай-газ кен орындарына бай, сондықтанда мұнай ілеспе газын пайдаға жарату өзекті мәселе болып табылады.Инфраструктураның қажетті деңгейде болмауы, кен орындарының газ өңдеу зауыттарынан алыс орналасуы және МІГ-ң құрамы, мұнай ілеспе газын осы уақытқа дейін пайдаға жарата алмаудың басты себебі болып табылады.Табиғи газға қарағанда мұнай ілеспе газының кұрамында метан мен этаннан бөлек пропан газдарының үлесі жоғары: бутандар және ауыр көмірсутектер буы. Кен орындарына байланысты көпшілік мұнай ілеспе газдарының құрамында күкіртсутек және меркаптандар, көмірқышқыл газ,азот, геллий және аргон кездеседі.Мұнай қыртыстарын тілгенде, алдымен мұнай қалпақтарының газдары атқылайды, содан соң өндірілетін газдың көпшілігі мұнайда еріген ілеспе газдарына тиесілі болады. Газ қалпақтарының газы немесе ерікті газ,құрамы бойынша мұнайда еріген газдарға қарағанда жеңіл болады. Сол себептен жаңа кен орынын пайдалануға жіберу, алғашқы кезде құрамында метан үлесі басым болатын ілеспе газын көп мөлшерде өндірумен байланысты болады. Кен орынын ұзақ уақыт пайдалану барысында, ілеспе газынының кірісі азайып, газдардың көпшілік мөлшері газдың ауыр құраушыларына тиесілі болады.Энергетика мен химия өнеркәсібі үшін мұнай ілеспе газы маңызды шикізат болып табылады. МІГ жоғары жылу шығару қабілетіне ие, оның мәні шамамен 9 мың - 15 мың ккалм3, бірақ құрамының тұрақсыздығы мен қоспалардың көптігі, оларды энергогенерацияда қолдануда қиындықтар туғызады және газды тазартуда қосымша шығынға ұшыратады.Мұнай ілеспе газының құрамындағы метан мен этан, химия өнеркәсібінде пластикалық массалар мен каучук өндірісінде қолданылса, ал ауырлау құраушылары ароматты көмірсутектер, жоғары октанды отындық қосымдар және төмендетілген көмірсутекті газдар, соның ішінде техникалық төмендетілген пропан-бутан өндірісінде қолданылады. Мұнай ілеспе газын жағу, ауыр ластағыш заттардың атмосфераға шығуына және мұнай өнеркәсібі аймағының экологиялық жағдайының нашарлауына алып келеді.Мұнай ілеспе газын алауларда жағып жіберуден ерекшеленетін утилдеуші әдістермен утилдеудің қажеттілігі келесіде:
1. Газдың алауларда жағылуы және атмосфераға шығарылуы, жағудың нәтижесінде ауада пайда болатын улы заттар өсімдіктермен абсорбцияланып,тамақ шынжырына түсіп, адам ағзасына потенциалды қауіп төндіреді.Мұнай ілеспе газының алауларда жағылуы, қоршаған ортаның жылулық ластануымен жүреді.
2. Газды жағу, бүкіләлемдік жылу, қышқылдық жаңбырлар және климаттың өзгеруі секілді экологиялық жағдайларға алып келеді. Көміртек екі тотығы және алаулы газдардың атмосфераға шығарылуы парниктік әсердің артуы мен бүкіләлемдік жылулануға алып келуі мүмкін.
3. Қымбат жаңғыртылмайтын ресурстар шығындалады.Сонымен, мұнай ілеспе газы бағалы энергетикалық шикізат болып табылады. Ол шағын - ЖЭО-ң, газпоршенді және газтурбиналы қондырғылардың отыны рөлін атқара алады, және энергетика нысандарында жағылатын ілеспе газынан атмосфераға шығарылатын зиянды заттар мөлшері, оны алауларда жағып жібергенге қарағанда әлде-қайда аз.
Дипломдық жобаның мақсаты - ілеспе газын, кіші және орта мұнай-газ кен орындарындағы газ поршенді қондырғалырдың газдық отынының талаптарына сай етіп өңдеп, отын ретінде қолдану.

1 Қаралатын мәселенің қазіргі замандағы жағдайы. Жоба мақсаты мен шешілетін инженерлік міндеттер.
1.1 Мұнай кенорындарындағы шығындарды азайту және ылғал мен қатты ұсақ бөлшектерді барынша шығару үшін ілеспе газды өңдеу процесін жетілдіру тәсілінің қазіргі замандағы жағдайы.
Мұнай ілеспе газын пайдаға асыру мәселесі біздің елімізде де өзекті мәселе. Қазіргі таңда елімізде жыл сайын өнідрілетін 9 млрд. м3 мұнай ілеспе газының екіден үші ғана пайдаға жаратылады. Факелдарда жағылып кететін газдың мөлшері 3 млрд. м3. Қазақсатандағы мұнай-газ өндіруші мекемелер өндіретін мұнай ілеспа газының 90% жағып жібереді. Елімізде өндірілетін жалпы газ мөлшерінің жартысына жуық бөлігі МІГ-на тиесілі және мұнай ілеспе газын өндіру қарқыны табиғи газбен салыстырғанда жоғары.
Қазақстан,орталық Азияның үлкен аймағын алып жатқан,энергоресурстарға бай, 16 миллиондық халқы бар мемлекет. Күннен күнге,еліміз энергоресурс нарығының маңызды мүшесіне айналуда. Каспий теңізі аймағында ең көп шикі мұнай қорына ие Қазақстан, күн сайын 1,3 млн. барель мұнай өндіреді, соның 1 миллионы экспортқа жіберіледі. Мемлекет үкіметі 2015 жылға күніне 3,5 миллион барель мұнай өндіруді көздеп отыр.Егер бұл көрсеткішке қол жеткізілсе, күндік мұнай өндіру көрсеткіші бойынша Иран секілді елдерді қуып жетеміз. Мұнай өндіру барысында, көп мөлшерде мұнай ілеспе газы бөлінеді, сол себептен МІГ пайдаға жарату мен тиімді пайдалану біздің мемлекет үшін өзекті мәселе болып отыр.
Мұнай ілеспе газының шығындары, оны жинауға арналған инфраструктураның, тасымалдау желілерінің қажетті деңгейде орындалмауы мен тұтынушылардың болмауымен сипатталады. Сол себептен ілеспе газ алауларда жағылады.
Мұнай ілеспе газдары - ол мұнай өндіру барысында бөлінетін, табиғи газдар. Ілеспе газының негізі ерекшеліктеріне құрамында метаннан басқа этан, пропан, бутан және ауыр көмірсутектердің болуы жатады. Көпшілік мұнай ілеспе газдарының құрамында күкіртсутек және жанбайтын азот,көмірқышқылы, сирек гелий (Не), аргон (Аr) газдары бар. Соңғыларының мөлшері өнеркәсіптік қызығушылық тудырмайды.Жер қыртысының (қақпан) телімдерінде, мұнай және газдың ұзақ уақыт бойы сақталуына физикалық және геологиялық шарттар әсер етеді.Мұнай қорларындағы газ, сұйық түрінде (ауыр көмірсутектер) болуы мүмкін немесе мұнай астында газ қалпағын түзіп орналасуы мүмкін.
Мұнай астында немесе жоғары орналасқан коллекторларға жылжығанеркін газдар құрамы, мұнайда еріген газдардың құрамынан айырмашылығы көп.Мұнай өндіру процесі барысында өндірілген мұнай құрамынан бөлінген ілеспе газдар құрамы, дәл сол кен орынының газ тасымалдаушы қыртыстарында өндірілген ерікті газдар құрамынан ерекшеленеді. Ауыр көмірсутектердің ерігіштігін, бір скважинадан өндірілген, жиі байқалатын, газ сынамаларының құрам бойынша ерекшелітерімен түсіндіріледі. Газдар құрамы сынаманы алу шарттарына, скважинадағы газға әсер ететін қысымға,газ қасындағы ерікті газ сынамасының қатынасына және мұнай өндіру кезіндегі газдың көтерілуіне тәуелді.
Кесте 1.1 - Мұнай ілеспе газының жуықтама компоненттік құрамы

Табиғи газға қарағанда мұнай ілеспе газының компоненттік құрамы,өндіруші кен орынына байланысты, өзгеше болады. Ары кетсе, бір кен орынынан әртүрлі уақытта алынған мұнай ілеспе газдарының компоненттік құрамдарында айырмашылықтар орын алады.Әртүрлі кен орындарына байлынысты мұнай ілеспе газының компоненттік құрамы табиғи газ құрамымен салыстырылып келтірілген. 1.2 кестесінде табиғи газ бен мұнай ілеспе газдарының көлемдік үлестері арасындағы айырмашылықты бағалауға болады. Мұнай ілеспе газының құрамы сепарацияның үш сатысы бойынша келтірілген.

Кесте 1.2 - Мұнай кен орынының мұнай ілеспе газының компоненттік құрамы

Кестеде көрсетілгендей мұнай кен орнында өндірілген мұнай ілеспе газының құрамында метан газының мөлшері табиғи газдың құрамындағы метанға қарағанда екі есе аз. Әр сепарация сатысынан кейін метанның көлемдік үлесі азайатындығы байқалады. Бұл метанның ең жеңіл көмірсутекті газдар қатарына жататындығына байланысты болып келеді. Осы себептен метан мұнайды өндіру процесі кезінде оның гомологтарына қарағанда тезірек ұшып кетеді. Ал метан гомологтарының көлемдік үлесі әр сепарация сатысынан кейін өсіп отырады. Бұл құраушылардың мұнайдан бөлінуіне, мұнайды қыздыру кезіндегі температураның жоғарлауы мен мұнайды дайындау нысандарындағы сепараторлардағы төменгі кысым әсер етеді. Және ескеретін бір факт - мұнай ілеспе газының тығыздығы әр сатыдан кейін өседі (ауырлау құраушылары бөлінеді). Тағы бір ескеретін жайт, ілеспе газының тығыздығы әр саты сайын өсіп отыр. (ауыр компоненттер бөлінеді). Мұнай кен орынындағы ілеспе газы мен табиғи газдың тығыздығын салыстырсақ, бірінші сатыда 1,5 есе, 2 және 3 сатыда 2 -4 есе айырмашылықтың бар екендігі байқалады. Мұнай ілеспе газының бағалылығын анықтайтын - С3+В пропаннан жоғары компоненттердің қосынды мөлшері. Кестеде көрсетілгендей ілеспе газындағы химиялық бағалы компоненттердің мөлшері (пропан, бутан және т.б.) табиғи газға қарағанда жуықтап алғанда 30 есе көп. Аталған шикі заттың құрамында (мұнай ілеспе газы) С3+В компоненттері көбірек болған сайын, қайта өңдеу процесі нәтижесінде көбірек өнім түрін алуға болады.Мұнай-газ кен орындары үшін мұнай құрамында жоғары деңгейде газдың болуымен сипатталады. Осы типті кен орынының газының компоненттік құрамында метанның болуы табиғи газ құрамындағы метан мөлшерімен теңдес. Ал құрамындағы басқа компоненттер бойынша ілеспе газы табиғи газға қарағанда әлдеқайда бай.
Мұнай ілеспе газын алу
Мұнай ілеспе газы - тұтынушылар қажеттілігі үшін өндірілетін көміртекті минералдарды тасымалдау, қайта өңдеу кезінде бөлінетін бағалы көмірсутектерді құраушы болып табылады. Ілеспе газының шығу тегінің ерекшелігі - ол мұнай және газды жер қыртысынан іздеу және өндіруден бастап ақтық жүзеге асыруға дейін, оларды кез -келген қалпында және қандай көмірсутекті өнім болмасын, қайта өңдеу процесі кезінде бөлінуі. МІГ-ын мұнайдан көпсатылы сепарация арқылы бөліп алады.
Сепарация сатыларының қысымдарының бір -бірінен айтарлықтай айырмашылығы, мысалы бірінші сатыда 15 - 30 бар құраса, соңғы сатыларында 1,5 - 5 бар болуы мүмкін. Алынатын мұнай ілеспе газының
қысымы мен температурасы скважинадан түсетін қоспа су - мұнай - газ сепарациялау технологиясы бойынша анықталады. МІГ-ның айырықша ерекшелігі ол өндірілетін газдың аз шығыны, 100 - 5000 нм3сағ. Құрамындағы С3+ құраушылары 100 - ден 600 гм3 аралығында жатады.Соған қарамастан ілеспе газының құрамы мен мөлшері тұрақсыз шама болып табылады. Маусымдық және реттік ауытқулар орын алуы мүмкін ( қалыпты ауытқу шамасы 15%).
Әдетте, сепарацияның бірінші сатысынан кейінгі газ, газ өңдеуші зауытқа жіберіледі. Қысымы 5 бар - дан кіші газды қолдану кезінде айтарлықтай қиыншылықтар туындайды. Осы уақытқа дейін бұндай газ, мұнай кен орындарындағы факелдарда жағылатын, бірақ соңғы жылдары, мемлекет үкіметінің мұнай және газ саясатының өзгеруіне байланысты, ілеспе газын пайдаға асыру мен басқада жағдайлар жақсы жағына қарай өзгеруде. Қазіргі таңда өндірілетін, факелдарда жағылатын және пайдаға асырылатын мұнай ілеспе газының көлемін, кен орындарында газ шығынын есептеуші тораптардың болмауының салдарынан анықтау мүмкін емес. Жуықтап алынған есептеу бойынша ол шама 25 млрд. м3 құрайды.Төмендегі кестеде Қазақстан Республикасындағы кейбір мұнай-газ кен орындарында өндірілетін мұнай ілеспе газының жуықталған құрамы келтірілген.

Сурет-1.1 Газды жағу көлемдерінің өзгеру динамикасы

Мұнай ілеспе газын пайдаға жаратудың бернеше жолдары бар:
- Газды консервациялау. Жұмыс істеп шыққан газдарды табиғи газға арналған қайта өңдеуші қондырғыларда қолдану үшін сақтау. Осындай қайта өңдеудің ең үмітті нұсқасы - газдың сұйық көмірсутектерге конверсиясы. Қазіргі таңда бұндай жоба Катар елінде жүзеге асуда. Жоба бойынша Солтүстік мұнай кен орынының газ қорларын пайдалануда. GTL технологиясы мұнай аналогтарының кең сұрыптамасын өндіруге мүмкіндік береді: дизельдік және реактивтік қозғалтқыштарға арналған таза отын, отраша дистилляттар, майлағыш майлар және метанол;
- элекрт энергиясын өндіру мақсатында шағын газдық шығыр генераторларын қолдану, ал өндірілген электр энергиясын энергетика нарығында саудаға салу. Мұнай ілеспе газы - мұнай коллекторында мұнай кенінде еріген табиғи газ болып табылады. Мұнай өндірісі кезінде, ілеспе газын аулап, ары қарай өткізу үшін қайта өңдеуші қондырғыға жіберу. Бұл жағдайда, ол электр энергиясын өндіретін шағын шығыр генераторлардың
отыны болып табылады. Мысалы кейбір шет елдерде, осы әдісті қолдануды ынталандыру үшін, мұнай кен орындарын жергілікті салықтан босату туралы жарғы шыққан. Камерун үкіметі алауларда жағылатын газдың көлемі мен атмосфераға лақтырылатын зиянды заттар мөлшерін азайту үшін, аталған әдістің қаржылай жүзеге асушылығын қарастыруда. Рессей, өздерінің мұнай өнеркәсібі үшін шағын шығыр генераторлардың қолдану аймағын зерттеуде;
Мұнай кен орынының қыртысына ілеспе газын, қыртыстың мұнайды босатуын жоғарылату үшін қайта жіберу. Бұл әдіс, жер қыртысынан шығатын газдарды қайталап айдамалау мен мұнай өндіру кезінде жер қыртысының қысымын қалыпты деңгейде ұтап тұру мақсатында жүргізіледі.
Мұнаймен ілесіп шыққан газды қайталап айдамалау екінші ретті мехнизм ретінде қолданылады және газдың тазартылуы мен компримирленуін талап етеді. Бұндай әдіс қосымша шығындардың болуымен сипатталады, бірақ, соның арасынша, газды қайталап адамалаудың арқасында келесіде өндірілетін мұнай көлемін көбейтуге ықпал етеді және мұнай кен орынынның жұмыс істеу мерзімін ұзартады. Осылай, газды, мұнай кен орынының белсенді жұмыс мерзімінде көп рет қолдануға болады. Мысалы, Норвегияда газды утилдеудің аталған әдісін қолданудың бағдарламасы ойлап табылған. Бірақ, ілеспе газын жер қыртысына қайта айдамалау мұнай ағынына кері әсерін тигізуі мүмкін. Ол нақтылы мұн ай- газ кен орынына байланысты болады.Мұнай-газ кешенін дамыту бағдарламасына сәйкес, соңғы жылдары біздің Еліміз де жоғарыда аталған мәселеге зейін қоюда. Мәселені тез уақытта шешуге асығушылық, экологиялық және мактроэкономикалық сипатқа ие.Қазақстан Республикасының мұнай және газ Министрлігіне сенсек,еліміз шикі газдың өндірісін 2010 жылдағы 37,4 млрд. м3- тан 2015 жылға 59,3 млрд. м3 көтермекші. Осы жобада негзгі рөлдердің бірі мұнай ілеспе газына тиесілі болса керек. Өкінішке орай, Қазанстаннның мұнай - газ кешені экологиялық заңбұзушылықтардан басын шығарар емес. Ең көп таралған экологиялық заңбұзушылықтардың бірі - мұнай өндіруші кен орындарына жақын орналасқан аймақтардың экологиялық тұрақтылығына кері әсерін тигізіп жатқан, ілеспе газдарының шектен тыс алауларда жағылуы.Ілеспе газының жануы нәтижесінде бөлінетін зиянды заттар шығарындылары, Қазақстанның жалпы атмосфераға жіберетін шығарындыларының 10% құрайды (басқа елдермен салыстырғанда Ресейде 2%, Норвегияда 1,5% кем). Жылдық жағылатын ілеспе газдарының көлемінен келетін шығын, айппұлдар көлемінен асып түсіп, $2,5 -3 млрд кем түспейді.
Мұнай ілеспе газының утилдеу мәселесі Қазақстандық Киот хаттамасына сәйкес өте актуалді болып табылады.Мемкелетпен бекітілген заңдар, мұнай ілеспе газын алауларда жағуға,мұнай өндіруші мекемелерге қатаң шарттар қойды. Қазақстан Республикасының Жер қыртыстары және жер қыртыстарын пайдалану туралы заңына сәйкес, мұнай өндіруші мекемелерге ілеспе газын утилдеуісіз, кен орындарын пайдалануға шектеу қояды.Статистикаға сенсек, мемлекеттік деңгейде жасалған іс-шаралардың арқасында, алауларда жағылатын ілеспе газдарының көлемін біршама азайтты (2006ж. 3,12 млрд. куб. м -ден 2009ж. 1,78 млрд. куб.м - ке кеміген). 2010 жылдың тоғыз айының қорытындысы бойынша 996,031 млн. м3 ілеспе газы жағылған.Қазіргі таңда ілеспе газын, 17 қазақстандық мұнай-газ кен орыны толықтай утилдейді, 6-7 кен орыны ілеспе газының 90% утилдейді.Елімізде жалпы қуаты 19 млрд. м3 үш газөңдеуші зауыт жұмыс істеп жатыр: Қазақстандық газөңдеуші зауыты (ҚазГӨЗ), Теңгіз газ өңдеуші зауыты (ТГӨЗ), Жаңажол газ өңдеуші зауыты (ЖГӨЗ). Және бірнеше, өндірулігі төмен мұнай кен орындарында, газ дайындайтын кешендік қондырғыларда (ГДКҚ) газ тауарлық күйіне дейін дайындалады. Тенгизшевройл, Карашығанақ Петролеум Оперейтинг және ПетроҚазақстан секілді үлкен мұнай компаниялары, ілеспе газын қайта өңдеуші тармақталған инфрастуртурасын құруда.Мұнай ілеспе газын қолдану арқылы электр және жылу энергияларын өндіруге арналған жобалар кең етек жаюда, мысалы Құмкөль кен орынының газшығырлы стансасының қуатын 50 МВт дейін көбейту жобасы. Елімізде, мұнай ілеспе газын алауларда жағуды толықтай тоқтату көзделіп отыр. Ал ілеспе газын утилдеу шартын орындамайтын мұнай компанияларына қатысты, заңға сәйкес әкімшілік шаралар мен кен орынын өндірістік мақсаттарда пайдалану лицензиясын тартып алуға шейін жазалар қолданылатын болады.Жоғарыда айтылған мәліметтерге сенсек, атқарылған іс-шараларға қарамастан мұнай ілеспе газын утилдеу мәселелері толықтай шешілмегендігіне көзіміз жетіп отыр. Сол себептен, шағын және орта мұнай - газөндіруші кен орындарына, ілеспе газын утилдеу мақсатында газпоршенді қондырғыларын пайдалануды ұсынамын. Газпоршенді қондырғыларды пайдалану, мұнай компанияларына жеке және арзан электр және жылу энергияларын өндіріп өз мұқтаждарына пайдалануға мүмкіндік береді.

1.2 Шығындарды азайту және ілеспе газды өңдеу технологисын немесе тәсілін жетілдіруге бағытталған ғылыми-техникалық жұмыстарды талдау. Газ сапасына қойылатын талаптар
Газда ылғалдың, күкіртсутектің және көмірқышқыл газының болуы жабдықтар мен коммуникациялар жағдайына кері әсерін тигізеді және газды тасымалдау кезінде де айтарлықтай қиыншылықтар тудырады. Ылғал тамшылары белгілі-бір жағдайда көмірсутектермен бірігіп гидраттар түзеді, олар газ құбырларының өткізу қабілетін немесе толық тығындап тастайды. Конденсацияланған көмірсутектер сұйықтығындарын түзуі мүмкін, оларда құбырлардың өткізу қабілетін азайтады. Күкіртсутек пен көміртегінің қос тотығы жабдықтың, құбыр мен арматураның тез тоттануына әсер етеді. Егер де газда күкірсутек көм мөлшерде болса, онда одан арнайы қондырғылар арқылы кристалды күкіртті алуға болады, ал ол қажетті өнім болып табылады.Сол себептен магистралды газ құбырларына және тұтынушыларға берілетін газ сапасына белгілі-бір талаптар қойылады, оларды орындау барысында газдың қалыпты тасымалдануы және санитарлық нормалар мен қауіпсіздік шаралары сақтала отырып, тұтынушылармен қолданылуы қамтамасыз етіледі. Магисталды газ құбырына берілетін газ сапасы ЕСТ-51.40-93 пен регламенттеледі. Бірақ, егер газ тұтынушысы газ өңдеу зауыты болған жағдайда, онда газ сапасына қойылатын талаптар зауыттың технологиялық сұлбасымен анықталады. Осыған байланысты мұнай мен газ өндіретін мекемелер газды дайындауды тек қана зауытқа тасымалдауды қамтамасыз етуден жүзеге асырады, ал зауытты газ сапасын газ тасымалдау мекеменің талаптарына сай кондицияға дейін жеткізеді. Жоғарыда айтылған ЕСТ-пен құрамында күкіртсутек пен меркаптандардың мөлшері едәуір жоғары газды белгіленген тәртіпті техникалық шарттары бойынша жекелеген газ құбырларымен тасымалдау мүмкін болады.Қазіргі кезде газды кептіру терецдігі, одан конденсацияланған көмірсутектерді алу және күкіртсутектердің мөлшері газды жеткізуше және тұтынушы кәсіпорындардың арасындағы келісіммен анықталады.
Кесте 1.3 - Магистралды газ құбырына жіберілетін мұнай ілеспе газынының сапасына қойылатын талаптар (ЕСТ-51.40-93)

Комуналды-тұрмыстық тұтынушыларға арналған газ сапасы МЕСТ-5542-78 сәйкес болады.Бұл жағдайда газды күкіртсутектен және механикалық қоспалардан тазалауға ерекше талаптар қойылады, олар нөлге келтірілуі керек.Сонымен қатар, ауадағы газдың, оның ауадағы құрамы 1% мөлшерінде болған кездің өзінде де иісі білінуі керек. Таза газдың иісі болмайтындығына байланысты, газ ағынына арнайы заттар - одоранттар бүркіліп беріледі және газ күшті спецификалық иіске ие болып, осы арқылы газдың шығып тұрған жерін анықтайды.
Мұнай ілеспе газын алдын-ала тазарту
Жоғарыда айтылғандай мұнай ілеспе газы екі күйде болады. Мұнайда еріген және мұнай қалпақтарында болады. Мұнайда еріген газ мұнайдың бетіндегі газдарға қарағанда қоспаларға қанық болады. Бір кен орнынан өндірілген мұнай ілеспе газының құрамы тұрақсыз болып келеді.Когенерациялық қондырғылардың қалыпты жұмысы үшін, мұнай ілеспе газының құрамы талап етілетін құрамға сай болу керек. Ілеспе газын когенерациялық қондырғыға берер алдында, газды ылғалдан, механикалық қоспалардан және т.б. қондырғыларда дайындау қажет.
Мұнай өндірісі кезінде мұнаймен бірге көп мөлшерде мұнай қалпақтарында орналасқан ілеспе газы бөлінеді. Содан кейін, мұнай мен газды бөлу процесі жүретін, мұнай мұнай-газ сепараторларына беріледі . Мұнай-газ сепараторлары скважина бағанасы, лақтырғыш сызық, жинағыш коллектор бойымен қозғалу барсында бөлінетін, бағалы химиялық шикізат немесе отын ретінде қолданылатын мұнай газын алуға; мұнай - су ағынының араласуын азайту және құбыр жолдарындағы гидравликалық кедергіні төмендетуге; түзілген көбікті мұнайдан бөлу мен ыдырату; тұрақсыз, қиратқыш құбырларынан мұнай эмульсияларын алу кезінде, суды мұнайдан алдын -ала бөлуге; сепарацияның бірінші сатысынан мұнайды дайындау қондырғысына дейін тасымалдау кезінде бүлкілдеуді төмендетуге негізделген.Мұнай кен орнын және табиғи газды өнеркәсіптік өңдеуде қолданылатын қондырғының қалыпты функционлады түрде жұмыс істеуінің қажетті шарты - күкірттен тазарту болып табылады. Күкірттен тазартуды жүргізбеген жағдайда, құбырлар жүйесі және басқа да техникалық қондырғылар, ілеспе газдарының құрамындағы күкіртсутектердің әсерінен коррозияға ұшырап, тез тозады. Күкірттен эффективті тазалау, қондырғылардың тек қана сақталуына маңызды емес. Өндірілетін мұнай ілеспе газын күкірттен тазарту сұрағы, қазіргі таңда қалыптасқан экологиялық жағдайда және технологиялық процетерге қатаң қойылатын талаптар үшін өте маңызды. Күкіртсутек, өндірілетін ілеспе газынының құрамына кіреді. Күкіртсутек өте улы болғандықтан, газды отын ретінде қолданған жағдайда, шағын мөлшердің өзінде газдың құрамында болуына жол берілмейді. Газды алыс жерлерге тасымалдағанда, күкіртсутек ылғалдың қатысында құбыр жолының металының коррозиясын қоздырады.Күкіртсутек көпшілік өңдеу технологияларына және газды қолдануға кері әсерін тигізеді. Газдың құрамындағы күкірт айтарлықтай қиыншылықтар туғызбайтын жағдайда да, мысалы, қазандардың ошақтарында жаққанда, ол - өсімдіктерді құртатын, қоршаған ортада антисанитарлық жағдай жасайтын тотығу өнімі - күкіртті газды бөледі.Осының барлығы газды күкірттен арнай тазартуды жүргізудің қажеттілігін айқындайды. Кейбір жағдайларда, газды күкірттен тазарту экономикалық жағынан тиімді болуы мүмкін. Мысалы тазарту процесі жоғары сапалы элементарлы күкіртті, гипосульфатты және күкірт қышқылын алумен, қышқыл газдарының утилдеуімен аяқталатын тазарту әдістері.Газды күкірттен және көміртегі ІV тотығынан тазартудың бірқатар кең таралған әдістері бар. Олардың әрқайсысы өзіндік кемшіліктер мен артықшылықтарға ие. Қағидалық түрде барлық әдістер, сіңіргіштің агрегаттық күйіне байланысты екі топқа бөлінеді: газды құрғақ және ылғал тазалау. Бірінші әдіс бойынша күкіртсутек сіңіргіш массалардың қабаттары арқылы бөлініп алынады, ал екіншісінде газды әртүрлі сіңіргіштермен жуады. Аталған жұмыста газды тазартудың ылғал әдісі қолданылады.Мұнай ілеспе газын күкірт және күкіртті газдардан тазартудың бірнеше әдістерін қарастырайық:Егер де күкіртті қосылыстардың төменгі концентрациясына қол жеткізу керек боған жағдайда, газды адсорбциялық әдіспен тазарту ұсынылады.Бастапқы газдың құрамында H2S 1% кем болса, аталған әдісте сіңіргіштер рөлін мырыш-мысты сіңіргіштер атқарады. Көпшілік әдістердегідей, бұл әдісте де кемшіліктер орын алады. Кемшіліктер, адсорбенттің регенрациясы мен олардың периодтық толық ауыстыруын қажет етеді.

Сурет 1.1 - табиғи газды адсобциялық тазару қондырғысының қағидалық сұлбасы
1 - сепаратор; 2 - сығымдағыш; 3 - пеш; 4 - вентель; 5, 7 - адсорберлер; 8 - жылуалмастырғыш; I - бастапқы газ; II - су және көмірсутектер; III - су; IV - газдық отын; V - түтін газдары; VI рецуиркуляцияланатын десорбцияланатын газ; VII - су; VIII - құрғатылған газ.
Сепараторлар, олардың типтері, жұмысы мен құрылымы Кәсіпшілік жиын нысандарының, мұнай мен газды тасымалдауға дайындаудың ең кең таралған қондырғы түрі - сепаратор. Бұл қондырғылар газды сұйықтан, сұйықты газдан, кей жағдайларда екі процесс (тығыздықтары әртүрлі сұйық фазасының бөлінуімен) қатар жүруі мүмкін.
Мұнай мен газды дайындау жүйелерінде сепараторларды қолданады:
- сұйық фазаның механикалық әкетілуін болдырмау үшін бағаналардың ішінде;
- тамшылық сұйықтардың, кірер және шығар газдарының механикалық қоспаларының мөлшерін азайту үшін сығымдағыш машиналардың алдында және олардан кейін;
- төменгі температуралы шықтағыштардың буындарында жоғарығы өнімді бөлу үшін. Тағайындалуы мен орналасуына байланысты сепараторарға келесі
талап қойылады:
- көбіктің түзілуін және құруын болдырмау;
- мұнайдан газ фазасы мен механикалық қоспаларды барынша бөлу;
- шығар газдарынан тамшылық сұйықтарды бөлу;
- сұйық-газ фазаларының тепе-теңдігін сақтау;
- сұйық фазаларының нақтылы бөлінуі.
Сепарация процесінің тиімділігіне өңделетін өнімнің физика-химиялық қасиеттері және процестің параметрлері үлкен әсер етеді: газ - сұйық қоспасының қысымы мен температурасы, олардың жылдамдығы, тамшылық сұйықтың өлшемдері және олардың газдағы концентрациясы, газ - сұйық жүйесінің беттік керілу күші.Кеңістікте орналсуы мен пішіні бойынша сепараторлар жіктеледі: бір немесе екі ыдысты цилиндрлік горизонтальді, цилиндрлік вертикальді, сфералық.
Әсер етуші күштер сипатына қарай сепараторлар келесідей жіктеледі:
A. Отрадан тепкіш және инерция күштері әсерінен фазалардың бөлінуі жүретін, ортадан тепкіш сепараторлар.
B. Гравитациялық. Газ сұйықтықтарының және қатты бөлшектердің тығыздықтарының айырмасының әсерінен фазалардың бөлінуі жүреді.
C. Тартылыс және инерция күштері әсерінен фазалардың бөлінуі жүретін,саптамалық сепараторлар.Сепараторлардың өндірулігін және сепарациялау сапасын арттыру үшін әртүрлі типті ауатпа саптамалар қолданылады.
Ауатпа саптамаларын ылғал ұстаушы бөлімде және бағаналық қондырғылардың жоғарғы бөлігінде орналастырады.Сұйық тамшылары инерция күштері әсерінен саптамаларда тұнады.Тамшылардың турбулентті орын ауыстыруы алыстырмалы түрде өте аз.Суретте саптамалар түрлері көрсетілген. Сепаратор осы саптамалардың элементтерімен жұмыс жасағанда, сұйық тамшыларының өлшемі өсіп,солардың жиынтығынан белгілі уақыт өткен сайын тартылыс күшінің әсерінен төменге ағып түсетін, сұйық қабат пайда болады. Газ ағыны, осы тамшыларға және сұйық қабатына әсер етеді. Газ ағынының белгілі жылдамдығында тамшылардың төменге қарай ағуын тоқтау, газ ағынының бағытына бағыттас бағытта сұйықтың көбеюі және саптаманың жоғарғы ернеуінен сұйық қабаттың үзілуі салдарынан сепаратордың қалыпты жұмыс тәртібі бұзылады.
Газ ағынының төменгі жылдамдығында, сұйық тамшылары сымдар арасынан өтеді, ал бұл ауатпаның нашар эффективтілігіне алып келеді. Газ ағынының жоғарғы жылдамдықтарында, сұйық ауатпада жиналады,екіншілік әкету байқалады.
Рұқсат етілген жылдамдық анықталады:
- сұйықтың тұтқырлығымен;
- бастапқы ылғалдылықпен;
- қатты өлшенуші бөлшектердің болуымен;
- газ бен сұйықтың тығыздығы арқылы;
- тордың шартты бетімен;
- газ-сұйық фазаларының бөліну шекарасындағы беттік керілумен.

Сурет 1.2 - Сұйықтың тамшылық және қабықтық дрежанды элементтері бар сепараторлардың саптамалары
Саптамалар: а, б, е - жалюзийлік; в - Рашиг сақиналары; г - торлық; д,
ж - бұрыштық.Саптамалы ауатпаларды, газдың жылмадығы барынша жоғары болуы керек, бірақ екіншілік әкетуге алып келмеуі қажет[14] .Мұнай кен орындарында қолданылатын сепараторлар шартты түрде келесі санаттарға бөлінеді:
1) тағайындалуы бойынша - өлшемді-сепарация және сепарация;
2) геометриялық пішіні және кеңістікте орналасуы бойыншы -
сфералық, вертикалды, цилиндрлік, горизонталды және көлбеу;
3) негізгі күштердің әсері бойынша- гравитациялық, инерциялық,отрадан тепкіш;
4) жұмыстық қысым бойынша - жоғары (6,4 МПа), орта(2,5 МПа),
төмен (0,6 МПа) қысымды және вакуумды;
5) қызмет көрсетуші скважиналар санына қарай - жеке және топтық;
6) сепарация сатыларының саны бойынша - бірінші, екінші, және с.с.;
7) фазалардың бөлінуі бойынша - екіфазалы (мұнай + газ), үшфазалы
(мұнай+газ+су).
Мұнай сепараторларының кез келген типінде төрт бөлімді айырады. Ол бөлімдерді вертикальді сепаратордың сұлбасында анық көруге болады.

Сурет 1.3 - Вертикальді сепаратордың жалпы түрі
I - негізгі сепарациялық бөлім; II - тұндырушы бөлім; III - мұнайды жинау бөлімі; IV - тамшы ұстағыш бөлім.1 - скважина өнімдерін енгізу; 2 - таратушы коллектор; 3- өзіне дейінгі деңгейді реттеу; 4 - тамшы ұстаушы саптама; 5 - сақтандырушы клапан; 6 - көлбеужазықтық; 7 - қалытқы типті деңгейді реттегіш қадағы; 8 - орындаушы механизм; 9 - патрубок; 10 - сақтандырғыш клапан; 11 - суөлшегіш шыны; 12 - ажырату шүмектері; Gy - сепаратордан мұнаймен әкетілетін газдық көпіршіктердің массасы.Тұндырушы бөлім (сурет 3.7, II), онда сепарациялық бөлімнен мұнайға ерген қосымша газдардың бөлінуі жүреді. Газ бен мұнайдың көпі ршіктерінің интенсивті бөлінуі үшін соңғысын көлбеу жазықтықтар бойымен жібереді.Сонымен мұнайдың жүру жолы ұзарады, яғни сепарацияның тиімділігі артады. Көлбеу жазықтықтарды газдың мұнайдан бөлінуіне себепші болатын табалдырықтармен жасауды ұсынады.
Мұнайды жинау бөлімі (сурет 1,3, III), бұл бөлім - сепаратордың ең төменгі орынға ие және мұнайды жинау мен сепаратордан шығаруға арналған. Мұнда мұнай, сепарация мен тұндырушы бөлімнің жұмысының тиімділігі мен мұнайдың сепараторда болу уақытына байланысты, бірфазалы немесе газбен қоспада болуы мүмкін.
Тамшы ұстағыш бөлім (сурет 1,3, IV), газ ағынымен әкетілетін ұсақ сұйық тамшыларын аулауға арналған, сепаратордың жоғары бөлігінде орналасқан бөлім.
Жалюлийзилік саптамасы бар сепаратор (сурет 1,3) келесідей жұмыс жасайды. Мұнай - газ қоспасы қысымнның әсерімен 1 патрубок арқылы бүкіл ұзындығы бойынша қоспаның шығуына арналған саңылауы бар 2 радиаторлық коллетроға барады. Саңылаулардан шыққан қоспа, мұнай жолын ұзартып газдың окклюдирланған көпіршіктердің шығуы на себепші 6 көлбеу жазықтыққа түседі. Сепаратордың жоғарғы жағында тамшы ұстағыш 4 жалюзийлік саптама орнатылған. 4 Жалюзийлік саптамамен тойтарылатын мұнай тамшылары, 13 дренажры құбыр бойымен тұғырыққа барып,сепаратордың төменгі жағына бағытталады.
Жалюзи қимасында мұнайдың екі тамшысы шартты түрде көрсетілген:
1) - үлкен - екі гофрадан өтіп, жилюзи қабырғаларына жабысып, төменге қарай ағады және 2) - кіші - бірде -бір қабырғаға жабыспай газ ағынымен барлық гофалардан өтіп кеткен түрі.4 Тамшы ұстағыш саптама іртүрлі құрылымды болуы мүмкін. Оның жұмысы келесі қағидаға негізделген: газ ағынының неше түрлі қалқалармен соқтығысыуы; ағын жылдамдығы мен бағытының өзгеруі; коалисцирлаушы толтырманы қолдану (әртүрлі металл торлар).
Сепаратордағы 10 қалқалары, скважинадан келіп түсетін өнімнің бүлкілдек берілісін қалыптандыруға арналған. Ал 8 орындағыш механизімі бар қалқыма типтегі 7 қадағы (датчик) - мұнайды сепаратордан циклдік шығаруына арналған. Ысырмада орнатылған 9 патрубок арқылы - жиналған ластанған заттар шығарылады. Технологиялық процестермен алдын - ала ескерілген қысым нормасы - асып кеткен жағдайда сепаратордың жоғарғы жағында, газды шығарып отыратын 5 сақтандырғыш клапан орнатылған.Сепаратордың корпусында қажетті қысымды қадағалап отыратын,сепаратордың газдық патрубокісінде өзіне дейінгі қысымды реттейтін 3 реттегіш бар.
Сепаратордың төменгі жағында, берілетін су мөлшерін өлшейтін, 12 сөндіргіш шүмектері бар 11 су өлшегіш шыны орнатылған [10].
Мұнай-газ кен орнында орнатылған сепаратордың жұмысы екі негізгі көрсеткіштермен сипатталады: IV тамшы ұстағыш бөлімінен газ ағынымен әкетілетін сұйық тамшылары және III мұнай жинау бөлімінен мұнай ағынымен әкетілетін газ көпіршіктері мөлшері.
1.3 Тарау бойынша мәлімдер
Мұнай сепараторының жұмысы мен техникалық жетілгендігін бағалау үшін, газсыздану мен сепаратордағы газдың көбеюі нәтижесінде сепаратордан мұнайдың шығуын сипаттайтын, сепаратордың тиімділігі деген мағынаға анықтама берелік. Оның тиімділігі келесідей болыды:

- VБ и VШ - газдың сәйкесінше сепараторға дейін және кейінгі көлемдік шығыны;
- GМГБ және GМГШ - газдың сәйкесінше сепараторға дейін және кейінгі массалық шығыны;
Осыдан, қысымның төмендеуі әсерінен сепарацияның әр сатысында мұнай мөлшері азяды, сәйкесінше газ мөлшері артады. Ал бұл өз кезегінде,осы қондырғының жұмысын сипаттайды.Кез келген жұмыс жағдайларында жинаудың герметикалық жүйесі үшін мұнай мен газдың мөлшері Gм + GГ = const.Мұнай сепараторының тиімді жұмысының көрсеткіштеріне сұйық тамшыларының Тс газ ағынымен шартты әкетілуі және ерікті газдың Тг мұнай ағынымен шартты әкетілуі жатады.

- qс және qг - жұмыстық шарттарда сепаратордан әкетілетін сұйық тамшылары мен ерікті газдың шығыны, м3сағ.
- Gм и GГ - сепаратордағы жұмыстық шарттарда мұнай мен газдың көлемдік шығыны, м3сағ.
Сепаратордың техникалық жетілу дәрежесі сипатталады:
1) сепараторда ұсталатын, сұйық тамшыларының минималды диаметрімен;
2) сепаратордың ерікті қимасы мен тамшы ұстағыш бөліміндегі газ ағынының ең жоғары орташа жылдамдығымен;
3) ерікті газды сұйықтан максималды бөлу үшін, сұйықтың сепараторда болуымен.
Сұйық тамшының Тс шартты әкетілуінің рұқсат етілген шамасы газдың 1000 м3- 50 см3 аспауы керек. Сепаратордың жұмыстық шарттарында,ерікті газдардың сұйық ағынымен шартты әкетілуі 1 м3 үшін Тг = 20*10-1 см3 деп қабылдау ұсынылады.
Тг шамасы көптеген факторларға тәуелді, олардың ең негізгілері:мұнайдың тығыздығы мен тұтқырлығы және мұнайдың көбіктену қабілеті.Көбіктенбейтін және тұтқырлығы аз мұнайлар үшін, сепараторда болатын уақытын 2 - 3 мин., ал көбіктенетін және тұтқырлығы жоғары мұнайлар үшін 5 -20 мин. деп қабылдау ұсынылады. Тұтқырлығы аз мұнайларға, тұтқырлығы - 5∙10-3 Па∙с дейінге, ал тұтқырлығы жоғары мұнайларға, тұтқырлығы - 1,5∙10-2 Па∙с және одан жоғары мұнайлар жатады.
Газдық және газшықтағыш кен орындарында орнатылатын сепараторлардың жұмысының тиімділігі, әдетте бір көрсеткішпен анықталады. Ол - сепаратордан газбен әкетілетін тамшылар мөлшері. Сол себептен мұнай және табиғи газ сепараторларына ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.