Мұнай және мұнай өнімдерін тұзсыздандыру
Мазмұны
Кіріспе
1 Мұнай және мұнай өнімдерінің құрамы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 4
1.1 Мұнайдың құрамындағы тұздар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 6
1.2 Тұздардың пайда болуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 7
1.3 Тұздардың мұнай құрамына тигізетін әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 7
2 Мұнай өнімдерінде түзілетін эмульсиялар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 9
2.1 Мұнай эмульсияларының түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10
2.2 Эмульсияларды жою тәсілдері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 13
3 Мұнай және мұнай өнімдерін тұзсыздандыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... 15
3.1 Тұзсыздандырудың негізгі әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 16
4 Эксперименталды бөлім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 22
4.1 Әдістемесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 22
4.2 Жұмыстың жасалу барысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 24
Пайдаланылған әдебиеттер көзі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 29
Қосымша
Кіріспе
1 Мұнай және мұнай өнімдерінің құрамы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 4
1.1 Мұнайдың құрамындағы тұздар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 6
1.2 Тұздардың пайда болуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 7
1.3 Тұздардың мұнай құрамына тигізетін әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 7
2 Мұнай өнімдерінде түзілетін эмульсиялар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 9
2.1 Мұнай эмульсияларының түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10
2.2 Эмульсияларды жою тәсілдері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 13
3 Мұнай және мұнай өнімдерін тұзсыздандыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... 15
3.1 Тұзсыздандырудың негізгі әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 16
4 Эксперименталды бөлім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 22
4.1 Әдістемесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 22
4.2 Жұмыстың жасалу барысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 24
Пайдаланылған әдебиеттер көзі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 29
Қосымша
Кіріспе
Жұмыстың өзектілігі.
Мұнайдың құрамындағы тұздарды мұнай өнімдерінің сапасының төмендеуіне алып келетіндіктен, экономика – технологиялық көрсеткіштерін жақсарту мақсатында анықтау қажеттілігі туындайды.
Жұмыстың мақсаты.
Мұнай және мұнай өнімдерінің тұзсыздандыру әдістерін зерттеп талдау.
Жұмыстың міндеті.
Қойылған мақсатқа жету үшін келесі міндеттер қойылды:
1 Мұнай және мұнай өнімдерінің құрамын анықтау;
2 Құрамындағы тұздардың пайда болу себептерін зерттеу;
3 Тұзсыздандырудың әдістерін талдау;
4 Тұзсыздандырудың экперименталды әдістемесін жобалау.
Тірек сөздер: деэмульгатор, дисперстік орта, дисперстік фаза, гидрофильді, гидрофобты, катионды, коррозия, минералды тұздар, механикалық әдіс, мұнай, мұнай өңдеу зауыты, мұнай дисперсті жүйе, пласт суы, тұндыру, сусыздандыру, термохимиялық әдіс, тұзсыздандыру, физикалық – химиялық әдіс, эмульсия, электрлік дегидратор, электртұзсыздандыру құрылғысы.
Қысқартылған сөздер:
БАЗ – беттік активті заттар
БС – блоксополимер
КС – көмірсутек
МДЖ –мұнай дисперсті жүйе
МӨЗ – мұнай өңдеу зауыты
ЭГ – электрлік дегидратор
ЭТҚ – электртұзсыздандыру құрылғысы
Курстық жұмыс: 4 бөлімнен, 4 кестеден, 5 суреттен, 29 беттен, 17 пайдаланылған әдебиеттер көзінен, 2 қосымшадан тұрады.
Жұмыстың өзектілігі.
Мұнайдың құрамындағы тұздарды мұнай өнімдерінің сапасының төмендеуіне алып келетіндіктен, экономика – технологиялық көрсеткіштерін жақсарту мақсатында анықтау қажеттілігі туындайды.
Жұмыстың мақсаты.
Мұнай және мұнай өнімдерінің тұзсыздандыру әдістерін зерттеп талдау.
Жұмыстың міндеті.
Қойылған мақсатқа жету үшін келесі міндеттер қойылды:
1 Мұнай және мұнай өнімдерінің құрамын анықтау;
2 Құрамындағы тұздардың пайда болу себептерін зерттеу;
3 Тұзсыздандырудың әдістерін талдау;
4 Тұзсыздандырудың экперименталды әдістемесін жобалау.
Тірек сөздер: деэмульгатор, дисперстік орта, дисперстік фаза, гидрофильді, гидрофобты, катионды, коррозия, минералды тұздар, механикалық әдіс, мұнай, мұнай өңдеу зауыты, мұнай дисперсті жүйе, пласт суы, тұндыру, сусыздандыру, термохимиялық әдіс, тұзсыздандыру, физикалық – химиялық әдіс, эмульсия, электрлік дегидратор, электртұзсыздандыру құрылғысы.
Қысқартылған сөздер:
БАЗ – беттік активті заттар
БС – блоксополимер
КС – көмірсутек
МДЖ –мұнай дисперсті жүйе
МӨЗ – мұнай өңдеу зауыты
ЭГ – электрлік дегидратор
ЭТҚ – электртұзсыздандыру құрылғысы
Курстық жұмыс: 4 бөлімнен, 4 кестеден, 5 суреттен, 29 беттен, 17 пайдаланылған әдебиеттер көзінен, 2 қосымшадан тұрады.
Пайдаланылған әдебиеттер көзі
1 Логинов В. И. Обезвоживание и обессоливание нефтей. М.: «Химия», 1979, - 216
2 Ахметов С. А Технология глубокой переработки нефти и газа. Уфа: «Гилем», 2002, - 672
3 Богомолов А. И., Гайле А. А., Громов В. В. Химия нефти и газа. М.: «Химия», 1995, - 448
4 Смиридович Е. В. Технология переработки нефти и газа. М.: Химия, 1968, - 380
5 Омаралиев Т. О. Мұнай мен газ өңдеу химиясы мен технологиясы. Алматы: «Білім», 2001, - 276
6 Эрих В. И. Химия нефти и газа. Л.: «Химия», 1967, - 220
7 Дияров И. Н., Батуева И. Ю., Садыков А. Н., Саядова Л. Н. Химия нефти. Л.: «Химия», 1990, - 170
8 Вержичинская С. В., Дигуров Н. Г., Синицин С. А. Химия итехнология нефти и газа. М.: «Форум Инфра», 2007, - 400
9 Потехин В. М., Потехин В. В. Основы теории химических процессов в технологии органических веществ и нефтепереработки.Санкт − Петербург: «Химиздат», 2005, - 911
10 Капустин В. М. Технология переработки нефти. М.: «Химия», 2005, - 400
11 Бишімбаева І. Қ., Букетова А. Е. Мұнай және газ технологиясы. А.: «Білім», 2003, - 587
12 Бондаренко Б. И. Альбом технологических схем процессов переработки нефти и газа. М.: «РГУ», 2003, - 199
13 Зайцев Г. П. Обессоливание нефти/Химическая технология. 2007, №4, -60
14 Касперович А. Г., Новопашин В. Ф., Магарил Р. З., Пестов А. К. Промысловая подготовка и переработка газоконденсатов. Тюмень: «Химия», 2000, - 80
15 Каминский Э. Ф., Хавкин В. А. Глубокая переработка нефти. М.: «Техника», 2001, - 38
16 Тронов В. П. Промысловая подготовка нефти. М.: «Фэн», 2000, - 415
17 Рыбак Б. М Исследовательские работы нефтепродуктов. М.: «Химия», 2005, - 389
1 Логинов В. И. Обезвоживание и обессоливание нефтей. М.: «Химия», 1979, - 216
2 Ахметов С. А Технология глубокой переработки нефти и газа. Уфа: «Гилем», 2002, - 672
3 Богомолов А. И., Гайле А. А., Громов В. В. Химия нефти и газа. М.: «Химия», 1995, - 448
4 Смиридович Е. В. Технология переработки нефти и газа. М.: Химия, 1968, - 380
5 Омаралиев Т. О. Мұнай мен газ өңдеу химиясы мен технологиясы. Алматы: «Білім», 2001, - 276
6 Эрих В. И. Химия нефти и газа. Л.: «Химия», 1967, - 220
7 Дияров И. Н., Батуева И. Ю., Садыков А. Н., Саядова Л. Н. Химия нефти. Л.: «Химия», 1990, - 170
8 Вержичинская С. В., Дигуров Н. Г., Синицин С. А. Химия итехнология нефти и газа. М.: «Форум Инфра», 2007, - 400
9 Потехин В. М., Потехин В. В. Основы теории химических процессов в технологии органических веществ и нефтепереработки.Санкт − Петербург: «Химиздат», 2005, - 911
10 Капустин В. М. Технология переработки нефти. М.: «Химия», 2005, - 400
11 Бишімбаева І. Қ., Букетова А. Е. Мұнай және газ технологиясы. А.: «Білім», 2003, - 587
12 Бондаренко Б. И. Альбом технологических схем процессов переработки нефти и газа. М.: «РГУ», 2003, - 199
13 Зайцев Г. П. Обессоливание нефти/Химическая технология. 2007, №4, -60
14 Касперович А. Г., Новопашин В. Ф., Магарил Р. З., Пестов А. К. Промысловая подготовка и переработка газоконденсатов. Тюмень: «Химия», 2000, - 80
15 Каминский Э. Ф., Хавкин В. А. Глубокая переработка нефти. М.: «Техника», 2001, - 38
16 Тронов В. П. Промысловая подготовка нефти. М.: «Фэн», 2000, - 415
17 Рыбак Б. М Исследовательские работы нефтепродуктов. М.: «Химия», 2005, - 389
Мазмұны
Кіріспе
1 Мұнай және мұнай өнімдерінің 4
құрамы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.1 Мұнайдың құрамындағы 6
тұздар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.2 Тұздардың пайда 7
болуы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... .
... .
1.3 Тұздардың мұнай құрамына тигізетін 7
әсері ... ... ... ... ... ... ... . ... ...
2 Мұнай өнімдерінде түзілетін 9
эмульсиялар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.1 Мұнай эмульсияларының 10
түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2.2 Эмульсияларды жою 13
тәсілдері ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ...
3 Мұнай және мұнай өнімдерін 15
тұзсыздандыру ... ... ... ... ... . ... ... ... ...
3.1 Тұзсыздандырудың негізгі 16
әдістері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ...
4 Эксперименталды 22
бөлім ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... .
4.1 22
Әдістемесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ... ... ... ..
4.2 Жұмыстың жасалу 24
барысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
...
Пайдаланылған әдебиеттер 29
көзі ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... .
.
Қосымша
Кіріспе
Жұмыстың өзектілігі.
Мұнайдың құрамындағы тұздарды мұнай өнімдерінің сапасының төмендеуіне
алып келетіндіктен, экономика – технологиялық көрсеткіштерін жақсарту
мақсатында анықтау қажеттілігі туындайды.
Жұмыстың мақсаты.
Мұнай және мұнай өнімдерінің тұзсыздандыру әдістерін зерттеп талдау.
Жұмыстың міндеті.
Қойылған мақсатқа жету үшін келесі міндеттер қойылды:
1 Мұнай және мұнай өнімдерінің құрамын анықтау;
2 Құрамындағы тұздардың пайда болу себептерін зерттеу;
3 Тұзсыздандырудың әдістерін талдау;
4 Тұзсыздандырудың экперименталды әдістемесін жобалау.
Тірек сөздер: деэмульгатор, дисперстік орта, дисперстік фаза,
гидрофильді, гидрофобты, катионды, коррозия, минералды тұздар, механикалық
әдіс, мұнай, мұнай өңдеу зауыты, мұнай дисперсті жүйе, пласт суы, тұндыру,
сусыздандыру, термохимиялық әдіс, тұзсыздандыру, физикалық – химиялық
әдіс, эмульсия, электрлік дегидратор, электртұзсыздандыру құрылғысы.
Қысқартылған сөздер:
БАЗ – беттік активті заттар
БС – блоксополимер
КС – көмірсутек
МДЖ –мұнай дисперсті жүйе
МӨЗ – мұнай өңдеу зауыты
ЭГ – электрлік дегидратор
ЭТҚ – электртұзсыздандыру құрылғысы
Курстық жұмыс: 4 бөлімнен, 4 кестеден, 5 суреттен, 29 беттен, 17
пайдаланылған әдебиеттер көзінен, 2 қосымшадан 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 tқайнау. 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 жәнеизоалкан жоқ, тармақталған изоалкан 8-9 %.Грозевая Сопка,
Нафталан ( Азербайжан ), Ресей ( Батыс Сібір)[1].
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 [2].
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;
2 Циклоолефиндер (циклогексен, циклопентен және олардың гомологтары);
3 Бүйір тізбегінде қос байланысы бар ароматтық көмірсутектер жатады
(стирол) [3].
1. Мұнайдың 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 [4].
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 [5].
1.2 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 [6].
1.3 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 [7].
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 [8].
1. Мұнай өнімдерінде түзілетін эмульсиялар
Мұнайда әрқашанда қаттық сулар болады. Әдетте қаттық судың құрамында 30
– 35% шамасында еріген тұздар – натрий, кальций, магний хлоридтері мен
бикарбонаттары, ал карбонаттары мен суьфаттары сирек кездеседі. Оның ішінде
хлоридтер өте зиянды. Суда еритін және ерімейтін тұздар жылуалмастырғыштар
мен пештер құбырларының қабырғаларына отырады да, соның нәтижесінде олардың
жылубергіш коэффицентінің шамасы емиді. Суда еритін хлоридтер
гидролизденбейді, олар электрохимиялық коррозиясының ұйытқысы болып
саналады.
Қаттық судың көбісі ерімейтін қатты қоспалар мен бірге мұнайдан үлкен
резервуарларда тұндыру арқылы бөледі.Соңғы сусыздандыру мен тұзсыздандыру
процесі арнайы қондырғыларда жүргізіледі. Осы екі процестің мәні – мұнай
эмульсиясын бұзу болып табылады.
Эмульсия деп өзара ерімейтін сұйықтарды немесе ерітінділерді
араластырғанда түзілетін системаларды айтады. Эмульсияларда бір сұйық
екіншісінде ұсақ тамшылар түрінде таралған.
Эмульсиялар, оның ішінде мұнай эмульсиялары, өзара ерімейтін екі
сұйықты қатты араластырғанда біреуі екіншісінде дисперленетін, яғни ұсақ
тамшылар түрінде таралатын болғанда түзіледі.
Ұзақ уақыт сақталу кезінде кәдімгі жағдайда мұнай эмульсиялары екі
сұйық фазаға өздігінен бөлінуі мүмкін. Алайда көп жағдайда екі сұйық фазаға
бөліну жартылай жүреді де, су мен мұнай қабаттарының арасында аралық
эмульсиялық қабаттар қалады. Эмульсиялардың тұтқырлығы су мен мұнайдың
тұтқырлықтарынан әлдеқайда жоғары болып келеді.
Мұнай эмульсиясы деп бip-бipінде ерімейтін және ұсақ дисперсті
бытыраңқы күйде болатын мұнай мен қабат суларының механикалық қоспасын
айтамыз.
Қабатта және ұңғыма түбінде эмульсия түзілмейді. Олар ұңғы ойпатында
түзіледі, сол себепті эмульсияның түзілу қарқынына ұңғыны пайдалану тиесілі
әсер етеді [9].
Фонтанды ұңғыларда, егер ұңғыма өнімде су болса, онда қысымның
төмендеуі әсерінен бөлінетін газдық көбіктер себебінен сұйықтардың қарқынды
араласуы байқалады, яғни неғұрлым тұрақты эмульсиялардың түзілуіне жағдай
жасайды.
Бұл процесс әсіресе, штуцер арқылы су аралас мұнай өткен кезде қатты
журеді.
Газлифті ұңғымаларда эмульсиялардың түзілу жағдайы фонтанды
ұңғылардыкыне ұқсас, бipaқ та әрлифті (ауаны) қолданған кезде неғұрлым
тұрақты эмульсиялар түзіледі бұл эмульгатор болып табылатын нафтенді
қышқылдың тотықтапуымен түсіндіріледі
Штапты сораптарды колдана отырып ұңғыны терең сораптар мен пайдалану
кезінде эмульсиялардың түзілуіне жағдай жасайтын факторлар: плунжерден жүру
ұзындығы, минуттағы жүріс саны, сорап клапандарының өлшемдері epкiн газдың
болуы, сораптың динамикалық деңгейден төмен батырылуы, сораптың толу
дәрежесі және т.б.
Электрлі ортадан тепкіш сораптарды қолдану кезінде, сораптың әpбip
сатысында газдысұйық, қоспасының қарқынды араласуы жүреді, осының
нәтижесінде эмульсиялар түзіледі. Неғұрлым тұрақты эмульсиялар электрлі
ортадан тепкіш сорапты кондырғыны қолдану кезінде байқалса, ал тұрақсыз
эмульсиялар бұрандалы (винтті) сорапты колдану кезінде байқалады. Құбырлар
бойында эмульсиялардың түзілуіне турбулентті ағын энергиясы себеп болады.
Құбырлардағы кысымның үлкен өзгepici, газдыц бүлкілдеуі (пульсациясы),
ысырмалардың болуы, бұрылыстар мен басқа да жергілікті кедергілері
мұнайдағы су тамшыларының қарқынды ұсақталуына (диспергирленуіне) жағдай
жасайды.
Эмульсиялардың түзілуіне сондай-ақ парафиндерде әсер етеді. Өйткені
олар құбырлардың өту қимасыи тарылтып және ағу жылдамдығын арттырады,
осыған байланысты сұйықтардың араласуы кушейеді.
Осылайша, мынадай қорытынды жасауға болады, яғни мұнай эмульсиясы
келесі түрде корінетін эпергиялар әсерінен пайда болады:
механикалық энергия; газдың ұлғаю энергиясы; ауырлық күші әсерінен
пайда болатын энергия.
Мұнай эмульсиясындағы су тамшыларының өлшемі жұмсалған энергия
мөлшеріне кepi пропорционал. Ұңғы өнімінің сулануы 40-60%-ке жеткен кезде
эмульсияның түзілу процесс қарқынды жүреді, яғни жүйе жоғары тұтқырлық және
тиксотроптық қасиеттер әсерінен ағымдылығын жоғалтады.
Бұл жағдайларда жүйеге ертерек реагент - деэмульгаторды енгізу
усынылады [10].
2. 1 Мұнай эмульсияларының түрлері
Мұнай эмульсиялары көбінесе кері эмульсиялар, яғни су мұнайдың
көлемінде тамшылар түрінде таралған системалар түрінде кездеседі.Мұндай
системаларда дисперстік орта – мұнай, дисперстік фаза – су. Эмульсиялардың
бұл түрі гидрофобты деп саналады.
Тура эмульсиялар, яғни мұнай тамшылары сулы ортада біркелкі таралған
системалар сирек кездеседі. Мұндай эмульсиялар гидрофильді болып саналады
(1 кесте).
Селективті еріткіштердігі сулы-мұнай эмульсиясы, майлы фракцияның
ерітінділері, сұйық эмульсияның классикалық мысалдары.Сұйық диперсионды
орталы МДЖ ішіндегі көбі-зольдер, гельдер, супензялар.Оларға отынның,
майдың барлық түрлері, нативті мұнай және битумдар.Мұнай зольдері ретінде
аз концентрленген МДЖ қолданылады
Мұнай эмульсиясының жіктелуі [6].
Эмульсияларды ішкі фазаға және сыртқы бөлікке боледі. Құрамында басқа
сұйықтардың ұсақ тамшылары бар сұйықты дисперсті орта (сыртқы, жалпы фаза)
деп, ал дисперсті ортада ұсак тамшылар турінде орналасатын сұйықты
дисперсті фаза (айрылған фаза) деп атайды.
Дисперсті орта мен дисперсті фазаныңц сипаты бойынша эмульсияларды екі
түрге боледі: I - тура турдегі (судағы мұнай), оларды (МС) деп белгілейді.
II - Kepi түрдегі (мұнайдағы су), оларды (СМ) деп белгілейді.
(МС) - эмульсиясында сыртқы фаза ролін су атқарады, сондықтан олар кез-
келген арақатынастағы сумен жақсы араласады және жоғарғы электрөткізтікке
ие болады, ал СМ эмульсиясы тек қана көмірсутегі сұйықтармен араласады
және электрөткізгіш қасиеті болмайды.
Түзілетін эмульсия түpi мұнай мен су көлемдерінің арақатынасына
байланысты және қай сұйықтың көлемі көп болса, сол сыртқы орта болып
табылады.
Бірақ та, эмульгаторлардың ( яғни асфальтендер, нафтендер, шайырлар,
парафиндер, тұздар және механикалық қоспалар) қатыстырылуымен мұнай мен
судың араласуы кезінде түзілетін эмульсия түрлері өзгереді, өйткені,
гидрофобтық қасиеттері бар эмульгаторлар (яғни суда ерімейтін, ал мұнайда
еритін) СМ - (мұнайдағы су) түріндегі эмульсиясы тузіледі, ал гидрофильді
қасиетке ие эмульгаторлар (суда epитін) (МС) (судағы мұнай) түріндегі
эмульсияны түзеді.
Көпшілік жағдайында, эмульсиядағы судың мөлшерін әдетте олардыың түci
бойынша шамалайды:
- құрамында 10%-ке дейін суы бар эмульсияның түci мұнайдан
ерекшеленбейді.
- 5-тен- 20% дейін суы бар эмульсияның түci қоңырдан сарыға дейін
өзгереді.
- 25% - астам су болса - сары түске ие болады.
Кез-келген дисперсті жүйелердің, соның ішінде мұнайлы өнімдердің
классикалық белгісі-дисперсті фазаның және дисперсионды ортаның, яғни
гетерогенділіктің агрегаттық күйінің әр түрлілігі.
МДЖ – бұл олеодисперсті жүйелер, дисперсті орта полярсыз немесе аз
полярлы, дисперсті фаза ретінде САВ, парафиндер немесе жүйеге арнайы
қосылатын синтетикалық қоспалар, сонымен қатар технологиялық жабдықтардың
коррозиясының өнімдері, механикалық қоспалар болады.
Агрегаттық күйі бойынша дисперсті фаза және дисперсионды ортадан
тұратын екі фазалы МДЖ-н 8 түрге бөлуге болады. Көптеген жағдайда реалды
мұнай жүйелері көшіруде, өңдеуде және қолдануда полигетерогенді болады,
яғни үш және одан да көп фазадан тұрады.
Мысалы, мұнай атмосфералық айдау процестерінде екі дисперсті фазалы МДЖ
болып келеді.Біріншісі-төмен қайнайтын компоненттердің қайнауы есебінен
түзілетін-газды, екіншісі-нативті асфальтендер қатысқандықтан-қатты.Көшіру
процесінде мұнайлы және газ конденсатты жүйелер бір мезгілде дипергирленген
күйде болатын қатты және газды фазалы МДЖ.
Кесте 1
Мұнай эмульсияларының түрлері
Мұнай эмульсиялары
Құрамы Су мұнайда таралған Мұнай суда таралған
эмульсия түрі эмульсия түрі
Дисперстік орта Мұнай Су
Дисперстік фаза Су Мұнай
Қасиеттері Гидрофобты: суда қалқып Гидрофильді: суда
шығады, бензинде біркелкібіркелкі таралады,
таралады бензинде батады
Эмульсияларды бұзу үшін тамшылардың бір-бірімен соқтығысуына жағдай
туғызу қажет, яғни нәтижесінде олар бір-бірімен бірігіп ірі тамшыларға
айналып және сұйықтардың қабаттарға бөлінуіне мүмкіндік жасауы.
Эмульсациялау үшін және тұзсыздандыру үшін көптеген әдістер
қолданылады.
Олардың түрлері негізінен біріншіден, эмульсияға байланысты. Мысалы,
кейбіреулері тұнбаға түссе, ал біреулері тұнбаға мүлдем түспей химиялық
әдістер арқылы алынады. Электрогидратацияға ұшырайтын эмульсиялар да
болады.
Екіншіден, деэмульсациялау әдісін таңдауда зауыттардағы жергілікті
шарттарға байланысты. Тасымалдау алыс болған жағдайда деэмульсациядан бас
тартуы да мүмкін. Ауыз суы жоқ зауыттар тұзсыздандыру процесін мүлде
жүргізбейді.
Эмульсияларды бұзу үшін тамшылардың бір- бірімен соқтығысуына жағдай
туғызу қажет, яғни нәтижесінде олар бір-бірімен бірігіп ірі тамшыларға
айналып және сұйықтардың қабаттарға бөлінуіне мүмкіндік жасауы.
Мұнай суспензиялары - бұл орташа және ірі дисперсті МДЖ. Бос дисперсті
кейде суспензия. Мысалы құрамында дипергирленген асфальтендерден басқа
парафинді бөлшектері бар мұнай [11].
2. 2 Мұнай эмульсияларын жою
Мұнайда беттік қозғалғыштығы жоғары эмульсиялардың болу себептері:
1. Адсорбционды қабықшаның еруі
2. Тұрақсыз эмульсияның пайда болуы
3. Эмульсияны тұрақтандыратын эмульгатордың жойылуы
Соның әсерінен мұнай-су эмульсиясының дестабилизацися жүреді. Тұрақты
эмульсиядан тұрақсызға ауысып тұнады. Дестабилизация өз кезегінде екі
сатыдан тұрады: а) деэмульгатордың эмульсия бетіне енгізілуі, яғни
диффузионды процесс болып табылады; б) мұнай эмульгаторының әсерінен пайда
болған қабықшаның үзілуі.
Тұзсыздандыру және сусыздандыру құрылғыларында суда еритін, суда
ерімейтін және мұнайда еритін деэмульгаторлар қолданылады. Соңғы аталғаны
жиі қолданылады. Себебі ол :
- мұнаймен жақсы араласады, сумен оңай шайылады және ақаба суларды
ластамайды;
- мұнайда тұрақты эмульсиялардың пайда болуын тежейді;
- оңай қозғалғыш сұйық болғандықтан қату температурасы төмен және
еріткішсіз қолдана беруге болады.
Мұнайда ерімейтін деэмульгаторлар үшін еріткіш ретінде төмен
молекулярлы спирттер, ароматты көмірсутектер және оның әртүрлі қосылыстары
қолданылады.
Суда еритін деэмульгаторларды 1 – 2% - ды сулы еріткіштер ретінде
қолданады.
Қазіргі таңда деэмульгаторларға қойылатын талаптар:
- жоғарғы деэмульгациялық активті, улы емес, арзан, ыңғайлы;
- бактерицидтік қасиеті жоқ және металлды коррозияға ұшырату қабілеті
төмен болу керек.
Бұл талаптардың барлығына дерлік ионогенсіз деэмульгаторлар сәйкес
келеді. Олар бұрын қолданып келген ионогенді деэмульгаторларды қолданыстан
толық ығыстырып кең қолданып келеді [12].
Механикалық қоспалары, күкірт, тұз, суы бар жоғары тұтқыр мұнайдың
құрамындағы берік эмульсияларды жою қиынға соғып отыр. Химиялық реагент
қосу арқылы эмульсияларды жою кезінде мұнайдың, стабилизатордың қасиеттерін
жойып жібереді.
Эмульсиялардың қосылуы нәтижесінде мұнайда жоғарғы тұтқыр массалар
пайда болуы мүмкін.
Қазіргі уақытта өндірілген деэмульгаторлардың ішінен Нафтенол – Д жиі
қолданылады. Сонымен қатар шет елдермен өндірілетін дисольван, кемеликс,
сепарол сияқты деэмульгаторлардан кем түспейді. Соған орай келесі міндеттер
орындалады:
- әртүрлі технологиялық параметрлер мен химиялық табиғатына
байланысты кең құрылымды деэмульгаторларды өндіру;
- әр мұнай түріне байланысты деэмульгатор түрін анықтау;
- деэмульгаторларды өндіру үшін көп компонентті жоғары эффективті
заттарды өндіру.
Деэмульгатордың негізгі компоненті алкилен оксидінің блогсополимерлері,
фенолформальдегидті шайырлар, әртүрлі химиялық құрылымды және модификациялы
полиэфирлер болып табылады. Осы компоненттердің қасиетіне байланысты
деэмульгаторлардың түрлері де әртүрлі болады.
Химико – ГАНГ фирмасы қалдықсыз технологияны қолдайтын
болғандықтан әртүрлі БАЗ – ды ойлап шығарды. Соның ішінде БС – молекулалық
массасы 3000 – ға тең этилен, пропилен оксидтерінің блогсоплимерлер;
молекулалық массасы 2500 – ға тең нафтенол кең қолданылады.
Қазіргі уақытта фенолформальдегид шайырының негізінде БАЗ – ды көп
өндірмейді. Дегенмен, фенолформальдегидтен жасалған деэмульгаторлар
тұзсыздандыру және сусыздандыру процесінде өте көп қолданылады [13].
3 Мұнай және мұнай өнімдерін тұзсыздандыру
Мұнайдың құрамындағы тұздарды бөліп алуды – тұзсыздандыру деп атайды.
Процесс мұнай эмульсияларын бұзуға негізделген. Тұзсыздандыру кезінде
сусыздандырылған мұнайды тұщы сумен араластырады да, тағы эмульсия алады.
Соннан соң ол эмульсияны қайтадан бұзады. Мұнайды шапшаң түрде сумен
араластырғанда тұрақты эмульсиялар түзіледі.
Өндірісте мұнайдан су мен тұзды бөлу үшін эмульсияларды бұзудың
қосарланған әдістерін – термохимиялық, электрохимиялық және басқалары
қолданылады.
Мұнайдан тұздар мен суды бөлудің электрохимиялық қондырғысын
электртұзсыздандырушы (ЭТҚ) деп атайды. Оларды кен орындарында және МӨЗ –
да пайдаланады. Қазіргі кезде ЭТҚ іс жүзінде барлық МӨЗ құрамында бар.
Көптеген зауыттарда электртұзсыздандыру қондырылғылармен біріктіріліп
тұрғызылады да олардың бір бөлігін құрайды.
Қондырғының ең негізгі аппараты электрдигидратор – электродтармен
жабдықталған сыйымдылық, оларға жоғаы кернеулі айнымалы ток қосылады. МӨЗ
–да 3 түрлі конструкциялы ЭТҚ электргидраттары қолданылады: тік орналасқан,
шар тәрізді, көлденең(2 сурет).
а) шар тәрізді; б) тік цилиндр тәрізді; в) горизонталді.
1 сурет. Электродегидратор конструкциясы
Тік цилиндр тәрізді электрогидраторлардың қуаты көп емес және сондықтан
оларды барлық жерлерде жаңа конструкциялы аппараттармен алмастыруда.
Шар тәрізді электрогидраторлар өте үлкен және оларды жасау көп металл
шығымын талап етеді.
Көлденең электрогидраторлардың жақсы жағы - мұнайдың жүру жолы
ұзындау, аппараттағы мұнайдың болу уақыты көптеу, себебі шикі затты
өндіретін жер басқа конструкциялы жабдықтарға қарағанда төмен орналасқан.
Одан бөлек горизонталды электрогидраторларда мұнайда тұнған тұз
ерітіндісінің қабатына төменгі электрод астына бергенде, мұнайдың осы
ерітіндімен әрекеттесуі болады және судың үлкен бөлшектері, мұнай
электродтар ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе
1 Мұнай және мұнай өнімдерінің 4
құрамы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.1 Мұнайдың құрамындағы 6
тұздар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.2 Тұздардың пайда 7
болуы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... .
... .
1.3 Тұздардың мұнай құрамына тигізетін 7
әсері ... ... ... ... ... ... ... . ... ...
2 Мұнай өнімдерінде түзілетін 9
эмульсиялар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.1 Мұнай эмульсияларының 10
түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2.2 Эмульсияларды жою 13
тәсілдері ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ...
3 Мұнай және мұнай өнімдерін 15
тұзсыздандыру ... ... ... ... ... . ... ... ... ...
3.1 Тұзсыздандырудың негізгі 16
әдістері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ...
4 Эксперименталды 22
бөлім ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... .
4.1 22
Әдістемесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ... ... ... ..
4.2 Жұмыстың жасалу 24
барысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
...
Пайдаланылған әдебиеттер 29
көзі ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... .
.
Қосымша
Кіріспе
Жұмыстың өзектілігі.
Мұнайдың құрамындағы тұздарды мұнай өнімдерінің сапасының төмендеуіне
алып келетіндіктен, экономика – технологиялық көрсеткіштерін жақсарту
мақсатында анықтау қажеттілігі туындайды.
Жұмыстың мақсаты.
Мұнай және мұнай өнімдерінің тұзсыздандыру әдістерін зерттеп талдау.
Жұмыстың міндеті.
Қойылған мақсатқа жету үшін келесі міндеттер қойылды:
1 Мұнай және мұнай өнімдерінің құрамын анықтау;
2 Құрамындағы тұздардың пайда болу себептерін зерттеу;
3 Тұзсыздандырудың әдістерін талдау;
4 Тұзсыздандырудың экперименталды әдістемесін жобалау.
Тірек сөздер: деэмульгатор, дисперстік орта, дисперстік фаза,
гидрофильді, гидрофобты, катионды, коррозия, минералды тұздар, механикалық
әдіс, мұнай, мұнай өңдеу зауыты, мұнай дисперсті жүйе, пласт суы, тұндыру,
сусыздандыру, термохимиялық әдіс, тұзсыздандыру, физикалық – химиялық
әдіс, эмульсия, электрлік дегидратор, электртұзсыздандыру құрылғысы.
Қысқартылған сөздер:
БАЗ – беттік активті заттар
БС – блоксополимер
КС – көмірсутек
МДЖ –мұнай дисперсті жүйе
МӨЗ – мұнай өңдеу зауыты
ЭГ – электрлік дегидратор
ЭТҚ – электртұзсыздандыру құрылғысы
Курстық жұмыс: 4 бөлімнен, 4 кестеден, 5 суреттен, 29 беттен, 17
пайдаланылған әдебиеттер көзінен, 2 қосымшадан 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 tқайнау. 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 жәнеизоалкан жоқ, тармақталған изоалкан 8-9 %.Грозевая Сопка,
Нафталан ( Азербайжан ), Ресей ( Батыс Сібір)[1].
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 [2].
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;
2 Циклоолефиндер (циклогексен, циклопентен және олардың гомологтары);
3 Бүйір тізбегінде қос байланысы бар ароматтық көмірсутектер жатады
(стирол) [3].
1. Мұнайдың 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 [4].
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 [5].
1.2 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 [6].
1.3 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 [7].
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 [8].
1. Мұнай өнімдерінде түзілетін эмульсиялар
Мұнайда әрқашанда қаттық сулар болады. Әдетте қаттық судың құрамында 30
– 35% шамасында еріген тұздар – натрий, кальций, магний хлоридтері мен
бикарбонаттары, ал карбонаттары мен суьфаттары сирек кездеседі. Оның ішінде
хлоридтер өте зиянды. Суда еритін және ерімейтін тұздар жылуалмастырғыштар
мен пештер құбырларының қабырғаларына отырады да, соның нәтижесінде олардың
жылубергіш коэффицентінің шамасы емиді. Суда еритін хлоридтер
гидролизденбейді, олар электрохимиялық коррозиясының ұйытқысы болып
саналады.
Қаттық судың көбісі ерімейтін қатты қоспалар мен бірге мұнайдан үлкен
резервуарларда тұндыру арқылы бөледі.Соңғы сусыздандыру мен тұзсыздандыру
процесі арнайы қондырғыларда жүргізіледі. Осы екі процестің мәні – мұнай
эмульсиясын бұзу болып табылады.
Эмульсия деп өзара ерімейтін сұйықтарды немесе ерітінділерді
араластырғанда түзілетін системаларды айтады. Эмульсияларда бір сұйық
екіншісінде ұсақ тамшылар түрінде таралған.
Эмульсиялар, оның ішінде мұнай эмульсиялары, өзара ерімейтін екі
сұйықты қатты араластырғанда біреуі екіншісінде дисперленетін, яғни ұсақ
тамшылар түрінде таралатын болғанда түзіледі.
Ұзақ уақыт сақталу кезінде кәдімгі жағдайда мұнай эмульсиялары екі
сұйық фазаға өздігінен бөлінуі мүмкін. Алайда көп жағдайда екі сұйық фазаға
бөліну жартылай жүреді де, су мен мұнай қабаттарының арасында аралық
эмульсиялық қабаттар қалады. Эмульсиялардың тұтқырлығы су мен мұнайдың
тұтқырлықтарынан әлдеқайда жоғары болып келеді.
Мұнай эмульсиясы деп бip-бipінде ерімейтін және ұсақ дисперсті
бытыраңқы күйде болатын мұнай мен қабат суларының механикалық қоспасын
айтамыз.
Қабатта және ұңғыма түбінде эмульсия түзілмейді. Олар ұңғы ойпатында
түзіледі, сол себепті эмульсияның түзілу қарқынына ұңғыны пайдалану тиесілі
әсер етеді [9].
Фонтанды ұңғыларда, егер ұңғыма өнімде су болса, онда қысымның
төмендеуі әсерінен бөлінетін газдық көбіктер себебінен сұйықтардың қарқынды
араласуы байқалады, яғни неғұрлым тұрақты эмульсиялардың түзілуіне жағдай
жасайды.
Бұл процесс әсіресе, штуцер арқылы су аралас мұнай өткен кезде қатты
журеді.
Газлифті ұңғымаларда эмульсиялардың түзілу жағдайы фонтанды
ұңғылардыкыне ұқсас, бipaқ та әрлифті (ауаны) қолданған кезде неғұрлым
тұрақты эмульсиялар түзіледі бұл эмульгатор болып табылатын нафтенді
қышқылдың тотықтапуымен түсіндіріледі
Штапты сораптарды колдана отырып ұңғыны терең сораптар мен пайдалану
кезінде эмульсиялардың түзілуіне жағдай жасайтын факторлар: плунжерден жүру
ұзындығы, минуттағы жүріс саны, сорап клапандарының өлшемдері epкiн газдың
болуы, сораптың динамикалық деңгейден төмен батырылуы, сораптың толу
дәрежесі және т.б.
Электрлі ортадан тепкіш сораптарды қолдану кезінде, сораптың әpбip
сатысында газдысұйық, қоспасының қарқынды араласуы жүреді, осының
нәтижесінде эмульсиялар түзіледі. Неғұрлым тұрақты эмульсиялар электрлі
ортадан тепкіш сорапты кондырғыны қолдану кезінде байқалса, ал тұрақсыз
эмульсиялар бұрандалы (винтті) сорапты колдану кезінде байқалады. Құбырлар
бойында эмульсиялардың түзілуіне турбулентті ағын энергиясы себеп болады.
Құбырлардағы кысымның үлкен өзгepici, газдыц бүлкілдеуі (пульсациясы),
ысырмалардың болуы, бұрылыстар мен басқа да жергілікті кедергілері
мұнайдағы су тамшыларының қарқынды ұсақталуына (диспергирленуіне) жағдай
жасайды.
Эмульсиялардың түзілуіне сондай-ақ парафиндерде әсер етеді. Өйткені
олар құбырлардың өту қимасыи тарылтып және ағу жылдамдығын арттырады,
осыған байланысты сұйықтардың араласуы кушейеді.
Осылайша, мынадай қорытынды жасауға болады, яғни мұнай эмульсиясы
келесі түрде корінетін эпергиялар әсерінен пайда болады:
механикалық энергия; газдың ұлғаю энергиясы; ауырлық күші әсерінен
пайда болатын энергия.
Мұнай эмульсиясындағы су тамшыларының өлшемі жұмсалған энергия
мөлшеріне кepi пропорционал. Ұңғы өнімінің сулануы 40-60%-ке жеткен кезде
эмульсияның түзілу процесс қарқынды жүреді, яғни жүйе жоғары тұтқырлық және
тиксотроптық қасиеттер әсерінен ағымдылығын жоғалтады.
Бұл жағдайларда жүйеге ертерек реагент - деэмульгаторды енгізу
усынылады [10].
2. 1 Мұнай эмульсияларының түрлері
Мұнай эмульсиялары көбінесе кері эмульсиялар, яғни су мұнайдың
көлемінде тамшылар түрінде таралған системалар түрінде кездеседі.Мұндай
системаларда дисперстік орта – мұнай, дисперстік фаза – су. Эмульсиялардың
бұл түрі гидрофобты деп саналады.
Тура эмульсиялар, яғни мұнай тамшылары сулы ортада біркелкі таралған
системалар сирек кездеседі. Мұндай эмульсиялар гидрофильді болып саналады
(1 кесте).
Селективті еріткіштердігі сулы-мұнай эмульсиясы, майлы фракцияның
ерітінділері, сұйық эмульсияның классикалық мысалдары.Сұйық диперсионды
орталы МДЖ ішіндегі көбі-зольдер, гельдер, супензялар.Оларға отынның,
майдың барлық түрлері, нативті мұнай және битумдар.Мұнай зольдері ретінде
аз концентрленген МДЖ қолданылады
Мұнай эмульсиясының жіктелуі [6].
Эмульсияларды ішкі фазаға және сыртқы бөлікке боледі. Құрамында басқа
сұйықтардың ұсақ тамшылары бар сұйықты дисперсті орта (сыртқы, жалпы фаза)
деп, ал дисперсті ортада ұсак тамшылар турінде орналасатын сұйықты
дисперсті фаза (айрылған фаза) деп атайды.
Дисперсті орта мен дисперсті фазаныңц сипаты бойынша эмульсияларды екі
түрге боледі: I - тура турдегі (судағы мұнай), оларды (МС) деп белгілейді.
II - Kepi түрдегі (мұнайдағы су), оларды (СМ) деп белгілейді.
(МС) - эмульсиясында сыртқы фаза ролін су атқарады, сондықтан олар кез-
келген арақатынастағы сумен жақсы араласады және жоғарғы электрөткізтікке
ие болады, ал СМ эмульсиясы тек қана көмірсутегі сұйықтармен араласады
және электрөткізгіш қасиеті болмайды.
Түзілетін эмульсия түpi мұнай мен су көлемдерінің арақатынасына
байланысты және қай сұйықтың көлемі көп болса, сол сыртқы орта болып
табылады.
Бірақ та, эмульгаторлардың ( яғни асфальтендер, нафтендер, шайырлар,
парафиндер, тұздар және механикалық қоспалар) қатыстырылуымен мұнай мен
судың араласуы кезінде түзілетін эмульсия түрлері өзгереді, өйткені,
гидрофобтық қасиеттері бар эмульгаторлар (яғни суда ерімейтін, ал мұнайда
еритін) СМ - (мұнайдағы су) түріндегі эмульсиясы тузіледі, ал гидрофильді
қасиетке ие эмульгаторлар (суда epитін) (МС) (судағы мұнай) түріндегі
эмульсияны түзеді.
Көпшілік жағдайында, эмульсиядағы судың мөлшерін әдетте олардыың түci
бойынша шамалайды:
- құрамында 10%-ке дейін суы бар эмульсияның түci мұнайдан
ерекшеленбейді.
- 5-тен- 20% дейін суы бар эмульсияның түci қоңырдан сарыға дейін
өзгереді.
- 25% - астам су болса - сары түске ие болады.
Кез-келген дисперсті жүйелердің, соның ішінде мұнайлы өнімдердің
классикалық белгісі-дисперсті фазаның және дисперсионды ортаның, яғни
гетерогенділіктің агрегаттық күйінің әр түрлілігі.
МДЖ – бұл олеодисперсті жүйелер, дисперсті орта полярсыз немесе аз
полярлы, дисперсті фаза ретінде САВ, парафиндер немесе жүйеге арнайы
қосылатын синтетикалық қоспалар, сонымен қатар технологиялық жабдықтардың
коррозиясының өнімдері, механикалық қоспалар болады.
Агрегаттық күйі бойынша дисперсті фаза және дисперсионды ортадан
тұратын екі фазалы МДЖ-н 8 түрге бөлуге болады. Көптеген жағдайда реалды
мұнай жүйелері көшіруде, өңдеуде және қолдануда полигетерогенді болады,
яғни үш және одан да көп фазадан тұрады.
Мысалы, мұнай атмосфералық айдау процестерінде екі дисперсті фазалы МДЖ
болып келеді.Біріншісі-төмен қайнайтын компоненттердің қайнауы есебінен
түзілетін-газды, екіншісі-нативті асфальтендер қатысқандықтан-қатты.Көшіру
процесінде мұнайлы және газ конденсатты жүйелер бір мезгілде дипергирленген
күйде болатын қатты және газды фазалы МДЖ.
Кесте 1
Мұнай эмульсияларының түрлері
Мұнай эмульсиялары
Құрамы Су мұнайда таралған Мұнай суда таралған
эмульсия түрі эмульсия түрі
Дисперстік орта Мұнай Су
Дисперстік фаза Су Мұнай
Қасиеттері Гидрофобты: суда қалқып Гидрофильді: суда
шығады, бензинде біркелкібіркелкі таралады,
таралады бензинде батады
Эмульсияларды бұзу үшін тамшылардың бір-бірімен соқтығысуына жағдай
туғызу қажет, яғни нәтижесінде олар бір-бірімен бірігіп ірі тамшыларға
айналып және сұйықтардың қабаттарға бөлінуіне мүмкіндік жасауы.
Эмульсациялау үшін және тұзсыздандыру үшін көптеген әдістер
қолданылады.
Олардың түрлері негізінен біріншіден, эмульсияға байланысты. Мысалы,
кейбіреулері тұнбаға түссе, ал біреулері тұнбаға мүлдем түспей химиялық
әдістер арқылы алынады. Электрогидратацияға ұшырайтын эмульсиялар да
болады.
Екіншіден, деэмульсациялау әдісін таңдауда зауыттардағы жергілікті
шарттарға байланысты. Тасымалдау алыс болған жағдайда деэмульсациядан бас
тартуы да мүмкін. Ауыз суы жоқ зауыттар тұзсыздандыру процесін мүлде
жүргізбейді.
Эмульсияларды бұзу үшін тамшылардың бір- бірімен соқтығысуына жағдай
туғызу қажет, яғни нәтижесінде олар бір-бірімен бірігіп ірі тамшыларға
айналып және сұйықтардың қабаттарға бөлінуіне мүмкіндік жасауы.
Мұнай суспензиялары - бұл орташа және ірі дисперсті МДЖ. Бос дисперсті
кейде суспензия. Мысалы құрамында дипергирленген асфальтендерден басқа
парафинді бөлшектері бар мұнай [11].
2. 2 Мұнай эмульсияларын жою
Мұнайда беттік қозғалғыштығы жоғары эмульсиялардың болу себептері:
1. Адсорбционды қабықшаның еруі
2. Тұрақсыз эмульсияның пайда болуы
3. Эмульсияны тұрақтандыратын эмульгатордың жойылуы
Соның әсерінен мұнай-су эмульсиясының дестабилизацися жүреді. Тұрақты
эмульсиядан тұрақсызға ауысып тұнады. Дестабилизация өз кезегінде екі
сатыдан тұрады: а) деэмульгатордың эмульсия бетіне енгізілуі, яғни
диффузионды процесс болып табылады; б) мұнай эмульгаторының әсерінен пайда
болған қабықшаның үзілуі.
Тұзсыздандыру және сусыздандыру құрылғыларында суда еритін, суда
ерімейтін және мұнайда еритін деэмульгаторлар қолданылады. Соңғы аталғаны
жиі қолданылады. Себебі ол :
- мұнаймен жақсы араласады, сумен оңай шайылады және ақаба суларды
ластамайды;
- мұнайда тұрақты эмульсиялардың пайда болуын тежейді;
- оңай қозғалғыш сұйық болғандықтан қату температурасы төмен және
еріткішсіз қолдана беруге болады.
Мұнайда ерімейтін деэмульгаторлар үшін еріткіш ретінде төмен
молекулярлы спирттер, ароматты көмірсутектер және оның әртүрлі қосылыстары
қолданылады.
Суда еритін деэмульгаторларды 1 – 2% - ды сулы еріткіштер ретінде
қолданады.
Қазіргі таңда деэмульгаторларға қойылатын талаптар:
- жоғарғы деэмульгациялық активті, улы емес, арзан, ыңғайлы;
- бактерицидтік қасиеті жоқ және металлды коррозияға ұшырату қабілеті
төмен болу керек.
Бұл талаптардың барлығына дерлік ионогенсіз деэмульгаторлар сәйкес
келеді. Олар бұрын қолданып келген ионогенді деэмульгаторларды қолданыстан
толық ығыстырып кең қолданып келеді [12].
Механикалық қоспалары, күкірт, тұз, суы бар жоғары тұтқыр мұнайдың
құрамындағы берік эмульсияларды жою қиынға соғып отыр. Химиялық реагент
қосу арқылы эмульсияларды жою кезінде мұнайдың, стабилизатордың қасиеттерін
жойып жібереді.
Эмульсиялардың қосылуы нәтижесінде мұнайда жоғарғы тұтқыр массалар
пайда болуы мүмкін.
Қазіргі уақытта өндірілген деэмульгаторлардың ішінен Нафтенол – Д жиі
қолданылады. Сонымен қатар шет елдермен өндірілетін дисольван, кемеликс,
сепарол сияқты деэмульгаторлардан кем түспейді. Соған орай келесі міндеттер
орындалады:
- әртүрлі технологиялық параметрлер мен химиялық табиғатына
байланысты кең құрылымды деэмульгаторларды өндіру;
- әр мұнай түріне байланысты деэмульгатор түрін анықтау;
- деэмульгаторларды өндіру үшін көп компонентті жоғары эффективті
заттарды өндіру.
Деэмульгатордың негізгі компоненті алкилен оксидінің блогсополимерлері,
фенолформальдегидті шайырлар, әртүрлі химиялық құрылымды және модификациялы
полиэфирлер болып табылады. Осы компоненттердің қасиетіне байланысты
деэмульгаторлардың түрлері де әртүрлі болады.
Химико – ГАНГ фирмасы қалдықсыз технологияны қолдайтын
болғандықтан әртүрлі БАЗ – ды ойлап шығарды. Соның ішінде БС – молекулалық
массасы 3000 – ға тең этилен, пропилен оксидтерінің блогсоплимерлер;
молекулалық массасы 2500 – ға тең нафтенол кең қолданылады.
Қазіргі уақытта фенолформальдегид шайырының негізінде БАЗ – ды көп
өндірмейді. Дегенмен, фенолформальдегидтен жасалған деэмульгаторлар
тұзсыздандыру және сусыздандыру процесінде өте көп қолданылады [13].
3 Мұнай және мұнай өнімдерін тұзсыздандыру
Мұнайдың құрамындағы тұздарды бөліп алуды – тұзсыздандыру деп атайды.
Процесс мұнай эмульсияларын бұзуға негізделген. Тұзсыздандыру кезінде
сусыздандырылған мұнайды тұщы сумен араластырады да, тағы эмульсия алады.
Соннан соң ол эмульсияны қайтадан бұзады. Мұнайды шапшаң түрде сумен
араластырғанда тұрақты эмульсиялар түзіледі.
Өндірісте мұнайдан су мен тұзды бөлу үшін эмульсияларды бұзудың
қосарланған әдістерін – термохимиялық, электрохимиялық және басқалары
қолданылады.
Мұнайдан тұздар мен суды бөлудің электрохимиялық қондырғысын
электртұзсыздандырушы (ЭТҚ) деп атайды. Оларды кен орындарында және МӨЗ –
да пайдаланады. Қазіргі кезде ЭТҚ іс жүзінде барлық МӨЗ құрамында бар.
Көптеген зауыттарда электртұзсыздандыру қондырылғылармен біріктіріліп
тұрғызылады да олардың бір бөлігін құрайды.
Қондырғының ең негізгі аппараты электрдигидратор – электродтармен
жабдықталған сыйымдылық, оларға жоғаы кернеулі айнымалы ток қосылады. МӨЗ
–да 3 түрлі конструкциялы ЭТҚ электргидраттары қолданылады: тік орналасқан,
шар тәрізді, көлденең(2 сурет).
а) шар тәрізді; б) тік цилиндр тәрізді; в) горизонталді.
1 сурет. Электродегидратор конструкциясы
Тік цилиндр тәрізді электрогидраторлардың қуаты көп емес және сондықтан
оларды барлық жерлерде жаңа конструкциялы аппараттармен алмастыруда.
Шар тәрізді электрогидраторлар өте үлкен және оларды жасау көп металл
шығымын талап етеді.
Көлденең электрогидраторлардың жақсы жағы - мұнайдың жүру жолы
ұзындау, аппараттағы мұнайдың болу уақыты көптеу, себебі шикі затты
өндіретін жер басқа конструкциялы жабдықтарға қарағанда төмен орналасқан.
Одан бөлек горизонталды электрогидраторларда мұнайда тұнған тұз
ерітіндісінің қабатына төменгі электрод астына бергенде, мұнайдың осы
ерітіндімен әрекеттесуі болады және судың үлкен бөлшектері, мұнай
электродтар ... 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