Мұнай және мұнай өнімдерінің құрамы
Жоспар
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
1 Мұнай және мұнай өнімдерінің құрамы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
1.1 Мұнай құрамындағы минералды қосылыстар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..6
1.2 Мұнай құрамындағы металдар мен күкіртті қосылыстар ... ... ... ... ... ... .6
1.3 Мұнай құрамындағы механикалық қосылыстар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 7
1.4 Мұнай құрамындағы тұздар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 8
1.5 Мұнай құрамындағы металдарды анықтау әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... 10
2 Тәжірибелік бөлім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 12
2.1 Мұнай құрамындағы күкіртті анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..12
2.2 Механикалық қосылыстарды анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..20
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..24
Пайдаланған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..25
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
1 Мұнай және мұнай өнімдерінің құрамы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
1.1 Мұнай құрамындағы минералды қосылыстар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..6
1.2 Мұнай құрамындағы металдар мен күкіртті қосылыстар ... ... ... ... ... ... .6
1.3 Мұнай құрамындағы механикалық қосылыстар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 7
1.4 Мұнай құрамындағы тұздар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 8
1.5 Мұнай құрамындағы металдарды анықтау әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... 10
2 Тәжірибелік бөлім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 12
2.1 Мұнай құрамындағы күкіртті анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..12
2.2 Механикалық қосылыстарды анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..20
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..24
Пайдаланған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..25
Кіріспе
Тақырыптың өзектілігі. Мұнай құрамындағы минералды және механикалық қоспаларды анықтау. Бұл көрсеткіштер арқылы мұнай өнімдерін өңдеу кезіндегі кедергілерді болдырмау. Анықталған мәндер арқылы мұнай өнімдерінің сапасын меңгеру болып табылады.
Курстық жұмыстың мақсаты: Мұнай құрамындағы минералды және механикалық қоспаларды анықтау.
Жұмыстың міндеті.
Қойылаған мақсатқа жату үшін келесі міндеттер қойылады:
1 Мұнай және мұнай өнімдерінің құрамын анықтау;
2 Мұнай құрамындағы минералды қоспаларды анықтау;
3 Мұнай құрамындағы механикалық қоспаларды анықтау;
4 Тәжірибе жүзінде дәлелдеу;
Тірек сөздер: гетероорганикалық құрамы, минералды компненттер, металдар, мұнай, коррозия, металорганикалық қосылыстар, рентген сәулесі, ультрадыбыс өрісі, металсыздандыру, күкіртсіздендіру, спектрады анализ, минералды тұздар, тұзсыздандыру, энергодисперсті рентгенофлуорцентті спектрометрия, шашырау энергиясы
Қысқартылған сөздер:
ЖТС – жеңіл тұтанғыш сұйықтық;
МӨ – мұнай өнімі;
МЕСТ – мамлекеттік стандарт;
КС – көмірсутек;
Курстық жұмыс: 6 кестеден, 25 беттен, 16 пайдаланған әдебиеттер көзінен тұрады
Тақырыптың өзектілігі. Мұнай құрамындағы минералды және механикалық қоспаларды анықтау. Бұл көрсеткіштер арқылы мұнай өнімдерін өңдеу кезіндегі кедергілерді болдырмау. Анықталған мәндер арқылы мұнай өнімдерінің сапасын меңгеру болып табылады.
Курстық жұмыстың мақсаты: Мұнай құрамындағы минералды және механикалық қоспаларды анықтау.
Жұмыстың міндеті.
Қойылаған мақсатқа жату үшін келесі міндеттер қойылады:
1 Мұнай және мұнай өнімдерінің құрамын анықтау;
2 Мұнай құрамындағы минералды қоспаларды анықтау;
3 Мұнай құрамындағы механикалық қоспаларды анықтау;
4 Тәжірибе жүзінде дәлелдеу;
Тірек сөздер: гетероорганикалық құрамы, минералды компненттер, металдар, мұнай, коррозия, металорганикалық қосылыстар, рентген сәулесі, ультрадыбыс өрісі, металсыздандыру, күкіртсіздендіру, спектрады анализ, минералды тұздар, тұзсыздандыру, энергодисперсті рентгенофлуорцентті спектрометрия, шашырау энергиясы
Қысқартылған сөздер:
ЖТС – жеңіл тұтанғыш сұйықтық;
МӨ – мұнай өнімі;
МЕСТ – мамлекеттік стандарт;
КС – көмірсутек;
Курстық жұмыс: 6 кестеден, 25 беттен, 16 пайдаланған әдебиеттер көзінен тұрады
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
1Магомадов А.С Теплофизические свойства высоковязких нефтей.-Краснодар: КубГТУ, 2000 – 118 c.
2 Магомадов А.С Изучение вязкости тяжелых нефтей при различных температурах и давлениях.- Нефтепереработка и нефтехимия: № 6, 2004
3 Мановян А.К Технология первичной переработки нефти и природного газа – М. Химия, 2001.- 568 c.
4 Ахметов С.А Технология глубокой переработки нефти и газа.- Уфа: Гилем, 2002. – 672 c.
5 Глаголева О.Ф, Капустин В.М, Чернышева Е.А Технология переработки нефти.- М.: Химия, 2005.- 400 c.
6 Скобло А.И, Молоканов Ю.К, Владимиров А.И, Щелкунов В.А Процессы и аппараты нефтепереработки и нефтехими. – М.:Химия, 2000 - 677 c.
7 Сафиева Р.З Физикохимия нефти.Физико – химические основы переработки нефти.- М.: Химия, 1998. - 448 c.
8 Фукс Г.И Вязкость и пластичность нефтепродуктов. –М. Ижевск, 2003. -328 c.
9 Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. – М.: Химия, 19767 – 400 c.
10 Данилов А.М. Введение в химмотологию. – М.: Техника, 2003.- 464 c.
11 Сюняев З.И Нефтяной углерод. – М.:Химия, 1980. - 272 c.
12 Позднышев Г.Н. Стабилизация и разрушение нефтяных эмульсий. – M. Недра, 1992. -223 c.
13 Рябов В.Д. Химия нефти и газа. – М.:Химия. 1976 – 720 c.
14 Эрих В.И. Химия нефти и газа. М.: –Л. Химия. 1967.- 220 c.
15 Омаралиев Т.О Мұнай мен газ өңдеу химиясы және технологиясы. Құрылымды өзгертпей өңдеу процестері 1 бөлім. – Алматы.: Білім,2001. – 450 c.
16 Антониади Д.Г Научные основы разработки нефтяных месторождений термическими методами.- М.:Недра, 19957 – 314 c.
1Магомадов А.С Теплофизические свойства высоковязких нефтей.-Краснодар: КубГТУ, 2000 – 118 c.
2 Магомадов А.С Изучение вязкости тяжелых нефтей при различных температурах и давлениях.- Нефтепереработка и нефтехимия: № 6, 2004
3 Мановян А.К Технология первичной переработки нефти и природного газа – М. Химия, 2001.- 568 c.
4 Ахметов С.А Технология глубокой переработки нефти и газа.- Уфа: Гилем, 2002. – 672 c.
5 Глаголева О.Ф, Капустин В.М, Чернышева Е.А Технология переработки нефти.- М.: Химия, 2005.- 400 c.
6 Скобло А.И, Молоканов Ю.К, Владимиров А.И, Щелкунов В.А Процессы и аппараты нефтепереработки и нефтехими. – М.:Химия, 2000 - 677 c.
7 Сафиева Р.З Физикохимия нефти.Физико – химические основы переработки нефти.- М.: Химия, 1998. - 448 c.
8 Фукс Г.И Вязкость и пластичность нефтепродуктов. –М. Ижевск, 2003. -328 c.
9 Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. – М.: Химия, 19767 – 400 c.
10 Данилов А.М. Введение в химмотологию. – М.: Техника, 2003.- 464 c.
11 Сюняев З.И Нефтяной углерод. – М.:Химия, 1980. - 272 c.
12 Позднышев Г.Н. Стабилизация и разрушение нефтяных эмульсий. – M. Недра, 1992. -223 c.
13 Рябов В.Д. Химия нефти и газа. – М.:Химия. 1976 – 720 c.
14 Эрих В.И. Химия нефти и газа. М.: –Л. Химия. 1967.- 220 c.
15 Омаралиев Т.О Мұнай мен газ өңдеу химиясы және технологиясы. Құрылымды өзгертпей өңдеу процестері 1 бөлім. – Алматы.: Білім,2001. – 450 c.
16 Антониади Д.Г Научные основы разработки нефтяных месторождений термическими методами.- М.:Недра, 19957 – 314 c.
Жоспар
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
1 Мұнай және мұнай өнімдерінің
құрамы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ...4
1.1 Мұнай құрамындағы минералды
қосылыстар ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ...6
1.2 Мұнай құрамындағы металдар мен күкіртті
қосылыстар ... ... ... ... ... ... . 6
1.3 Мұнай құрамындағы механикалық
қосылыстар ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ...7
1.4 Мұнай құрамындағы
тұздар ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... .8
1.5 Мұнай құрамындағы металдарды анықтау
әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ..10
2 Тәжірибелік
бөлім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... .12
2.1 Мұнай құрамындағы күкіртті
анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..12
2.2 Механикалық қосылыстарды
анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..20
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 24
Пайдаланған әдебиеттер
тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... .25
Кіріспе
Тақырыптың өзектілігі. Мұнай құрамындағы минералды және механикалық
қоспаларды анықтау. Бұл көрсеткіштер арқылы мұнай өнімдерін өңдеу
кезіндегі кедергілерді болдырмау. Анықталған мәндер арқылы мұнай
өнімдерінің сапасын меңгеру болып табылады.
Курстық жұмыстың мақсаты: Мұнай құрамындағы минералды және
механикалық қоспаларды анықтау.
Жұмыстың міндеті.
Қойылаған мақсатқа жату үшін келесі міндеттер қойылады:
1 Мұнай және мұнай өнімдерінің құрамын анықтау;
2 Мұнай құрамындағы минералды қоспаларды анықтау;
3 Мұнай құрамындағы механикалық қоспаларды анықтау;
4 Тәжірибе жүзінде дәлелдеу;
Тірек сөздер: гетероорганикалық құрамы, минералды компненттер,
металдар, мұнай, коррозия, металорганикалық қосылыстар, рентген сәулесі,
ультрадыбыс өрісі, металсыздандыру, күкіртсіздендіру, спектрады анализ,
минералды тұздар, тұзсыздандыру, энергодисперсті рентгенофлуорцентті
спектрометрия, шашырау энергиясы
Қысқартылған сөздер:
ЖТС – жеңіл тұтанғыш сұйықтық;
МӨ – мұнай өнімі;
МЕСТ – мамлекеттік стандарт;
КС – көмірсутек;
Курстық жұмыс: 6 кестеден, 25 беттен, 16 пайдаланған әдебиеттер
көзінен тұрады
1 Мұнай және мұнай өнімдерінің құрамы
Барлық мұнай құрамындағы алкан мөлшері 20-50 % аралығында
болады.Парафинді мұнайда алкандардың мөлшері 60 % не одан көп болады,
азпарафинді мұнайда оның құрамы 1-2 % дейін кездеседі.Егер алкандардың
мұнай фракциялары бойынша таралуын қарастырсақ , келесідей барлық мұнайға
ортақ заңдылыққа кезігеміз: алкан мөлшері фракцияның t қайнау .Парафин-
нафтенді мұнайда алкандар төмен қайнайтын фракцияларда ( 300° С дейін )
кездеседі.Парафинді мұнайда жоғары қайнайтын фракцияның өзінде алкан
мөлшері көп болуы мүмкін.
Мұнайдың алкандары түзу және тармақталған тізбекті ( н – алкандар
–түзу, изо-алкан – тармақталған) болып бөлінеді.Мұнайдың құрамындағы
әртүрлі типтегі алкандардың құрамы мен қатынасына байланысты.Ал, А.Петров
мұнай алканды қосылыстарына арналған химиялық жіктелуін шығарды.Олар
келесідей 4 топтан тұрады; А¹, А², Б², Б¹. Мұнай типін анықтау мақсатында
эффективтілігі 25-30 мың теориялық табақша құрайтын хроматографиялық
талдау жасайды.
А¹ типті. Мұнай парафинді немесе нафтен-парафинді болып
табылады.Мұнай құрамындағы алкан құрамы 30-40 % дейін. А¹ типті мұнайға
Татарстан (Ромашкино), Батыс Сібір, АҚШ және Қазақстандағы Өзен кен
орындарының мұнайлары жатады.
А² типті – парафин-нафтенді және нафтен-парафинді негіздегі мұнай
түрі жатады.Алкан мөлшері 15-25 % болады.Н-алкан мөлшері А¹ типті
мұнаймен салыстырғанда 2 есе аз.Бұл мұнай түріне Азербайжан және Каспий
маңы ойпатына жақын орналасқан кен орындарының мұнайлары жатады.
Б² типті мұнай – нафтен негізіндегі мұнай жатады.н-алкан жоқ, изо-
алкан мөлшері 8-20 %.Грузия және Шығыс Кавказ мұнай жатады.
Б¹ типті мұнай – нафтен, нафтен-ароматты мұнай негізіндегі мұнай н-
алкан және изоалкан жоқ, тармақталған изоалкан 8-9 %.Грозевая Сопка,
Нафтала (Азербайжан ), Ресей ( Батыс Сібір).
Мұнайдағы арендер – моно – және полициклды күйде болады. Олар көбіне
15 – 20 % ті құрайды. Ароматтық көмірсутектердің мұнайдағы үлесі 35 % -
ке дейін жетеді. Ароматтық көмірсутектердің таралуы бойынша мұнай
фракцияларын 3 топқа бөледі:
1 топ. Ауыр шайырлы мұнайда тығыздығы 0,9 – ға дейін ароматтық
көмірсутек жоғары фракцияларында концентрленеді, көбіне полициклді
ароматтық көмірсутектер.
2 топ. Тығыздығы 0,85 – 0,9 аралығында болатын 2 классқа жататын
нафтенді және нафтен – ароматтық фракцияларында концентрленетін ароматтық
көмірсутектер.
3 топ. Парафинді мұнайдың жеңіл фракцияларында 3000С – қа дейін
концентрленіп, жинақталатын ароматтық көмірсутектер.
200 0С – қа дейін қайнайтын фракцияларда тек бензол гомологтары С9
қоса табылған. Ал бүйір тізбегінде 4 не одан көп көміртегі атомы бар
моноорынбасқан бензол гомологтары аз кездеседі. Ең көп кездесетіндері:
толуол, этилбензол, ксилол (м-,п-,о- ксилолдардың ішінде ең көп
кездесетіні термотұрақтылығы жоғары м- ксилол), триметилбензол, кумол,
пропилбензол және метилэтилбензол.
200 0С – 3500С - қа дейін қайнайтын фракцияларда ди және үш
орынбасқан алкилбензолдар, С7 – С8 құрамдағы алкил – және метил
топтарынан тұрады. Бензолдың гомологтарынан басқа бұл фракцияларда
нафталин гомологтары (моно-,би-,три -, тетраметилнафталиндер) болады.
Жоғары фракцияларда - полициклді конденсирленген сақиналары бар
ароматтық көмірсутектердің гомологтары кездеседі, фенантрен, антрацен,
хризен, пирен, бензтулен және перилен.
Ал қалған ароматтық көмірсутектердің негізгі бөлігі гудронда
концентрленеді.
Қанықпаған көмірсутектер (олефиндер және диолефиндер) негізінен мұнай
фракцияларының (термиялық және каталитикалық крекинг, пиролиз, кокстеу
және т.б.) термиялық және термокаталитикалық өңдеу өнімдерінде кездеседі.
Бұрын мұнай құрамында алкендер болмайды немесе болса өте аз мөлшерде
делінген еді. Бірақ 20 ғасырдың 80 жылдардың аяғында Шығыс Сібір,
Татарстан және бұрынғы СССР аймағында мұнайдың құрамында 15 – 20 % дейін
олефин көмірсутектерінің болатындығы ашылды. Мұнайдағы олефин
көмірсутектері жоғары молекулалық массасымен ерекшеленеді, жорамал
бойынша, олардың кендегі жату жағдайларындағы табиғи радиоактивті
сәулеленуі нәтижесінде алкандардың радиолиз өнімінен пайда болғандығымен
түсіндіріледі. Бәріне мәлім радиолиз кезінде С – Н байланыс бойынша
ыдырау реакциялары пайда болады.
Газ тектес этилен көмірсутектері (этилен, пропилен, бутилендер)
мұнайдың термиялық және термокаталитикалық өңдеу газдарында болады. Қысым
қатысында термиялық крекинг газдарында (сұйық фазалы крекинг, 470 – 520
С, қысым 20 – 50 атм.) 20 – 25 % олефиндер кездессе, пиролиз газдарында
(800 – 900 С, қысым 1 атм жуық) 40 – 50 % олефиндер болады. (қысым
көбейсе, олефин көмірсутектерінің құрамы сәйкесінше көбееді) Мұнай
фракцияларының (термиялық және каталитикалық крекинг, пиролиз, кокстеу
және т.б.) термиялық және термокаталитикалық өңдеудің сұйық өнімдерінде
олефиндердің біраз бөлігі кездеседі. Мысалы, термиялық крекинг
бензиндерінде 30 – 35 %, ал каталитикалық крекинг бензиндерінде 10 % -
ға дейін олефиндер болады. Мұнай өнімдерінде кездесетін қос байланысы бар
көмірсутектерді келесідей топтарға бөлуге болады:
1 Нормальды және изоқұрылысты олефиндер;
2Циклоолефиндер (циклогексен, циклопентен және олардың гомологтары);
3 Бүйір тізбегінде қос байланысы бар ароматтық көмірсутектер
(стирол). [1].
1.1 Мұнай құрамындағы минералды қосылыстар
Мұнайдың минералды компоненттеріне мұнайдың құрамында болатын
металдың кешенді органикалық косылыстарын және тұздарды жатқызады.
Олардың мұнайдағы жалпы құрамы 0,03% –тен аспайды. Мұнайға металдың
бөлігі оны өндіру және тасымалдау кезінде түседі. Мұнайда сілтілік және
сілтілік –жер металдар (Na, K, Ba, Sr, Mg), валенттілігі ауыспалы
металдар (d- элементтері: V, Zn, Ni, Fe, Mo, Co, Mn, Pb, Ga, Ag, Ti; p-
элементтері: Cl, Br, I, Si, Al, B, P) және тағы басқалар табылған.
Осы элементтердің құрамы мен концентрациясын анықтауда басты түрде
мұнайды жаққан кезінде алынатын күлдің спектральды анализін жүргізеді.
Мұнайдың құрамында басқа элементтермен салыстырғанда көп мөлшерін
ванадий және никель құрайды, олар металлпорфирленген кешендерге
байланысқан.
Жоғары күкіртті мұнайда ванадий құрамы 2*10-2%, никель 1*10-2%
болады, басқа металдардың құрамы айтарлықтай аз.
Мұнайдың шығу тегінің мәселесіне байланысты мұнайдың
микроэлементтерінің зерттелуіне көптеген қызығушылықтар туып отыр.
Мұнай құрамындағы көптеген элементтердің болуы, өсімдік және малдар
үшін, олардың туысқандықтарының дәлелі болып табылады.
Мұнайға қатысатын металдар оның өңдеуін қиындатады. Көптеген
металдар, және бірінші орында ванадий мен никель катализатордың
белсенділігін төмендетеді, пеште кокстың бөлініп шығу процесін тездетеді.
Қазан отындарын өртегенде ванадий оксиді түзіледі, ол коррозияға әкеледі.
Мұнай кокстеріне қатысатын мұнайдың микроэлементтері электротермиялық
өндірістің (алюминий, темір және т.б.) өнімдерін ластайды.
Металорганикалық қосылыстар көбінесе беттік –активті қасиеттерге ие
болады және су және мұнай бөлімінің шекарасында адсорберленеді, эмульсия
түзуге жағдай жасайды. [13].
1.2 Мұнай құрамындағы металдар мен күкіртті қосылыстар
Металорганикалық қосылыстар. Металорганикалық қосылыстар V, Сu, Ni,
Zn және басқа да мұнай құрамында болатын металдар, негізінен гудронға
шоғырланған, алайда, олардың кей бөлігі (0,01%-ке дейін) ұшқыш және айдау
кезінде майлы дистиллятқа айналады.
Металдың негізгі бөлігі шайыр және асфальтенмен байланысты. Металдың
маңызды бөлігі мұнайда металпорфирленген кешендер түрінде кездеседі.
Мұнайдағы металорганикалық косылыстардың құрамына жоғары құрамды
гетероорганикалық қосылыстар, асфальт –шайырлы заттың төмен құрамды
азкүкіртті мұнайға қарағанда, шайыр және асфальтен 2-3 ретке
жоғары.[15].
1.3 Мұнай құрамындағы механикалық қосылыстар
Механикалық қоспалардың болуы мұнай жатып қалу жағдайымен және оларды
алу әдісімен түсіндіріледі.
Мұнайдағы механикалық қоспалар онда өлшенген жоғары дисперсті құм,
саз және басқа қатты жыныстар бөлігінен тұрады, олар судың бетінде
адсорбирлену арқылы мұнай эмульсиясының тұрақтылығын қамтиды.
Мұнайды айдау кезінде қоспалар құбыр, қондырғы және құбырлы пештердің
қабырғаларында біртіндеп тұнып қалады, нәтижесіненде ол қондырғының істен
шығуы процесін тездетуге әкеліп соқтырады.
Тұндырғыштарда, резервуарларда және құбырларда мұнайды қыздырғанда
жоғары дисперсті мехинакалық қоспалар коагулирленеді, қатты тұнба және
лас қабатын түзе отырып қабырғаларға жабысады да түбіне түседі. Осыдан
аппараттың өнімділігі төмендейді, ал құбыр қабырғаларындағы тұнбаны бөлек
алғанда жылу өткізгіштігі азаяды.
МЕСТ 6370-83 бойынша сенімділік ықтималдығы 95 % болған кезде
механикалық қоспалардың құрамын анықтау нәтижелері алынады.
Кесте 1. МЕСТ 6370-83 бойынша механикалық қоспалардың массалық үлесін
анықтаудағы дәлдік нормасы
Механикалық қоспа,% 0,01-ге дейін 0,1-ден 1,0-ге
0,001-ден 0,1-ге дейін
дейін
Қайталанғыштық,% 0,0025 0,005 0,01
Ұдайы өндіріс, % 0,005 0,01 0,20
Механикалық қоспалардың массалық үлесі 0,005 %-ке дейін.
МЕСТ 9965-76 мұнайдағы механикалық қоспалардың массалық үлесі 0,05 %-
тен аспайтындығын көрсетеді [12].
1.4 Мұнай құрамындағы тұздар
Әдетте, жер қойнауынан өндірілген мұнайдың құрамында:
серіктес газдар,
қаттық (жер қыртысы) сулары,
минералды тұздар,
әр түрлі механикалық қоспалар (құм, топырақ және т.б).
Мұнай өңдеу зауыттарындағы мұнайды дайындау және өңдеу процесі МЕСТ
9965 - 76 бойынша жүргізіледі. Мұнай құрамындағы хлоридтер мен суға
байланысты шикі мұнайды үшке бөледі.
1 Құрамында 0,5 % су және 100 мл тұз бар мұнай
2 Құрамында 1 % су және 300 мг тұзы бар мұнай
3 Құрамында 1 % су және 1800 мг тұзы бар мұнай
Мұнайда судың болуы олардың тотығуына бейімділігін күшейтіп,
технологиялық құрал – жабдықтардың коррозиясын туғызады және тұрақты су –
мұнай эмульсиясын түзуге әсерін тигізеді. Мұнайды өндіру және тасымалдау
кезінде 100 ˚С – қа дейін қайнайтын жеңіл фракциялар (метан, этан, пропан
және т.б бензин фракциясымен бірге ) біраз шығынға ұшырайды – шамамен
фракцияның 5% - і. Сондықтан мұнайды тасымалдау және өңдемес бұрын алдын
- ала өңдеу – оны даярлау жұмыстары жүргізіледі.
Өндірілетін мұнайдың әр тоннасына – 50 – 100 м серіктес газдар,
құрамында еріген тұздар бар 200- 300 кг су, 1,5 масс. % - ке дейін
ерімеген қатты қоспалар сәйкес келеді. Кейбір көп мезгіл жұмыс істеп
жатқан ұңғымаларда қаттарының аса суландыру нәтижесінде суларының мөлшері
– 90% - ке дейін жетеді, ал талап бойынша өңдеуге жіберілетін мұнайдың
құрамында судың үлесі 0,3% -тен төмен болу керек.
Тасымалдау алдында мұнай мен мұнай өнімдерінің сапасына қойылатын
МЕСТ– тің талабы мынандай:
- судың массалық үлесі, W ≤ 0,5%
- Тұздың массалық үлесі, Р ≤ 200 мгл.
Тұзсыздандырудың әдістерін айтпас бұрын, олардың пайда болу
себептерін, тұздардың мұнайды өңдегенде, тасымалдағанда,қолданғанда
тигізетін зиянды әсерлерін айту маңыздырақ.
Оттегінің мұнайдағы құрамы көп емес (0,1 – 2 %). Мұнайда келесідей
оттекті қосылыстар болады: мұнай қышқылдары мен фенолдар. Мұнайдағы
оттегінің негізгі үлесін құрамында С,Н,О элементтерінен басқа N және S
болатын заттар – шайырлар құрайды.
Мұнай қышқылдар мұнайдың орта (250 С температурада қайнайтын)
фракцияларында бірнеше пайыз мөлшерін құрайды. Мұнай қышқылдары -
құрамында алифатты және нафтен қышқылдары негізіндегі органикалық қышқыл
қоспасы.
Алифатты (май) қышқылдары мұнайда түзу тізбекті немесе изоқұрылымды
қышқылдарды құрайды.
Ароматты қышқылдар мұнайда бензол және полициклды арендердің
туындылары болып табылады.
Мұнайдан бөлініп алынған шикі мұнай қышқылдары иісі жағымсыз, қою
түсті майлы сұйықтықтар.
Мұнайдағы күкірттің құрамы 0,05 – 3 % аралығында болады. Дегенмен
жоғары күкірттенген мұнайлар да кездеседі.
Күкірт мұнайдың құрамында жай зат, күкіртсутек және органикалық
қосылыстар мен шайырлы заттар ретінде кездеседі.
Жай зат ретінде күкірт мұнайда еріген күйде кездеседі. Мұнайды
қыздыру барысында (айдау кезінде) күкірт КС шартты түрде әрекеттеседі.
Қазіргі кезде мұнайдың керосин және май фракцияларынан тұздарды бөліп
алып тастау қиын міндет болып табылады.
Өндірісте бұл заттардан арылу мақсатында гидротазалау үрдісін 300 –
450 С пен 1,7 – 7 МПа қысымда өткізеді. Бұл тазалау негізінде күкірт
қоыслыстары күкіртсутегіге дейін жүріп, оларды газдармен оңай бөліп алуға
болады. [7].
Тұздардың пайда болуы
Мұнай және мұнай шикізаттарында тұздардың пайда болу себептері өте
көп. Солардың ішіндегі ең маңыздысы, пласт суларын минералдау кезінде
пайда болатын тұздар. Мұнай кен орындарында мұнаймен бірге алынатын және
дисперсті жүйе құрайтын пласт суларында еріген минералды тұздар болады.
Химиялық құрамы бойынша пласт суларын хлорлы кальцийлі және сілтілік деп
екіге бөледі. Сілтілік тұздардың өзі хлорлы және хлор – сульфо сілтілік
деп бөлінеді. Кен орындарына байланысты пласт сулары әр түрлі мөлшерде
кездеседі. Мысалы, Ставрополобта пласт суларында 1 мг еріген тұз
кездессе, Татарстанда 300 мг – ға дейін жетеді. Пласт суларында еріген
тұздардан басқа, еріген газдар, коллоидты ерітінділер, қатты
бейорганикалық заттар т. б заттар болады. Зерттеулердің нәтижесі бойынша
көптеген мөлшерді натрий, магний, кальций хлоридтері алады.Бірақ мұнайдың
өзінде хлорлы тұздар болмайды. Олар эмульгирленген су арқылы мұнай
құрамына енеді. Кей кездерде сусыздандырғаннан кейін де мұнайда кристалл
тұздар болады. Олардың құрамы бірнеше миллиграмға жетеді.Пласт сулары
хлоридтерден басқа магний, кальций, биокарбонаттардан тұруы да мүмкін.
[9]
Тұздардың мұнай құрамына тигізетін әсері
Мұнай құрамындағы тұздар мұнайды өңдегенде көп қиыншылық туғызады.
Тұздардың мөлшері 2000 – 3000 мгл. Кей жағдайларда 0,4 – 0,3 % дейін
жетеді.Бұд жағдайда жай өңдеу жеткіліксіз. Тұздардың тигізетін әсерлері өте
көп.
Аппараттың ластануы. Ыссы аппараттардың қабырғасына тұздар жинала
бастайды. Еріген тұздар судың булануынан кейін пайда болады. Процесс
ертіндінің бетінде жүргендіктен тұз қабықша түзе бастайды. Соның
нәтижесінде аппарат ластанады.
Мұнайдың құрамындағы газ, судың және қоспалардың болуы оның
тасымалдауын және өңдеуін айтарлықтай қиындатады. Механикалық қоспалар
мұнай құбырларының ішкі бетінде эрозияның пайда болуын күшейтеді. Олар
өңдеу барысында жылуалмастырғыштардың және пештердің құбырларында шөгіп,
оларды жиі тазалау қажеттігін туғызады, яғни артық энергия жұмсауға және
өнімділігін азайтады. Аппараттың коррозиясы. Тұздары көп
мұнайдың гидролизі нәтижесінде бос тұз қышқылдары бөлінеді. Соның
нәтижесінде аппарат коррозияға ұшырайды. Тұздардың көпшілігі мазутта
қалады, ол да аппараттың коррозиясына әкеледі.
Аппараттың өнімділігінің төмендеуі. Тұздардың әсерінен пайда болатын
қабықшалар өту жолын азайтып, процесстің өнімділігін тежейді. Егер мазут
құрамында 800 – 2200 мгл хлоридтер кездессе, өнімділікті 20 %
төмендетеді.
Мұнайды өңдеу кезінде құрамында тұздары көп қалдықтыр әрі қарай өңдеуге
жарамсыз болады, яғни, өндірілетін заттардың мөлшері де азаяды. Мазут,
гудрондарды басқа таза мұнай өнімдерімен араластыруға тура келеді.
Біріншілік мұнай өнімдерінде қалатын мышьяк тұздары қымбат катализаторларды
улайды. [3].
1.5 Мұнай құрамындағы металдарды анықтау
Мұнайдың металға және күкіртке бай құрамын ескере отырып, рентген
сәулесі мен ультрадыбыс өрісінің ауыр мұнайдың гетероорганикалық құрамы
мен қасиетіне әсерін зерттедік. Алынған нәтижелерден рентген сәулесі мен
ультрадыбыс өрісі мұнайдың күрделі құрылымды бірлігіне жоғары әсер
ететіні анық байқалады. Әсіресе ультрадыбыс өрісінің нәтижесінде күкірт
концентрациясы ең төменгі мәнге жеткен, әдебиетте бұл құбылыс ультрадыбыс
өрісінің кез - келген үлгідегі фазалық ыдырау жылдамдығын жоғарылатып,
нәтижесінде күкірторганикалық қосылыстары мен микроэлементтердің талғамдық
бөлінуін жеңілдететіндігімен түсіндіріледі.[5].
Мұнайды металсыздандыру процесі цеолит минералында адсорбциялау арқылы
жүзеге асырылды. Сорбент бетіндегі қатты қалдық ыстық бензолмен жуылып,
кептірілді. Сіңірілген металдар концентрациясы (V, Ni) фотометрлік әдіс
көмегімен анықталды. Ал цеолит арқылы өткен мұнайдан жалпы күкірт
мөлшері анықталды.
Тәжірибе барысында алынған нәтижелерден ванадий, никель
концентрациясының жоғарлағанын көреміз, сорбент арқылы өткен ауыр мұнай
құрамындағы жалпы күкірт мөлшері азайған.
Рентген сәулесімен (D = 60 кГр, t = 10 мин.) басқа жағдайда өңделген
мұнайды металсыздандырудың процесі автоклав құрылғысында, сутекті ортада,
каталитикалық қоспаның (цеолит – пирит) қатысында өткізілді. Катализаторға
сіңірілген металдар спектралды анализ әдісімен анықталды, нәтижесінде
мұнайдың ауыр бөлігіндегі V, Ni, Co металдар концентрациясы жоғарлағаны
белгілі болды.
Зерттеу барысында алынған нәтижелер мұнайдың металсыздандыру және
күкіртсіздендіру процестерінде қолданыс табуы мүмкін.
Мұнайды рентген сәулесімен өңдеудің оңтайлы жағдайлары ұсынылды,
процесті осындай жағдайда жүргізу 2000С температураға дейінгі жеңіл
фракцияның шығымын 34,76 %, ванадийдің бөліну дәрежесі 62,01 %; никельдің
бөліну дәрежесі 66,32 % көтеруге мүмкіндік береді.
Осылайша, көп факторлы зерттеу негізінде ванадийдің және никельдің
бөліну дәрежелерінің кинетикалық тәуелділігі және 298 – 318 К
температуралар аралығы үшін активтену энергиясының шамалары есептелінді.
Алынған активтену энергиясының шамалары ванадийдің бөліну жылдамдығы 20,21
кДжмоль, диффузиялықтан кинетикалық аймаққа ауысу облысында жүретінін, ал
никель үшін 10,22 кДжмоль, диффузиялық аймағында өтетінін көрсетеді.
Рентген сәулесінің қатысында микроэлементтерді сорбциялық концентрлеу,
үлгінің толық ыдырауы есебінен болады және микроэлементтердің ауыр
фракцияға сандық жинақталуы ауыр мұнайдан металдарды бөліп алудың
тиімділігін жоғарлатады [2].
2 Тәжірибелік бөлім
2.1 Мұнай құрамындағы күкіртті анықтау
Энергодисперсті рентгенофлуорцентті спектрометрия әдісімен күіртті
анықтау.
Мазмұны
1 Қолдану аймағы
2 Нормативтік сілтемелер
3 Қондырғы
4 Реактивтер және материалдар
5 Қондырғыны дайындау
6 Өлшеу шарттарын стандартизациялау және калибрлеу
7 Байқауға дайындау
8 Байқауды жүргізу
9 Нәтижелерді өңдеу
10 Әдістің дәлдігі және ауытқулар
Қосымша А Қауіпсіздік ережесі
Қосымша Б Сапаны бақылау
Қосымша В Қазіргі стандартта қолданылатын нормативті құжаттардың
тізімі
Энергодисперсті рентгенофлуорцентті спектрометрия әдісімен күіртті
анықтау.
Қолдану аймағы
Қазіргі стандарттарда дизельді отында, нафта, керосинде, мұнай
қалдықтарында, майлайтын майлар негізінде, гидравликалық майларда,
реактивті отындарда, дымқыл мұнайда, бензинде (этилирленбеген) және басқа
дистиллятты мұнай өнімдерінде күкірттің массалық үлесін 0,0150% –ден
5,00%-ге дейінгі анықтау әдісі белгіленген.
Осы әдістемені қолдана отырып, күкіртті 85 және 100 метанол болатын М-
85 және М -100 отындарында немесе басқа өнімдерде талдауға болады.
Үлгіні минимальды дайындағанда, мұнайдағы және мұнай өнімдеріндегі
жалпы күкіртті тез және дәл өлшеуді осы әдіс қамтамасыз етеді. Әдетте
үлгі анализінің уақыты 2-4 мин.
Әдістің маңыздылығы мынада, зерттелетін үлгіні сәулелердің шоғына
орналастырады, рентген сәулелену көзі арқылы шығарылады. Рентген
сәулеленуінен қозған энергияны өлшейді және алынған импульстің есепші
сигналымен есепші сигналды салыстырады.
Күкіртті 0,0150% –тен 5,00%-ге дейін анықтау үшін екі топ
калибрленген үлгі қажет.
Кедергі келтіретін факторлар
Берілген бақылау әдісін қолданған кезде бөгеттің екі типі пайда болуы
мүмкін.
Спектральды бөгеттер бақыланатын үлгіде су, алкилирленген қорғасын,
кремний, фосфор, кальций, калий және галоидты қосылыстардың өлшенген
күкірт концентрациясынан 110 асатын концентрациясы кезінде пайда болады.
Спектральды бөгеттерден басқа, әр элементтің интенсивтілігінің
өзгеруіне әкелетін үлгідегі элементтің концентрациясының өзгеруінен
болатын бөгеттер де бар.
Мұндай бөгеттерге бақыланатын үлгіде көшеттердің қатынасуын
жатқызады, мұнай өнімінің эксплуатационды қасиетін жақсартартады, мысалы,
бензиндегі оксигенаттар.
Бөгеттің екі типіде қазіргі таңдағы приборларда программалық
қамтамасызданумен орны толтырылады.
Дайындаушымен ұсынылған прибор инструкциясын пайдалана отырып,
бөгеттердің автоматты түзетулерін анда – сандатексеріп отыру ұсынылады.
Жаңа жөндеу құрамын міндетті түрде тексереді.
Қауіпсіздік ережесі қосымша А-да келтірілген.
СИ жүйесінде белгіленген өлшемдер,стандартты түрде қарастырылады.
Бірліктің артықшылығы күкірттің массалық үлесі пайызбен
өлшенетіндігінде.
Қондырғы
Энергодисперсті рентгентті флуорцентті анализатор. Энергодисперсті
рентгентті флуорцентті анализатордың кез –келгенін қолданады, егер
олардың конструкциясында 3.1.1 -3.1.6 –да аталған элементтердің барлығы
болатын болса. Келесі конструктивті бөлшектер қажет:
Рентген сәулеленуінің көзі 2,5кэВ (килоэлектрон –вольт)энергиясынан
жоғары.
Үлгі үшін алмалы -салмалы кювета, ауыстырылатын рентген сәулесі үшін
органикалық полимерлі қабатпен терезелермен жабдықталған және үлгінінің
тиеуінің биіктігі 4мм –ден кем емес болуы керек.
Рентген сәуле шығару детекторының сезімталдығы 2,3кэВ жіберілетін
қабілеттілігі ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
1 Мұнай және мұнай өнімдерінің
құрамы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ...4
1.1 Мұнай құрамындағы минералды
қосылыстар ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ...6
1.2 Мұнай құрамындағы металдар мен күкіртті
қосылыстар ... ... ... ... ... ... . 6
1.3 Мұнай құрамындағы механикалық
қосылыстар ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ...7
1.4 Мұнай құрамындағы
тұздар ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... .8
1.5 Мұнай құрамындағы металдарды анықтау
әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ..10
2 Тәжірибелік
бөлім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... .12
2.1 Мұнай құрамындағы күкіртті
анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..12
2.2 Механикалық қосылыстарды
анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..20
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 24
Пайдаланған әдебиеттер
тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... .25
Кіріспе
Тақырыптың өзектілігі. Мұнай құрамындағы минералды және механикалық
қоспаларды анықтау. Бұл көрсеткіштер арқылы мұнай өнімдерін өңдеу
кезіндегі кедергілерді болдырмау. Анықталған мәндер арқылы мұнай
өнімдерінің сапасын меңгеру болып табылады.
Курстық жұмыстың мақсаты: Мұнай құрамындағы минералды және
механикалық қоспаларды анықтау.
Жұмыстың міндеті.
Қойылаған мақсатқа жату үшін келесі міндеттер қойылады:
1 Мұнай және мұнай өнімдерінің құрамын анықтау;
2 Мұнай құрамындағы минералды қоспаларды анықтау;
3 Мұнай құрамындағы механикалық қоспаларды анықтау;
4 Тәжірибе жүзінде дәлелдеу;
Тірек сөздер: гетероорганикалық құрамы, минералды компненттер,
металдар, мұнай, коррозия, металорганикалық қосылыстар, рентген сәулесі,
ультрадыбыс өрісі, металсыздандыру, күкіртсіздендіру, спектрады анализ,
минералды тұздар, тұзсыздандыру, энергодисперсті рентгенофлуорцентті
спектрометрия, шашырау энергиясы
Қысқартылған сөздер:
ЖТС – жеңіл тұтанғыш сұйықтық;
МӨ – мұнай өнімі;
МЕСТ – мамлекеттік стандарт;
КС – көмірсутек;
Курстық жұмыс: 6 кестеден, 25 беттен, 16 пайдаланған әдебиеттер
көзінен тұрады
1 Мұнай және мұнай өнімдерінің құрамы
Барлық мұнай құрамындағы алкан мөлшері 20-50 % аралығында
болады.Парафинді мұнайда алкандардың мөлшері 60 % не одан көп болады,
азпарафинді мұнайда оның құрамы 1-2 % дейін кездеседі.Егер алкандардың
мұнай фракциялары бойынша таралуын қарастырсақ , келесідей барлық мұнайға
ортақ заңдылыққа кезігеміз: алкан мөлшері фракцияның t қайнау .Парафин-
нафтенді мұнайда алкандар төмен қайнайтын фракцияларда ( 300° С дейін )
кездеседі.Парафинді мұнайда жоғары қайнайтын фракцияның өзінде алкан
мөлшері көп болуы мүмкін.
Мұнайдың алкандары түзу және тармақталған тізбекті ( н – алкандар
–түзу, изо-алкан – тармақталған) болып бөлінеді.Мұнайдың құрамындағы
әртүрлі типтегі алкандардың құрамы мен қатынасына байланысты.Ал, А.Петров
мұнай алканды қосылыстарына арналған химиялық жіктелуін шығарды.Олар
келесідей 4 топтан тұрады; А¹, А², Б², Б¹. Мұнай типін анықтау мақсатында
эффективтілігі 25-30 мың теориялық табақша құрайтын хроматографиялық
талдау жасайды.
А¹ типті. Мұнай парафинді немесе нафтен-парафинді болып
табылады.Мұнай құрамындағы алкан құрамы 30-40 % дейін. А¹ типті мұнайға
Татарстан (Ромашкино), Батыс Сібір, АҚШ және Қазақстандағы Өзен кен
орындарының мұнайлары жатады.
А² типті – парафин-нафтенді және нафтен-парафинді негіздегі мұнай
түрі жатады.Алкан мөлшері 15-25 % болады.Н-алкан мөлшері А¹ типті
мұнаймен салыстырғанда 2 есе аз.Бұл мұнай түріне Азербайжан және Каспий
маңы ойпатына жақын орналасқан кен орындарының мұнайлары жатады.
Б² типті мұнай – нафтен негізіндегі мұнай жатады.н-алкан жоқ, изо-
алкан мөлшері 8-20 %.Грузия және Шығыс Кавказ мұнай жатады.
Б¹ типті мұнай – нафтен, нафтен-ароматты мұнай негізіндегі мұнай н-
алкан және изоалкан жоқ, тармақталған изоалкан 8-9 %.Грозевая Сопка,
Нафтала (Азербайжан ), Ресей ( Батыс Сібір).
Мұнайдағы арендер – моно – және полициклды күйде болады. Олар көбіне
15 – 20 % ті құрайды. Ароматтық көмірсутектердің мұнайдағы үлесі 35 % -
ке дейін жетеді. Ароматтық көмірсутектердің таралуы бойынша мұнай
фракцияларын 3 топқа бөледі:
1 топ. Ауыр шайырлы мұнайда тығыздығы 0,9 – ға дейін ароматтық
көмірсутек жоғары фракцияларында концентрленеді, көбіне полициклді
ароматтық көмірсутектер.
2 топ. Тығыздығы 0,85 – 0,9 аралығында болатын 2 классқа жататын
нафтенді және нафтен – ароматтық фракцияларында концентрленетін ароматтық
көмірсутектер.
3 топ. Парафинді мұнайдың жеңіл фракцияларында 3000С – қа дейін
концентрленіп, жинақталатын ароматтық көмірсутектер.
200 0С – қа дейін қайнайтын фракцияларда тек бензол гомологтары С9
қоса табылған. Ал бүйір тізбегінде 4 не одан көп көміртегі атомы бар
моноорынбасқан бензол гомологтары аз кездеседі. Ең көп кездесетіндері:
толуол, этилбензол, ксилол (м-,п-,о- ксилолдардың ішінде ең көп
кездесетіні термотұрақтылығы жоғары м- ксилол), триметилбензол, кумол,
пропилбензол және метилэтилбензол.
200 0С – 3500С - қа дейін қайнайтын фракцияларда ди және үш
орынбасқан алкилбензолдар, С7 – С8 құрамдағы алкил – және метил
топтарынан тұрады. Бензолдың гомологтарынан басқа бұл фракцияларда
нафталин гомологтары (моно-,би-,три -, тетраметилнафталиндер) болады.
Жоғары фракцияларда - полициклді конденсирленген сақиналары бар
ароматтық көмірсутектердің гомологтары кездеседі, фенантрен, антрацен,
хризен, пирен, бензтулен және перилен.
Ал қалған ароматтық көмірсутектердің негізгі бөлігі гудронда
концентрленеді.
Қанықпаған көмірсутектер (олефиндер және диолефиндер) негізінен мұнай
фракцияларының (термиялық және каталитикалық крекинг, пиролиз, кокстеу
және т.б.) термиялық және термокаталитикалық өңдеу өнімдерінде кездеседі.
Бұрын мұнай құрамында алкендер болмайды немесе болса өте аз мөлшерде
делінген еді. Бірақ 20 ғасырдың 80 жылдардың аяғында Шығыс Сібір,
Татарстан және бұрынғы СССР аймағында мұнайдың құрамында 15 – 20 % дейін
олефин көмірсутектерінің болатындығы ашылды. Мұнайдағы олефин
көмірсутектері жоғары молекулалық массасымен ерекшеленеді, жорамал
бойынша, олардың кендегі жату жағдайларындағы табиғи радиоактивті
сәулеленуі нәтижесінде алкандардың радиолиз өнімінен пайда болғандығымен
түсіндіріледі. Бәріне мәлім радиолиз кезінде С – Н байланыс бойынша
ыдырау реакциялары пайда болады.
Газ тектес этилен көмірсутектері (этилен, пропилен, бутилендер)
мұнайдың термиялық және термокаталитикалық өңдеу газдарында болады. Қысым
қатысында термиялық крекинг газдарында (сұйық фазалы крекинг, 470 – 520
С, қысым 20 – 50 атм.) 20 – 25 % олефиндер кездессе, пиролиз газдарында
(800 – 900 С, қысым 1 атм жуық) 40 – 50 % олефиндер болады. (қысым
көбейсе, олефин көмірсутектерінің құрамы сәйкесінше көбееді) Мұнай
фракцияларының (термиялық және каталитикалық крекинг, пиролиз, кокстеу
және т.б.) термиялық және термокаталитикалық өңдеудің сұйық өнімдерінде
олефиндердің біраз бөлігі кездеседі. Мысалы, термиялық крекинг
бензиндерінде 30 – 35 %, ал каталитикалық крекинг бензиндерінде 10 % -
ға дейін олефиндер болады. Мұнай өнімдерінде кездесетін қос байланысы бар
көмірсутектерді келесідей топтарға бөлуге болады:
1 Нормальды және изоқұрылысты олефиндер;
2Циклоолефиндер (циклогексен, циклопентен және олардың гомологтары);
3 Бүйір тізбегінде қос байланысы бар ароматтық көмірсутектер
(стирол). [1].
1.1 Мұнай құрамындағы минералды қосылыстар
Мұнайдың минералды компоненттеріне мұнайдың құрамында болатын
металдың кешенді органикалық косылыстарын және тұздарды жатқызады.
Олардың мұнайдағы жалпы құрамы 0,03% –тен аспайды. Мұнайға металдың
бөлігі оны өндіру және тасымалдау кезінде түседі. Мұнайда сілтілік және
сілтілік –жер металдар (Na, K, Ba, Sr, Mg), валенттілігі ауыспалы
металдар (d- элементтері: V, Zn, Ni, Fe, Mo, Co, Mn, Pb, Ga, Ag, Ti; p-
элементтері: Cl, Br, I, Si, Al, B, P) және тағы басқалар табылған.
Осы элементтердің құрамы мен концентрациясын анықтауда басты түрде
мұнайды жаққан кезінде алынатын күлдің спектральды анализін жүргізеді.
Мұнайдың құрамында басқа элементтермен салыстырғанда көп мөлшерін
ванадий және никель құрайды, олар металлпорфирленген кешендерге
байланысқан.
Жоғары күкіртті мұнайда ванадий құрамы 2*10-2%, никель 1*10-2%
болады, басқа металдардың құрамы айтарлықтай аз.
Мұнайдың шығу тегінің мәселесіне байланысты мұнайдың
микроэлементтерінің зерттелуіне көптеген қызығушылықтар туып отыр.
Мұнай құрамындағы көптеген элементтердің болуы, өсімдік және малдар
үшін, олардың туысқандықтарының дәлелі болып табылады.
Мұнайға қатысатын металдар оның өңдеуін қиындатады. Көптеген
металдар, және бірінші орында ванадий мен никель катализатордың
белсенділігін төмендетеді, пеште кокстың бөлініп шығу процесін тездетеді.
Қазан отындарын өртегенде ванадий оксиді түзіледі, ол коррозияға әкеледі.
Мұнай кокстеріне қатысатын мұнайдың микроэлементтері электротермиялық
өндірістің (алюминий, темір және т.б.) өнімдерін ластайды.
Металорганикалық қосылыстар көбінесе беттік –активті қасиеттерге ие
болады және су және мұнай бөлімінің шекарасында адсорберленеді, эмульсия
түзуге жағдай жасайды. [13].
1.2 Мұнай құрамындағы металдар мен күкіртті қосылыстар
Металорганикалық қосылыстар. Металорганикалық қосылыстар V, Сu, Ni,
Zn және басқа да мұнай құрамында болатын металдар, негізінен гудронға
шоғырланған, алайда, олардың кей бөлігі (0,01%-ке дейін) ұшқыш және айдау
кезінде майлы дистиллятқа айналады.
Металдың негізгі бөлігі шайыр және асфальтенмен байланысты. Металдың
маңызды бөлігі мұнайда металпорфирленген кешендер түрінде кездеседі.
Мұнайдағы металорганикалық косылыстардың құрамына жоғары құрамды
гетероорганикалық қосылыстар, асфальт –шайырлы заттың төмен құрамды
азкүкіртті мұнайға қарағанда, шайыр және асфальтен 2-3 ретке
жоғары.[15].
1.3 Мұнай құрамындағы механикалық қосылыстар
Механикалық қоспалардың болуы мұнай жатып қалу жағдайымен және оларды
алу әдісімен түсіндіріледі.
Мұнайдағы механикалық қоспалар онда өлшенген жоғары дисперсті құм,
саз және басқа қатты жыныстар бөлігінен тұрады, олар судың бетінде
адсорбирлену арқылы мұнай эмульсиясының тұрақтылығын қамтиды.
Мұнайды айдау кезінде қоспалар құбыр, қондырғы және құбырлы пештердің
қабырғаларында біртіндеп тұнып қалады, нәтижесіненде ол қондырғының істен
шығуы процесін тездетуге әкеліп соқтырады.
Тұндырғыштарда, резервуарларда және құбырларда мұнайды қыздырғанда
жоғары дисперсті мехинакалық қоспалар коагулирленеді, қатты тұнба және
лас қабатын түзе отырып қабырғаларға жабысады да түбіне түседі. Осыдан
аппараттың өнімділігі төмендейді, ал құбыр қабырғаларындағы тұнбаны бөлек
алғанда жылу өткізгіштігі азаяды.
МЕСТ 6370-83 бойынша сенімділік ықтималдығы 95 % болған кезде
механикалық қоспалардың құрамын анықтау нәтижелері алынады.
Кесте 1. МЕСТ 6370-83 бойынша механикалық қоспалардың массалық үлесін
анықтаудағы дәлдік нормасы
Механикалық қоспа,% 0,01-ге дейін 0,1-ден 1,0-ге
0,001-ден 0,1-ге дейін
дейін
Қайталанғыштық,% 0,0025 0,005 0,01
Ұдайы өндіріс, % 0,005 0,01 0,20
Механикалық қоспалардың массалық үлесі 0,005 %-ке дейін.
МЕСТ 9965-76 мұнайдағы механикалық қоспалардың массалық үлесі 0,05 %-
тен аспайтындығын көрсетеді [12].
1.4 Мұнай құрамындағы тұздар
Әдетте, жер қойнауынан өндірілген мұнайдың құрамында:
серіктес газдар,
қаттық (жер қыртысы) сулары,
минералды тұздар,
әр түрлі механикалық қоспалар (құм, топырақ және т.б).
Мұнай өңдеу зауыттарындағы мұнайды дайындау және өңдеу процесі МЕСТ
9965 - 76 бойынша жүргізіледі. Мұнай құрамындағы хлоридтер мен суға
байланысты шикі мұнайды үшке бөледі.
1 Құрамында 0,5 % су және 100 мл тұз бар мұнай
2 Құрамында 1 % су және 300 мг тұзы бар мұнай
3 Құрамында 1 % су және 1800 мг тұзы бар мұнай
Мұнайда судың болуы олардың тотығуына бейімділігін күшейтіп,
технологиялық құрал – жабдықтардың коррозиясын туғызады және тұрақты су –
мұнай эмульсиясын түзуге әсерін тигізеді. Мұнайды өндіру және тасымалдау
кезінде 100 ˚С – қа дейін қайнайтын жеңіл фракциялар (метан, этан, пропан
және т.б бензин фракциясымен бірге ) біраз шығынға ұшырайды – шамамен
фракцияның 5% - і. Сондықтан мұнайды тасымалдау және өңдемес бұрын алдын
- ала өңдеу – оны даярлау жұмыстары жүргізіледі.
Өндірілетін мұнайдың әр тоннасына – 50 – 100 м серіктес газдар,
құрамында еріген тұздар бар 200- 300 кг су, 1,5 масс. % - ке дейін
ерімеген қатты қоспалар сәйкес келеді. Кейбір көп мезгіл жұмыс істеп
жатқан ұңғымаларда қаттарының аса суландыру нәтижесінде суларының мөлшері
– 90% - ке дейін жетеді, ал талап бойынша өңдеуге жіберілетін мұнайдың
құрамында судың үлесі 0,3% -тен төмен болу керек.
Тасымалдау алдында мұнай мен мұнай өнімдерінің сапасына қойылатын
МЕСТ– тің талабы мынандай:
- судың массалық үлесі, W ≤ 0,5%
- Тұздың массалық үлесі, Р ≤ 200 мгл.
Тұзсыздандырудың әдістерін айтпас бұрын, олардың пайда болу
себептерін, тұздардың мұнайды өңдегенде, тасымалдағанда,қолданғанда
тигізетін зиянды әсерлерін айту маңыздырақ.
Оттегінің мұнайдағы құрамы көп емес (0,1 – 2 %). Мұнайда келесідей
оттекті қосылыстар болады: мұнай қышқылдары мен фенолдар. Мұнайдағы
оттегінің негізгі үлесін құрамында С,Н,О элементтерінен басқа N және S
болатын заттар – шайырлар құрайды.
Мұнай қышқылдар мұнайдың орта (250 С температурада қайнайтын)
фракцияларында бірнеше пайыз мөлшерін құрайды. Мұнай қышқылдары -
құрамында алифатты және нафтен қышқылдары негізіндегі органикалық қышқыл
қоспасы.
Алифатты (май) қышқылдары мұнайда түзу тізбекті немесе изоқұрылымды
қышқылдарды құрайды.
Ароматты қышқылдар мұнайда бензол және полициклды арендердің
туындылары болып табылады.
Мұнайдан бөлініп алынған шикі мұнай қышқылдары иісі жағымсыз, қою
түсті майлы сұйықтықтар.
Мұнайдағы күкірттің құрамы 0,05 – 3 % аралығында болады. Дегенмен
жоғары күкірттенген мұнайлар да кездеседі.
Күкірт мұнайдың құрамында жай зат, күкіртсутек және органикалық
қосылыстар мен шайырлы заттар ретінде кездеседі.
Жай зат ретінде күкірт мұнайда еріген күйде кездеседі. Мұнайды
қыздыру барысында (айдау кезінде) күкірт КС шартты түрде әрекеттеседі.
Қазіргі кезде мұнайдың керосин және май фракцияларынан тұздарды бөліп
алып тастау қиын міндет болып табылады.
Өндірісте бұл заттардан арылу мақсатында гидротазалау үрдісін 300 –
450 С пен 1,7 – 7 МПа қысымда өткізеді. Бұл тазалау негізінде күкірт
қоыслыстары күкіртсутегіге дейін жүріп, оларды газдармен оңай бөліп алуға
болады. [7].
Тұздардың пайда болуы
Мұнай және мұнай шикізаттарында тұздардың пайда болу себептері өте
көп. Солардың ішіндегі ең маңыздысы, пласт суларын минералдау кезінде
пайда болатын тұздар. Мұнай кен орындарында мұнаймен бірге алынатын және
дисперсті жүйе құрайтын пласт суларында еріген минералды тұздар болады.
Химиялық құрамы бойынша пласт суларын хлорлы кальцийлі және сілтілік деп
екіге бөледі. Сілтілік тұздардың өзі хлорлы және хлор – сульфо сілтілік
деп бөлінеді. Кен орындарына байланысты пласт сулары әр түрлі мөлшерде
кездеседі. Мысалы, Ставрополобта пласт суларында 1 мг еріген тұз
кездессе, Татарстанда 300 мг – ға дейін жетеді. Пласт суларында еріген
тұздардан басқа, еріген газдар, коллоидты ерітінділер, қатты
бейорганикалық заттар т. б заттар болады. Зерттеулердің нәтижесі бойынша
көптеген мөлшерді натрий, магний, кальций хлоридтері алады.Бірақ мұнайдың
өзінде хлорлы тұздар болмайды. Олар эмульгирленген су арқылы мұнай
құрамына енеді. Кей кездерде сусыздандырғаннан кейін де мұнайда кристалл
тұздар болады. Олардың құрамы бірнеше миллиграмға жетеді.Пласт сулары
хлоридтерден басқа магний, кальций, биокарбонаттардан тұруы да мүмкін.
[9]
Тұздардың мұнай құрамына тигізетін әсері
Мұнай құрамындағы тұздар мұнайды өңдегенде көп қиыншылық туғызады.
Тұздардың мөлшері 2000 – 3000 мгл. Кей жағдайларда 0,4 – 0,3 % дейін
жетеді.Бұд жағдайда жай өңдеу жеткіліксіз. Тұздардың тигізетін әсерлері өте
көп.
Аппараттың ластануы. Ыссы аппараттардың қабырғасына тұздар жинала
бастайды. Еріген тұздар судың булануынан кейін пайда болады. Процесс
ертіндінің бетінде жүргендіктен тұз қабықша түзе бастайды. Соның
нәтижесінде аппарат ластанады.
Мұнайдың құрамындағы газ, судың және қоспалардың болуы оның
тасымалдауын және өңдеуін айтарлықтай қиындатады. Механикалық қоспалар
мұнай құбырларының ішкі бетінде эрозияның пайда болуын күшейтеді. Олар
өңдеу барысында жылуалмастырғыштардың және пештердің құбырларында шөгіп,
оларды жиі тазалау қажеттігін туғызады, яғни артық энергия жұмсауға және
өнімділігін азайтады. Аппараттың коррозиясы. Тұздары көп
мұнайдың гидролизі нәтижесінде бос тұз қышқылдары бөлінеді. Соның
нәтижесінде аппарат коррозияға ұшырайды. Тұздардың көпшілігі мазутта
қалады, ол да аппараттың коррозиясына әкеледі.
Аппараттың өнімділігінің төмендеуі. Тұздардың әсерінен пайда болатын
қабықшалар өту жолын азайтып, процесстің өнімділігін тежейді. Егер мазут
құрамында 800 – 2200 мгл хлоридтер кездессе, өнімділікті 20 %
төмендетеді.
Мұнайды өңдеу кезінде құрамында тұздары көп қалдықтыр әрі қарай өңдеуге
жарамсыз болады, яғни, өндірілетін заттардың мөлшері де азаяды. Мазут,
гудрондарды басқа таза мұнай өнімдерімен араластыруға тура келеді.
Біріншілік мұнай өнімдерінде қалатын мышьяк тұздары қымбат катализаторларды
улайды. [3].
1.5 Мұнай құрамындағы металдарды анықтау
Мұнайдың металға және күкіртке бай құрамын ескере отырып, рентген
сәулесі мен ультрадыбыс өрісінің ауыр мұнайдың гетероорганикалық құрамы
мен қасиетіне әсерін зерттедік. Алынған нәтижелерден рентген сәулесі мен
ультрадыбыс өрісі мұнайдың күрделі құрылымды бірлігіне жоғары әсер
ететіні анық байқалады. Әсіресе ультрадыбыс өрісінің нәтижесінде күкірт
концентрациясы ең төменгі мәнге жеткен, әдебиетте бұл құбылыс ультрадыбыс
өрісінің кез - келген үлгідегі фазалық ыдырау жылдамдығын жоғарылатып,
нәтижесінде күкірторганикалық қосылыстары мен микроэлементтердің талғамдық
бөлінуін жеңілдететіндігімен түсіндіріледі.[5].
Мұнайды металсыздандыру процесі цеолит минералында адсорбциялау арқылы
жүзеге асырылды. Сорбент бетіндегі қатты қалдық ыстық бензолмен жуылып,
кептірілді. Сіңірілген металдар концентрациясы (V, Ni) фотометрлік әдіс
көмегімен анықталды. Ал цеолит арқылы өткен мұнайдан жалпы күкірт
мөлшері анықталды.
Тәжірибе барысында алынған нәтижелерден ванадий, никель
концентрациясының жоғарлағанын көреміз, сорбент арқылы өткен ауыр мұнай
құрамындағы жалпы күкірт мөлшері азайған.
Рентген сәулесімен (D = 60 кГр, t = 10 мин.) басқа жағдайда өңделген
мұнайды металсыздандырудың процесі автоклав құрылғысында, сутекті ортада,
каталитикалық қоспаның (цеолит – пирит) қатысында өткізілді. Катализаторға
сіңірілген металдар спектралды анализ әдісімен анықталды, нәтижесінде
мұнайдың ауыр бөлігіндегі V, Ni, Co металдар концентрациясы жоғарлағаны
белгілі болды.
Зерттеу барысында алынған нәтижелер мұнайдың металсыздандыру және
күкіртсіздендіру процестерінде қолданыс табуы мүмкін.
Мұнайды рентген сәулесімен өңдеудің оңтайлы жағдайлары ұсынылды,
процесті осындай жағдайда жүргізу 2000С температураға дейінгі жеңіл
фракцияның шығымын 34,76 %, ванадийдің бөліну дәрежесі 62,01 %; никельдің
бөліну дәрежесі 66,32 % көтеруге мүмкіндік береді.
Осылайша, көп факторлы зерттеу негізінде ванадийдің және никельдің
бөліну дәрежелерінің кинетикалық тәуелділігі және 298 – 318 К
температуралар аралығы үшін активтену энергиясының шамалары есептелінді.
Алынған активтену энергиясының шамалары ванадийдің бөліну жылдамдығы 20,21
кДжмоль, диффузиялықтан кинетикалық аймаққа ауысу облысында жүретінін, ал
никель үшін 10,22 кДжмоль, диффузиялық аймағында өтетінін көрсетеді.
Рентген сәулесінің қатысында микроэлементтерді сорбциялық концентрлеу,
үлгінің толық ыдырауы есебінен болады және микроэлементтердің ауыр
фракцияға сандық жинақталуы ауыр мұнайдан металдарды бөліп алудың
тиімділігін жоғарлатады [2].
2 Тәжірибелік бөлім
2.1 Мұнай құрамындағы күкіртті анықтау
Энергодисперсті рентгенофлуорцентті спектрометрия әдісімен күіртті
анықтау.
Мазмұны
1 Қолдану аймағы
2 Нормативтік сілтемелер
3 Қондырғы
4 Реактивтер және материалдар
5 Қондырғыны дайындау
6 Өлшеу шарттарын стандартизациялау және калибрлеу
7 Байқауға дайындау
8 Байқауды жүргізу
9 Нәтижелерді өңдеу
10 Әдістің дәлдігі және ауытқулар
Қосымша А Қауіпсіздік ережесі
Қосымша Б Сапаны бақылау
Қосымша В Қазіргі стандартта қолданылатын нормативті құжаттардың
тізімі
Энергодисперсті рентгенофлуорцентті спектрометрия әдісімен күіртті
анықтау.
Қолдану аймағы
Қазіргі стандарттарда дизельді отында, нафта, керосинде, мұнай
қалдықтарында, майлайтын майлар негізінде, гидравликалық майларда,
реактивті отындарда, дымқыл мұнайда, бензинде (этилирленбеген) және басқа
дистиллятты мұнай өнімдерінде күкірттің массалық үлесін 0,0150% –ден
5,00%-ге дейінгі анықтау әдісі белгіленген.
Осы әдістемені қолдана отырып, күкіртті 85 және 100 метанол болатын М-
85 және М -100 отындарында немесе басқа өнімдерде талдауға болады.
Үлгіні минимальды дайындағанда, мұнайдағы және мұнай өнімдеріндегі
жалпы күкіртті тез және дәл өлшеуді осы әдіс қамтамасыз етеді. Әдетте
үлгі анализінің уақыты 2-4 мин.
Әдістің маңыздылығы мынада, зерттелетін үлгіні сәулелердің шоғына
орналастырады, рентген сәулелену көзі арқылы шығарылады. Рентген
сәулеленуінен қозған энергияны өлшейді және алынған импульстің есепші
сигналымен есепші сигналды салыстырады.
Күкіртті 0,0150% –тен 5,00%-ге дейін анықтау үшін екі топ
калибрленген үлгі қажет.
Кедергі келтіретін факторлар
Берілген бақылау әдісін қолданған кезде бөгеттің екі типі пайда болуы
мүмкін.
Спектральды бөгеттер бақыланатын үлгіде су, алкилирленген қорғасын,
кремний, фосфор, кальций, калий және галоидты қосылыстардың өлшенген
күкірт концентрациясынан 110 асатын концентрациясы кезінде пайда болады.
Спектральды бөгеттерден басқа, әр элементтің интенсивтілігінің
өзгеруіне әкелетін үлгідегі элементтің концентрациясының өзгеруінен
болатын бөгеттер де бар.
Мұндай бөгеттерге бақыланатын үлгіде көшеттердің қатынасуын
жатқызады, мұнай өнімінің эксплуатационды қасиетін жақсартартады, мысалы,
бензиндегі оксигенаттар.
Бөгеттің екі типіде қазіргі таңдағы приборларда программалық
қамтамасызданумен орны толтырылады.
Дайындаушымен ұсынылған прибор инструкциясын пайдалана отырып,
бөгеттердің автоматты түзетулерін анда – сандатексеріп отыру ұсынылады.
Жаңа жөндеу құрамын міндетті түрде тексереді.
Қауіпсіздік ережесі қосымша А-да келтірілген.
СИ жүйесінде белгіленген өлшемдер,стандартты түрде қарастырылады.
Бірліктің артықшылығы күкірттің массалық үлесі пайызбен
өлшенетіндігінде.
Қондырғы
Энергодисперсті рентгентті флуорцентті анализатор. Энергодисперсті
рентгентті флуорцентті анализатордың кез –келгенін қолданады, егер
олардың конструкциясында 3.1.1 -3.1.6 –да аталған элементтердің барлығы
болатын болса. Келесі конструктивті бөлшектер қажет:
Рентген сәулеленуінің көзі 2,5кэВ (килоэлектрон –вольт)энергиясынан
жоғары.
Үлгі үшін алмалы -салмалы кювета, ауыстырылатын рентген сәулесі үшін
органикалық полимерлі қабатпен терезелермен жабдықталған және үлгінінің
тиеуінің биіктігі 4мм –ден кем емес болуы керек.
Рентген сәуле шығару детекторының сезімталдығы 2,3кэВ жіберілетін
қабілеттілігі ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
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