Мұнай көмірсутектерінің оптикалық қасиеттерін анықтау
Жоспары
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
3
1 Мұнай туралы қысқа мәлімет ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4
2 Физикалық . химиялық зерттеу әдісінің негізгі түрлері ... ... ... ... ... ... ..
7
3 Мұнайдың оптикалық қасиеттері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 11
3.1 Мұнайдың түсі. Колориметр, құрылысы, жұмыс істеу принципі ... ... ... . 11
3.2 Мұнайдың сыну көрсеткіші. Рефрактометр, құрылысы, жұмыс істеу принципі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
112
4 Тәжірибелік бөлім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 20
4.1 Мұнай мен мұнай өнімдерінің сыну көрсеткішін анықтау әдістемесі ... 220
4.2 Тәжірибе нәтижесін талдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
21
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
23
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
24
Қосымша
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
3
1 Мұнай туралы қысқа мәлімет ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
4
2 Физикалық . химиялық зерттеу әдісінің негізгі түрлері ... ... ... ... ... ... ..
7
3 Мұнайдың оптикалық қасиеттері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 11
3.1 Мұнайдың түсі. Колориметр, құрылысы, жұмыс істеу принципі ... ... ... . 11
3.2 Мұнайдың сыну көрсеткіші. Рефрактометр, құрылысы, жұмыс істеу принципі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
112
4 Тәжірибелік бөлім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 20
4.1 Мұнай мен мұнай өнімдерінің сыну көрсеткішін анықтау әдістемесі ... 220
4.2 Тәжірибе нәтижесін талдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
21
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
23
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
24
Қосымша
Кіріспе
Тақырыптың өзектілігі. Мұнай химия саласында өнімнің құрамы мен сапасын рефрактометрлік әдіспен бағалау кең қолданыс тапқан. Ал мұнай өнімінің сыну көрсеткіші МЕСТ бойынша қабылданған, тауарлы өнімнің эксплуатациялық қасиетін сипаттайтын негізгі шама болып табылады. Сондай – ақ, оптикалық қасиеттер мұнай өнімінің тазалану тереңдігі, мұнайдың шығу тегі жөнінен мәліметтер береді.
Соңғы жылдары аспап құрастырушы мекемелер мұнай өңдеу зауыттарына арнайы өнім сапасын бақылауға арналған анализаторларды – фотомерлер мен призмалық рефрактометрлерді қолдануға ұсынады. Ресейлік кейбір МӨЗ –тары, мәселен Ярославский, Киришский, Омский және т.б. өнім сапасын бағалаудың бұл жүйесін енгізген [1]. Сондықтан қазіргі кезде өнімнің сапасын бақылауда, мұнай өнімдерінің фракциялық құрамын анықтауда сыну көрсеткішінің алар орны ерекше.
Курстық жұмыстың мақсаты. Мұнай көмірсутектерінің оптикалық қасиеттерін зерттеу.
Курстық жұмыстың негізгі міндеттері.
1 Мұнайдың физикалық – химиялық қасиеттерін талдау;
2 Мұнай көмірсутектерінің оптикалық қасиеттерінің теориялық негіздерін меңгеру;
3 Рефрактометрлік талдау әдістемесімен танысу;
4 Мұнай көмірсутектерінің сыну көрсеткішін тәжірибе жүзінде анықтау.
Тірек сөздер. Аббе рефрактометрі, абсолютты сыну көрсеткіші, атом спектрі, дисперсия, жарықтың сынуы, колориметр, меншікті рефракция, молекулалық рефракция, монохромат сәулелер, мұнайдың түсі, оптикалық қасиеттер, Пульфрих рефрактометрі, рефрактометр, рефракция, рефракция интерцепциясы, салыстырмалы сыну көрсеткіші, сыну коэффициенті, толқын ұзындығы.
Қысқартылған сөздер.
МЕСТ – мемлекеттік стандарт;
КНС – 1 – колориметр;
ИРФ – рефактометр;
МӨЗ – мұнай өңдеу зауыты.
Курстық жұмыс: 4 бөлімнен, 4 кестеден, 6 суреттен, 25 беттен, 20 пайдаланылған әдебиеттен, 1 қосымшадан тұрады.
Тақырыптың өзектілігі. Мұнай химия саласында өнімнің құрамы мен сапасын рефрактометрлік әдіспен бағалау кең қолданыс тапқан. Ал мұнай өнімінің сыну көрсеткіші МЕСТ бойынша қабылданған, тауарлы өнімнің эксплуатациялық қасиетін сипаттайтын негізгі шама болып табылады. Сондай – ақ, оптикалық қасиеттер мұнай өнімінің тазалану тереңдігі, мұнайдың шығу тегі жөнінен мәліметтер береді.
Соңғы жылдары аспап құрастырушы мекемелер мұнай өңдеу зауыттарына арнайы өнім сапасын бақылауға арналған анализаторларды – фотомерлер мен призмалық рефрактометрлерді қолдануға ұсынады. Ресейлік кейбір МӨЗ –тары, мәселен Ярославский, Киришский, Омский және т.б. өнім сапасын бағалаудың бұл жүйесін енгізген [1]. Сондықтан қазіргі кезде өнімнің сапасын бақылауда, мұнай өнімдерінің фракциялық құрамын анықтауда сыну көрсеткішінің алар орны ерекше.
Курстық жұмыстың мақсаты. Мұнай көмірсутектерінің оптикалық қасиеттерін зерттеу.
Курстық жұмыстың негізгі міндеттері.
1 Мұнайдың физикалық – химиялық қасиеттерін талдау;
2 Мұнай көмірсутектерінің оптикалық қасиеттерінің теориялық негіздерін меңгеру;
3 Рефрактометрлік талдау әдістемесімен танысу;
4 Мұнай көмірсутектерінің сыну көрсеткішін тәжірибе жүзінде анықтау.
Тірек сөздер. Аббе рефрактометрі, абсолютты сыну көрсеткіші, атом спектрі, дисперсия, жарықтың сынуы, колориметр, меншікті рефракция, молекулалық рефракция, монохромат сәулелер, мұнайдың түсі, оптикалық қасиеттер, Пульфрих рефрактометрі, рефрактометр, рефракция, рефракция интерцепциясы, салыстырмалы сыну көрсеткіші, сыну коэффициенті, толқын ұзындығы.
Қысқартылған сөздер.
МЕСТ – мемлекеттік стандарт;
КНС – 1 – колориметр;
ИРФ – рефактометр;
МӨЗ – мұнай өңдеу зауыты.
Курстық жұмыс: 4 бөлімнен, 4 кестеден, 6 суреттен, 25 беттен, 20 пайдаланылған әдебиеттен, 1 қосымшадан тұрады.
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
1 Евдокимов И. Н., Лосев А. П. особенности анализа ассоциативных углеводородных сред/Химия и технологои топлив и масел. 2007, №2, 38 – 41 бет.
2 Вержичинская С. В., Дигуров Н. Г., Синицин С. А. Химия и технология нефти и газа. М.: ФОРУМ: ИНФРА – М, 2007. – 400 бет,
3 Турниязова А. Б. Еще раз о происхождении нефти/Нефть и Газ. 2010 №1, 97 – 99 бет.
4 Знаете ли Вы... 2009 – год 110 – летия нефтегазовой промышленности Казахстана (Главные вехи развития нефтегазовой отрасли)/ Нефть и Газ. 2009, №4, 129 – 140 бет.
5 Знаете ли Вы... 2009 – год 110 – летия нефтегазовой промышленности Казахстана (Главные вехи развития нефтегазовой отрасли)/Нефть и Газ. 2009, №3 147 – 154 бет.
6 Қарауов Ж. Мұнай және газ ұңғымаларын бұрғылау технологиясы. А.: «ҚазТУ», 2007. – 280 бет.
7 Батуева И. Ю., Гайле А. А., Поконова Ю. В. және т.б. Химия нефти. Л.: «Химия», 1984. – 360 бет.
8 Технология переработки нефти. 1 бөлім: Первичная перепаботка нефти./ Под ред. О. Ф. Глаголевой және В. М. Капустина. М.: «Химия, КолосС», 2005. – 400 бет.
9 Нұрсултанов Ғ. М., Абайұлданов Қ. Н. Мұнай және газды өндіріп, өңдеу. А.: «Альманах», 1999. – 464 бет.
10 Ахметов С. А. Технология глубокой переработки нефти и газа. Уфа: Изд. «Гилем», 2002. – 672 бет.
11. Мановян А. К. Технология первичной переработки нефти и природного газа. Изд. 2. М.: «Химия», 2001. – 568 бет.
12 Рябов В. Д. Химия нефти и газа. М.: «Техника», ТУМА ГРУПП, 2004. – 288 бет.
13 Нейланд О. Я. Органическая химия. М.: «Высшая школа», 1990. – 751 бет.
14 Рябов В. В., Кошелев В. Н., Иванов Л. В. Физико – химические исследованя углеводородного сырья. М.:2001
15 Надиров К. С. Физико – химические методы исследования нефти, газа и угля. «Шымкент»:2003.
16 Богомолов А. И., Гайле А. А., Громова В. В., Драбкин А. Е., Неручев С. Г., Проскуряков В. А., Розентель Д. А., Рудии М. Г., Сыроежко А. М. Химия нефти и газа. СПб.: «Химия»,1995. – 448 бет.
17 Рефрактометр ИРФ – 454 Б2М/ руководство по эксплуатации.
Г 34.15.0.51 РЭ
18 Бойченко С. В., Титова О. С.,Черняк Л. К. Способ прогназирования и оценки стабильности моторных топлив/Химическая технология. 2007, №4, 215 – 217 бет.
19 Рысқалиев Б. С. Нефть – главное богатство и основа экономики страны/Нефть и Газ. 2009, №5
20 Омаралиев Т. О. Мұнай мен газдан отын өндіру арнайы технологиясы. А.: «Фолиант», 2005. –360 бет.
1 Евдокимов И. Н., Лосев А. П. особенности анализа ассоциативных углеводородных сред/Химия и технологои топлив и масел. 2007, №2, 38 – 41 бет.
2 Вержичинская С. В., Дигуров Н. Г., Синицин С. А. Химия и технология нефти и газа. М.: ФОРУМ: ИНФРА – М, 2007. – 400 бет,
3 Турниязова А. Б. Еще раз о происхождении нефти/Нефть и Газ. 2010 №1, 97 – 99 бет.
4 Знаете ли Вы... 2009 – год 110 – летия нефтегазовой промышленности Казахстана (Главные вехи развития нефтегазовой отрасли)/ Нефть и Газ. 2009, №4, 129 – 140 бет.
5 Знаете ли Вы... 2009 – год 110 – летия нефтегазовой промышленности Казахстана (Главные вехи развития нефтегазовой отрасли)/Нефть и Газ. 2009, №3 147 – 154 бет.
6 Қарауов Ж. Мұнай және газ ұңғымаларын бұрғылау технологиясы. А.: «ҚазТУ», 2007. – 280 бет.
7 Батуева И. Ю., Гайле А. А., Поконова Ю. В. және т.б. Химия нефти. Л.: «Химия», 1984. – 360 бет.
8 Технология переработки нефти. 1 бөлім: Первичная перепаботка нефти./ Под ред. О. Ф. Глаголевой және В. М. Капустина. М.: «Химия, КолосС», 2005. – 400 бет.
9 Нұрсултанов Ғ. М., Абайұлданов Қ. Н. Мұнай және газды өндіріп, өңдеу. А.: «Альманах», 1999. – 464 бет.
10 Ахметов С. А. Технология глубокой переработки нефти и газа. Уфа: Изд. «Гилем», 2002. – 672 бет.
11. Мановян А. К. Технология первичной переработки нефти и природного газа. Изд. 2. М.: «Химия», 2001. – 568 бет.
12 Рябов В. Д. Химия нефти и газа. М.: «Техника», ТУМА ГРУПП, 2004. – 288 бет.
13 Нейланд О. Я. Органическая химия. М.: «Высшая школа», 1990. – 751 бет.
14 Рябов В. В., Кошелев В. Н., Иванов Л. В. Физико – химические исследованя углеводородного сырья. М.:2001
15 Надиров К. С. Физико – химические методы исследования нефти, газа и угля. «Шымкент»:2003.
16 Богомолов А. И., Гайле А. А., Громова В. В., Драбкин А. Е., Неручев С. Г., Проскуряков В. А., Розентель Д. А., Рудии М. Г., Сыроежко А. М. Химия нефти и газа. СПб.: «Химия»,1995. – 448 бет.
17 Рефрактометр ИРФ – 454 Б2М/ руководство по эксплуатации.
Г 34.15.0.51 РЭ
18 Бойченко С. В., Титова О. С.,Черняк Л. К. Способ прогназирования и оценки стабильности моторных топлив/Химическая технология. 2007, №4, 215 – 217 бет.
19 Рысқалиев Б. С. Нефть – главное богатство и основа экономики страны/Нефть и Газ. 2009, №5
20 Омаралиев Т. О. Мұнай мен газдан отын өндіру арнайы технологиясы. А.: «Фолиант», 2005. –360 бет.
Жоспары
Кіріспе 3
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
1 Мұнай туралы қысқа 4
мәлімет ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ...
2 Физикалық – химиялық зерттеу әдісінің негізгі 7
түрлері ... ... ... ... ... ... ..
3 Мұнайдың оптикалық 11
қасиеттері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ...
3.1Мұнайдың түсі. Колориметр, құрылысы, жұмыс істеу 11
принципі ... ... ... .
3.2Мұнайдың сыну көрсеткіші. Рефрактометр, құрылысы, жұмыс істеу 112
принципі ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
4 Тәжірибелік 20
бөлім ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ...
4.1Мұнай мен мұнай өнімдерінің сыну көрсеткішін анықтау әдістемесі ... 220
4.2Тәжірибе нәтижесін 21
талдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... .
Қорытынды ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...23
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
Пайдаланылған әдебиеттер 24
тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ...
Қосымша
Кіріспе
Тақырыптың өзектілігі. Мұнай химия саласында өнімнің құрамы мен
сапасын рефрактометрлік әдіспен бағалау кең қолданыс тапқан. Ал мұнай
өнімінің сыну көрсеткіші МЕСТ бойынша қабылданған, тауарлы өнімнің
эксплуатациялық қасиетін сипаттайтын негізгі шама болып табылады. Сондай –
ақ, оптикалық қасиеттер мұнай өнімінің тазалану тереңдігі, мұнайдың шығу
тегі жөнінен мәліметтер береді.
Соңғы жылдары аспап құрастырушы мекемелер мұнай өңдеу зауыттарына
арнайы өнім сапасын бақылауға арналған анализаторларды – фотомерлер мен
призмалық рефрактометрлерді қолдануға ұсынады. Ресейлік кейбір МӨЗ –тары,
мәселен Ярославский, Киришский, Омский және т.б. өнім сапасын бағалаудың
бұл жүйесін енгізген [1]. Сондықтан қазіргі кезде өнімнің сапасын
бақылауда, мұнай өнімдерінің фракциялық құрамын анықтауда сыну
көрсеткішінің алар орны ерекше.
Курстық жұмыстың мақсаты. Мұнай көмірсутектерінің оптикалық қасиеттерін
зерттеу.
Курстық жұмыстың негізгі міндеттері.
1. Мұнайдың физикалық – химиялық қасиеттерін талдау;
2. Мұнай көмірсутектерінің оптикалық қасиеттерінің теориялық
негіздерін меңгеру;
3. Рефрактометрлік талдау әдістемесімен танысу;
4. Мұнай көмірсутектерінің сыну көрсеткішін тәжірибе жүзінде
анықтау.
Тірек сөздер. Аббе рефрактометрі, абсолютты сыну көрсеткіші, атом
спектрі, дисперсия, жарықтың сынуы, колориметр, меншікті рефракция,
молекулалық рефракция, монохромат сәулелер, мұнайдың түсі, оптикалық
қасиеттер, Пульфрих рефрактометрі, рефрактометр, рефракция, рефракция
интерцепциясы, салыстырмалы сыну көрсеткіші, сыну коэффициенті, толқын
ұзындығы.
Қысқартылған сөздер.
МЕСТ – мемлекеттік стандарт;
КНС – 1 – колориметр;
ИРФ – рефактометр;
МӨЗ – мұнай өңдеу зауыты.
Курстық жұмыс: 4 бөлімнен, 4 кестеден, 6 суреттен, 25 беттен, 20
пайдаланылған әдебиеттен, 1 қосымшадан тұрады.
1 Мұнай туралы қысқаша мәлімет
Мұнай – құрамында қатты және газ тәрізді қосылыстар еріген, сұйық
көмірсутектердің табиғи дисперсті жүйесі болып табылады. Мұнайдың құрамына
көмірсутектерден басқа оттек, азот, күкірт және т.б. элементтерден тұратын
гетероатомды қосылыстар кіреді.
Басқаша айтқанда, мұнай – газ тәрізді, сұйық және қатты
көмірсутектердің қоспасы болып табылады [2].
Мұнайдың шығу тегі, мұнай қалыптасқан бастапқы материал, оның түзілуі
жөніндегі мәселелер әлі толық шешімін таппаған. Мұнайдың қалыптасу
себептері мен түзілу процестерін түсіндіретін көптеген бағыттар белгілі.
ТМД және шет елдік ғалымдардың көпшілігі мұнай түзілудің биогенді
концепциясын жақтайды. XVIII ғасырдың ортасында М. В. Ломоносов (О слоях
земных, 1763) қатты жанғыш қазбалар арасындағы байланыс және мұнайдың
өсімдік қалдықтарынан түзілу жорамалын айтқан болатын.
Мұнайдың сапропельден түзілуінің теориясын ең алғаш Г. Потонье (1904 –
1905) ұсынған. Органикалық теорияның дамуына ең үлкен үлес қосқан И. М.
Губкин болды. Ол мұнай түзілуі жөніндегі мәселелерге критикалық анализ
беріп, органикалық теорияны үш үлкен топқа бөлді:
• мұнай жануар қалдығынан түзілу теориясы;
• мұнай өсімдік қалдығынан түзілу теориясы;
• мұнай түзілуінің аралас теориясы.
Органикалық теорияға сай мұнай – органикалық заттардың көмілуі
нәтижесінде түзілген сұйық гидрофобты фаза.
XIX ғасырдың соңында Д. И. Менделеев мұнай түзілуінің бейорганикалық
теориясын ұсынды. Бұл теорияға сай көмірсутектер судың әсерінен қызған
карбидтерге айналып, саңылаулар арқылы жер шарының терең қабатына өтіп,
конденсация мен гидрогенезация әсерінен мұнай кен орындары түзілген.
XIX ғасырдың космос денелерін спектральді әдістермен зерттеу кең өріс
алып, космоста жекелеген көміртек пен сутектен басқа көмірсутектер де бар
екені анықталғанда, орыс геологы Н. А. Соколов мұнай түзілуінің космостық
теориясын ұсынды. Бұл теорияға сай Жер шары сұйық – отты күйінде болған
кезде көмірсутектер газды қабаттан жер шарының орталық бөлігіне еніп, ал
оның суынуы салдарынан бетіне шығып жатыр. Бұл теория геологтар мен
химиктердің көңілінен шықпады, себебі, мұхит суларындағы металлдардың
салдарынан түзілген карбамидтің жер қабатына терең енуі ойға қонымсыз.
1924 жылы профессор Э. А. Штебер Мұнайдың Жер эманациясы өнімдерінен
түзілуі жөнінде (О происхождениянефти из продуктов эманации Земли) атты
жұмысында мұнайдың мантия газынан түзілуі жөнінде өз жорамалын ұсынған.
Штебердің жорамалы бойынша, Жер мантиясының жоғарғы бөлігінде
оксидтердің химиялық түрлену процесі жүзеге асады. Оттектің темірмен,
никельмен, магниймен, алюминиймен, кремниймен қосылыстары жер қабығының
базальтты – гранитті қабатының құрылысына, ал көміртек пен күкірт оксидтері
сутек, азот, гелиймен бірге газ түзеді. Түзілген газдың температурасы 1200
– 1500°С, ал қысымы 1000 атмосфераға жетеді. Жер қабықшасының тесіктерінен,
базальтты – гранитті қабаттың сынықтарынан түзілген газ мантия қабатынан
шығып, вулканоидтар түзеді. Мантиядан магманы шығаратын вулкандарға
қарағанда, вулканоидтар газды ығыстырып шығарады. Егер ұңғыма ашық болса,
атмосфераға бөлініп шыққан газ тотығып, су мен көмірқышқыл газына бөлінеді.
Бұл жағдайда газ қозғалысының жылдамдығының жоғары болуына және
көмірсутектер түзілетін ұңғыма бөлігінің қысқа болуына байланысты күрделі
көмірсутектер түзілмейді. Бірақ, ұңғыма бітелген бойда атмосфераға газдың
бөлінуі тоқтап, температурасы төмендеп, көмірсутек фракцияларында этан,
пропан, бутан концентрациялары артады. Сонымен қатар, ұңғымадағы газдың
қысымы жер қабықшасының бос қабатын толтырады. Сондай-ақ, қосылыстардың
тығыздығы бойынша бөлінуі жүзеге асады: жеңіл сутек, гелий, метан газдары
жоғарғы бөлікке, ауырлары төменгі бөлікке орналасып, конденсация
нәтижесінде мұнай түзіледі.
Алайда Штебердің жорамалы мұнай түзілуінің органикалық теориясына қарсы
болғандықтан қолдау таппады [3].
Мұнай мен газ адам баласына ертеден белгілі. Шамамен осыдан б.э.д. 3
мың жылдай бұрын Таяу Шығыс тұрғындары мұнайды қару – жарақ, құрылыс
материалы ретінде пайдаланған. Б.э.д. мұнай мен газ бассейндері Қара және
Каспий теңізі маңынан табылған. Б.э.д. Қытайда бамбукты құбырлар көмегімен
мұнай бұрғылау жүргізілген. Алайда әлемде мұнайдың жүйелік өндірісі 2000
жылдан басталды. 1950 – 1974 жылдар аралығында әлемдік шикі мұнай өндірісі
4 есеге дейін артқан – 700 млн. т – дан 2,9 млрд. т – ға дейін.
1987 жылы ең ірі мұнай өндіруші елдер КСРО, АҚШ, Сауд Арабиясы және
Мексика атанды.
1990 жылы әлем бойынша сұйық көмірсутектер қоры 125 млрд. Т. құрады.
Оның 63% Орталық және Таяу Шығыста шоғырланған. Сауд Арабиясы, Кувейт,
Иран, Біріккен Араб Эмираттары, Ирак елдері мұнай қоры бойынша ең үлкен
елдер қатарына кіреді. Ең ірі мұнай тұтынушылар АҚШ, Жапония және Батыс
Еуропа елдері болып табылады.
Amoco компаниясының аналитиктерінің бағалауы бойынша, әлемдік мұнай
қорының 23 Парсы шығанағы елдеріне тән, олар 2001 жылы АҚШ – ының жалпы
мұнай импортының 22,8% қамтыған. Иракта 112,5 млрд баррель мұнай кен
орындары анықталған. BP Statistical Review of World Energy мәліметтері
бойынша Ирак мұнай қоры жөнінен Сауд Арабиясынан кейін екінші орында [4].
Отандық мұнай өнеркәсібінің тарихына тоқталсақ. Ең алғаш рет 1717ж.
А. Бекович – Черкасский бастаған әскери экспедиция Атырау облысының
аумағында болып, мұнай жөнінде бірқатар мәліметтер жинаған болатын. Кейін
Орал – Ембі аймағын көптеген әйгілі зерттеушілер келді: И. Лепехин (1771
ж.), П. Рычкин (1772 ж.), П. Паллас (1775 ж.). С. Гемелин (1783 ж.),
Гелмерсен (1836 ж.) және т.б. Қазақстан мұнай өндірісі тарихының келелі
оқиғасы ретінде 1979 жылы ашылған әлемдік мұнай кен орындарының бестігіне
кіретін Теңіз кен орнын атап айтқан жөн. 1892 ж. Доссор, Ескене, Қарашұңғыл
аймағында мұнайдың бары дәлелденіп, бірнеше ұңғымаларды бұрғылау жұмыстары
басталған. 1899 жылы 13 қарашада Гурьев (қазіргі Атырау) облысы Жылыой
районы, Қарашұңғыл аймағында №7 ұңғымада тереңдігі 40 м, тәуліктік дебиті
22 – 25 т. алғашқы мұнай фонтаны ашылды. Он екі жыл өте Доссор аймағы толық
игерілді. Тәуелсіздіктің алғашқы жылдары мұнай кен орындарын игеру
мақсатында бірқатар шет елдік компаниялармен келісімшарттар жасалды [5].
Мұнайды өндіру жылдан жылға артып отыр. Атап айтсақ, Қазақстанда 1911
ж. 16,7 мың т, 1927 ж. 250 мың т, 1946 ж. 739 мың т, 1968ж. 7,4 млн т, 1980
ж. 18,7 млн т, 1991 ж. 21,8 млн т, 1998 ж. 25,9 млн т, 2002 ж. 26млн т,
2004 ж. 51 млн т. мұнай өндірілген [6].
Қазақстан жері де мұнай, газ және басқа да пайдалы қазбаларға бай.
Зерттелген мұнай қоры бйынша еліміз 13, газ бойынша 15 орын алады.
Республикамызда 15 шөгінді бассейн анықталған: Каспий маңы, Солтүстік –
Үстірт – Бозащы, Оңтүстік – Маңғыстау – Үстірт, Арал, Солтүстік – Торғай,
Оңтүстік – Торғай, Теңіз, Солтүстік – Қазақстан, Ертіс маңы, Сырдария,
Балқаш маңы, Зайсан, Алакөл, Батыс – Іле, Шығыс – Іле. Геологтардың
зерттеулері бойынша республика аумағының барлық аймағында мұнай газ
белгілері анықталған. Алайда мұнай өндіру тек Батыс Қазақстанда және
Қызылордада жүргізіледі [3].
2. Физикалық – химиялық зерттеу әдістерінің негізгі түрлері
Мұнай және оның тауарлы өнімдерін өңдеудің негізінде физикалық –
химиялық процестер жатыр. Бұл көрсеткіштер мұнай және оның өнімдерінің
құрамына, мұнай жүйесіндегі молекула аралық және құрылымдық
ерекшеліктеріне, эксплуатациялық көрсеткіштеріне тікелей және жанама түрде
әсер етеді. Мұнай мен оның фракциялары химиялық құрамы мен табиғаты әр
бөлек заттардан тұрғандықтан мұнай өнімдерінің қасиеттері орташа шамалармен
сипатталады және әртүрлі мұнай мен мұнай фракцияларында, тіпті, әртүрлі
мұнайдың бірдей фракцияларында әр бөлек болады [7].
Бұл тұрақтылардың кейбірі мұнай өңдеу зауыттарының аппатарураларын
есептеуде қолданылса, кейбірі режим параметрлерін қадағалауда және өнімнің
сапа көрсеткіші ретінде кең қолданыс тапқан.
Көпшілік жағдайда мұнай шикізатының құрамының күрделілігіне байланысты
физикалық – химиялық көрсеткіштердің салыстырмалы мәні қолданылады.
Тығыздық басқа тұрақтылармен қоса мұнай және мұнай өнімдерінің химиялық
және фракциялық құрамын анықтауду ең негізгі көрсеткіштердің бірі болып
табылады. Мұнайдың тығыздығын анықтау құрамындағы көмірсутектерді
идентификациялауда маңызы зор. Тығыздық абсолютты және салыстырмалы
өлшемдермен анықталады.
Абсолютты тығыздық деп көлем бірлігіндегі заттың массасын айтады.
Абсолютты тығыздықтың өлшем бірлігі кгм3 немесе гсм3 .
Өндірісте өлшемсіз шама мұнайдың салыстырмалы тығыздығын қолдану кең
таралған. Салыстырмалы тығыздық мұнайдың (мұнай өнімінің) 20°С тығыздығының
4°С су тығыздығына қатынасымен анықталады.салыстырмалы тығыздық деп
белгіленеді.
Судың 4°С температурасы бірге тең болғандықтан салыстырмалы және
абсолютты тығыздық мәндері тең болады.
Салыстырмалы тығыздық гомологтық қатарда келесі түрде өседі:
алкандар → олефиндер → нафтендер → ароматты көмірсутектер.
Гомологтық қатарда салыстырмалы тығыздық малекулалық масса өскен сайын
артады.
Салыстырмалы тығыздық пикнометр деп аталатын шыны ампулаларда 0,0001
дәлдікпен анықталады. Пикнометр 0,5мл – ден 5 мл – ге дейін көлемде болады.
Молекулалық масса мұнай мен оның өнімдерінің бу түзу жылуын, бу
көлемін, мұнайдың жіңішке фракцияларының құрамын анықтауда қолданылатын ең
негізгі көрсеткішінің бірі. Мұнай және оның өнімдері жекелеген
көмірсутектер мен басқа да қосылыстардың қоспасы болғандықтан салыстырмалы
молекулалық массаның мәні алынады.
Мұнай фракцияларының молекулалық массасы қайнау температурасы неғұрлым
көп болса, соғұрлым жоғары болады. Сонымен қатар бір температурада
қайнайтын мұнай фракциясының молекулалық массасы фракцияның көмірсутектік
құрамына сай әрбөлек болады.
Молекулалық массаны анықтаудың ең кең тараған түрі криоскопиялық әдіс.
Бұл әдіс мұнай өнімінің сынамасын еріткішке (бензол немесе нафталин)
салып, еріткіштің қату температурасын анықтауға негізделген.
Кейде мұнайдың молекулалық массасын анықтауда эбулиоскопиялық әдіс
қолданылады. Бұл әдіс мұнай сынамасы салынған еріткіштің қайнау
температурасын анықтауға негізделген.
Практикада молекулалық массаны есептеу үшін эмпирикалық формула
қолданылады. Ең көп қолданыс тапқан Б. П. Воинованың формуласы болып
табылады:
M = a + bt + ct2
Мұндағы a, b, c – мәні әрбір көмірсутекке тән тұрақты; t – өнімнің
орташа молекулалық қайнау температурасы.
Парафинді көмірсутектер үшін:
М = 60 + 0,3t + 0,001t2
Мұнай фракциялары үшін:
М = (7 – 21,5) + (0,76 + 0,04K) t + (0,0003K – 0,00245) t2
Қаныққан будың қысымы дегеніміз қалыпты температурада өлшенген, бу және
сұйық фаза көлемдерінің арақатынасы анықталған, сұйық фазамен тепе – теңдік
күйіндегі жағармайдың бу фазасының қысымы. Қаныққан бу қысымының жүйе
қысымымен теңескен температурасы заттың қайнау температурасы деп аталады.
Қаныққан бу қысымы температура өскен сайын жоғарылайды. Жеңіл мұнай
фракциялары жоғары қаныққан бу қысымымен сипатталады.
Қаныққан бу қысымын анықтаудың бірнеше әдістері бар. Алайда өзінің
қарапайымдылығымен кең қолданыс тапқан стандартты әдіс – Рейд бомбасын
қолдану.
Қаныққан бу қысымын келесі формула бойынша анықтайды:
Мұндағы, температура t болғандағы зерттелетін сұйықтың қаныққан
бу қысымы; манометр көрсеткіші; атмосфералық қысым; қоршаған
ортаның температурасы, °С.
Рейд бомбасымен бу қысымын анықтау моторлы жағармайдың сапасын
салыстырмалы бағалауда қолданылады, себебі бұл әдіс тек жуықталған мәндерді
ғана анықтайды.
Қаныққан бу қысымының абсолютты мәнін толықтай анықтау үшін НАТИ
аппараттарын қолдану арқылы қол жеткізуге болады.
Кризистік параметрлер. Қазіргі жоғары қысымда жоғары температуралы
процестерді қолдану ерекшеліктеріне сай мұнайдың температура, қысым және
көлемнің кризистік жағдайдағы мәнін білу өте маңызды. Заттың кризистік күйі
деп сұйық және бу фазалары арасында айырмашылық (шекара) жойылған күйін,
яғни олардың бірдей қасиет көрсетуін айтамыз. Әрбір затқа сұйыққа
айналмайтындай температура тән. Бұл температура кризистік температура
деп аталады. Кризистік температураға тән қаныққан бу қысымы кризистік қысым
деп, кризистік температура мен бу көлемі кризистік көлем деп аталады.
Мұнай өнімдерінің кризистік параметрлері эмпирикалық формулалармен
анықталады.
Мәселен алифатты көмірсутектер үшін
Ароматты көмірсутектер үшін
Мұндағы, кризистік температура, °С; мұнай фракциясының орташа
қайнау температурасы, °С; кризистік температура, °С; фракцияның
молекулалық массасы; тұрақты, парафинді көмірсутектерде 2,5 – 5,3,
нафтенді көмірсутектерге 6,0 және ароматты көмірсутектерге 6,0 – 7,0 тең;
кризистік қысым, МПа.
Қазандық отыны, дизельді жағармай, мұнай майлары және басқа да мұнай
өнімдерінің эксплуатациялық қасиеттерін анықтайтын негізгі физикалық
тұрақтылардың бірі – тұтқырлық.
Тұтқырлық динамикалық және кинематикалық болып бөлінеді,
Динамикалық (абсолютты) тұтқырлық (η) немесе ішкі үйкеліс реалды
сұйықтарда қозғалыс кезінде пайда болатын ішкі кедергі. СИ жүйесі бойынша
динамикалық тұтқырлықтың өлшем бірлігі Н х см2.
Кинематикалық тұқырлық (ν) сұйықтың динамикалық тұтқырлығының оның
тығыздығына қатынасымен анықталады:
ν = ηρ
Көмірсутектерде тұтқырлық химиялық құрамына байланысты: молекулалық
массасы мен қайнау температурасы өскен сайын тұтқырлығы да жоғарылайды.
Алкан мен нафтендер құрылысында бүйір тізбектердің болуы да тұтқырлықты
жоғарылатады.
Тұтқырлықты анықтау үшін арнайы стандартты құрылғы – вискозиметр
қолданылады. Стандартты әдістермен қатар тұтқырлықты анықтайтын басқа да
әдістері бар. Бұл әдістер килибрлеуші шарлар немесе қатты дененің
зерттелетін сұйықтықта құлау уақытын есептеуге негізделген (Гепплер және
Гурвич вискозиметрлері).
3 Мұнайдың оптикалық қасиеттері
Зертханалық тәжірибелерде және ғылыми жұмыстарда мұнай мен мұнай
өнімдерінің химиялық құрамын анықтауда қолданылатын негізгі анализ олардың
оптикалық қасиеттерін анықтау болып табылады.
Мұнай және мұнай өнімдерінің оптикалық қасиеттеріне түсі, жарық сыну
коэффициенті, меншікті рефракция, оптикалық тығыздығы мен белсенділігі
жатады. Бұл көрсеткіштердің барлығы қосылыстың табиғатына тікелей
байланысты, сондықтан бұл қасиеттер мұнай өнімінің химиялық қасиетіне
жанама түрде әсер етеді және бұл көрсеткіштер МЕСТ – қа сай болуы шарт.
Сонымен қатар оптикалық көрсеткіштерге қарап, мұнайдың тазалану дәрежесін
де анықтауға болады.
3.1 Мұнайдың түсі. Колориметр, құрылысы, жұмыс істеу принципі
Мұнайдың түсі ақшыл – сарыдан қою қоңыр, кейде қара түске дейінгі
аралықта болуы мүмкін. Тығыздығы 780,0 – 790,0 кгм3 тең жеңіл мұнайлар
сары, тығыздығы орташа (790,0 – 820,0 кгм3) мұнайлар янтарь түсті, ал ауыр
мұнайлар қою қоңыр немесе қара түсті болады [8]. Сонымен қатар ақ және
қызыл мұнайлар белгілі. Ақ мұнай – газоконденсатты, тығыздығы төмен
сұйықтық. Қызыл мұнай – тығыздығы салыстырмалы түрде жоғары және бензин –
керосин фракциясына бай болады. Бакудағы Сарухан кен орнынан бірнеше мұнай
түрлерін кездестіруге болады. Онда 200м терңдікте тығыздығы 0,782 гсм3
ақ мұнай, 420м тереңдікте тығыздығы 0,810 гсм3 қызыл мұнай, одан да
тереңіректе қою қоңыр немесе қара түсті мұнайды кездестіруге болады [9].
Мұнай құрамындағы көмірсутектер түссіз болып келеді. Мұнай мен оның
өнімдерінің түстері құрамында асфальты – шайырлы заттар, кейбір қанықпаған
және ароматты көмірсутектерінің болуымен сипатталады. Мұнай өнімінің түсі –
майлар сапасының негізгі көрсеткіші болып табылатын, шайырлы қоспалардан
тазалаудың ең сенімді көрсеткіші болып табылады. Мұнай дистилляттарын терең
тазалау нәтижесінде түссіз мұнай өнімін алуға болады [10].
Мұнай түсін анықтау колориметр деп аталатын әртүрлі аспаптармен жүзеге
асады. Мұнайдың түсі екі стандарттарға сәйкес анықталады:
МЕСТ 2667 – 82 (ашық мұнай өнімдерін ұшін ЦНТ және КНС –1
колориметрлері) және МЕСТ 25337 – 82 (парафинді мұнайлар үшін КНС –2
колориметрлері) (сурет 1).
КНС – 1 аппаратында мұнайдың түсін анықтау үшін мөлдір кюветаға
зерттелетін мұнай өнімін құйып, жарық көзін қосады және призма жүйесі
арқылы окулярдан жарық өткендегі мұнай өнімінің түсін бақылайды. Диск 3
айналысы барысында шеңберде орналасқан 21 светофильтр арқылы мұнай өнімінің
түсіне жақын түс орнатылады.
Өлшенген түс КНС – 1 светофильтрінің нөмірімен анықталады.
1, 2 – мұнай кюветалары; 3 – түсті эталондар жинағының дискісі; 4 –
эталондар; 5 – призма; 6 – жарық көзінің сәулесі; 7 – окулярдағы сәуле; 8 –
кюветаны термостатауға арналған жыланша
Сурет 1. КНС – 1 (а) және КНС – 2 (б) колориметрлерінің
оптикалық сызбасы
КНС – 2 аппараттының жұмыс істеу приципі КНС – 1 аппаратынікіне ұқсас,
ерекшелігі парафин түсі 75°С температурада балқытылған күйде анықталады.
Қолданылатын кювета термостатта қыздырылған сұйықтыққа түскен сәулені 180°
бұруға арналған астында оптикалық призмасы бар екі каналды ыдыс түрінде
болады [11].
3.2 Мұнайдың сыну көрсеткіші. Рефрактометр, құрылысы, жұмыс істеу
принципі
Жарық сәулелерінің бір ортадан екіншісіне өткенде сәулелердің түсу
жылдамдығы мен бағыты өзгереді. Бұл құбылыс жарықтың сынуы немесе рефракция
деп аталады.
Сыну көрсеткіші тығыздықтары әр түрлі екі ортаның фазалар шекарасында
жарық сәулелерінің сынуымен сипатталады.
Берілген заттың сыну көрсеткіші вакуумдағы жарықтың таралу
жылдамдығының заттағы жарық жылдамдығына қатынасымен анықталады:
n1 = Cν
Бұл – жарықтың абсолютты сыну көрсеткіші. Әдетте практика жүзінде
ортаның ауаға қатысты сыну қабілеті қолданылады
n = n2n1
мұндағы, n1 = 1,00027 [13].
Егер жарық опикалық тығыздығы аз ортадан оптикалық тығыздығы көп ортаға
өтсе, өту нүктесіндегі перпендикулярға жақындайды (сурет 2). Ал егер жарық
оптикалық тығыздығы көп ортадан оптикалық тығыздығы аз ортаға өтсе, онда ол
перпендикулярдан алшақтайды. Жарықтың түсу ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе 3
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
1 Мұнай туралы қысқа 4
мәлімет ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ...
2 Физикалық – химиялық зерттеу әдісінің негізгі 7
түрлері ... ... ... ... ... ... ..
3 Мұнайдың оптикалық 11
қасиеттері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ...
3.1Мұнайдың түсі. Колориметр, құрылысы, жұмыс істеу 11
принципі ... ... ... .
3.2Мұнайдың сыну көрсеткіші. Рефрактометр, құрылысы, жұмыс істеу 112
принципі ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
4 Тәжірибелік 20
бөлім ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ...
4.1Мұнай мен мұнай өнімдерінің сыну көрсеткішін анықтау әдістемесі ... 220
4.2Тәжірибе нәтижесін 21
талдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... .
Қорытынды ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...23
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
Пайдаланылған әдебиеттер 24
тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ...
Қосымша
Кіріспе
Тақырыптың өзектілігі. Мұнай химия саласында өнімнің құрамы мен
сапасын рефрактометрлік әдіспен бағалау кең қолданыс тапқан. Ал мұнай
өнімінің сыну көрсеткіші МЕСТ бойынша қабылданған, тауарлы өнімнің
эксплуатациялық қасиетін сипаттайтын негізгі шама болып табылады. Сондай –
ақ, оптикалық қасиеттер мұнай өнімінің тазалану тереңдігі, мұнайдың шығу
тегі жөнінен мәліметтер береді.
Соңғы жылдары аспап құрастырушы мекемелер мұнай өңдеу зауыттарына
арнайы өнім сапасын бақылауға арналған анализаторларды – фотомерлер мен
призмалық рефрактометрлерді қолдануға ұсынады. Ресейлік кейбір МӨЗ –тары,
мәселен Ярославский, Киришский, Омский және т.б. өнім сапасын бағалаудың
бұл жүйесін енгізген [1]. Сондықтан қазіргі кезде өнімнің сапасын
бақылауда, мұнай өнімдерінің фракциялық құрамын анықтауда сыну
көрсеткішінің алар орны ерекше.
Курстық жұмыстың мақсаты. Мұнай көмірсутектерінің оптикалық қасиеттерін
зерттеу.
Курстық жұмыстың негізгі міндеттері.
1. Мұнайдың физикалық – химиялық қасиеттерін талдау;
2. Мұнай көмірсутектерінің оптикалық қасиеттерінің теориялық
негіздерін меңгеру;
3. Рефрактометрлік талдау әдістемесімен танысу;
4. Мұнай көмірсутектерінің сыну көрсеткішін тәжірибе жүзінде
анықтау.
Тірек сөздер. Аббе рефрактометрі, абсолютты сыну көрсеткіші, атом
спектрі, дисперсия, жарықтың сынуы, колориметр, меншікті рефракция,
молекулалық рефракция, монохромат сәулелер, мұнайдың түсі, оптикалық
қасиеттер, Пульфрих рефрактометрі, рефрактометр, рефракция, рефракция
интерцепциясы, салыстырмалы сыну көрсеткіші, сыну коэффициенті, толқын
ұзындығы.
Қысқартылған сөздер.
МЕСТ – мемлекеттік стандарт;
КНС – 1 – колориметр;
ИРФ – рефактометр;
МӨЗ – мұнай өңдеу зауыты.
Курстық жұмыс: 4 бөлімнен, 4 кестеден, 6 суреттен, 25 беттен, 20
пайдаланылған әдебиеттен, 1 қосымшадан тұрады.
1 Мұнай туралы қысқаша мәлімет
Мұнай – құрамында қатты және газ тәрізді қосылыстар еріген, сұйық
көмірсутектердің табиғи дисперсті жүйесі болып табылады. Мұнайдың құрамына
көмірсутектерден басқа оттек, азот, күкірт және т.б. элементтерден тұратын
гетероатомды қосылыстар кіреді.
Басқаша айтқанда, мұнай – газ тәрізді, сұйық және қатты
көмірсутектердің қоспасы болып табылады [2].
Мұнайдың шығу тегі, мұнай қалыптасқан бастапқы материал, оның түзілуі
жөніндегі мәселелер әлі толық шешімін таппаған. Мұнайдың қалыптасу
себептері мен түзілу процестерін түсіндіретін көптеген бағыттар белгілі.
ТМД және шет елдік ғалымдардың көпшілігі мұнай түзілудің биогенді
концепциясын жақтайды. XVIII ғасырдың ортасында М. В. Ломоносов (О слоях
земных, 1763) қатты жанғыш қазбалар арасындағы байланыс және мұнайдың
өсімдік қалдықтарынан түзілу жорамалын айтқан болатын.
Мұнайдың сапропельден түзілуінің теориясын ең алғаш Г. Потонье (1904 –
1905) ұсынған. Органикалық теорияның дамуына ең үлкен үлес қосқан И. М.
Губкин болды. Ол мұнай түзілуі жөніндегі мәселелерге критикалық анализ
беріп, органикалық теорияны үш үлкен топқа бөлді:
• мұнай жануар қалдығынан түзілу теориясы;
• мұнай өсімдік қалдығынан түзілу теориясы;
• мұнай түзілуінің аралас теориясы.
Органикалық теорияға сай мұнай – органикалық заттардың көмілуі
нәтижесінде түзілген сұйық гидрофобты фаза.
XIX ғасырдың соңында Д. И. Менделеев мұнай түзілуінің бейорганикалық
теориясын ұсынды. Бұл теорияға сай көмірсутектер судың әсерінен қызған
карбидтерге айналып, саңылаулар арқылы жер шарының терең қабатына өтіп,
конденсация мен гидрогенезация әсерінен мұнай кен орындары түзілген.
XIX ғасырдың космос денелерін спектральді әдістермен зерттеу кең өріс
алып, космоста жекелеген көміртек пен сутектен басқа көмірсутектер де бар
екені анықталғанда, орыс геологы Н. А. Соколов мұнай түзілуінің космостық
теориясын ұсынды. Бұл теорияға сай Жер шары сұйық – отты күйінде болған
кезде көмірсутектер газды қабаттан жер шарының орталық бөлігіне еніп, ал
оның суынуы салдарынан бетіне шығып жатыр. Бұл теория геологтар мен
химиктердің көңілінен шықпады, себебі, мұхит суларындағы металлдардың
салдарынан түзілген карбамидтің жер қабатына терең енуі ойға қонымсыз.
1924 жылы профессор Э. А. Штебер Мұнайдың Жер эманациясы өнімдерінен
түзілуі жөнінде (О происхождениянефти из продуктов эманации Земли) атты
жұмысында мұнайдың мантия газынан түзілуі жөнінде өз жорамалын ұсынған.
Штебердің жорамалы бойынша, Жер мантиясының жоғарғы бөлігінде
оксидтердің химиялық түрлену процесі жүзеге асады. Оттектің темірмен,
никельмен, магниймен, алюминиймен, кремниймен қосылыстары жер қабығының
базальтты – гранитті қабатының құрылысына, ал көміртек пен күкірт оксидтері
сутек, азот, гелиймен бірге газ түзеді. Түзілген газдың температурасы 1200
– 1500°С, ал қысымы 1000 атмосфераға жетеді. Жер қабықшасының тесіктерінен,
базальтты – гранитті қабаттың сынықтарынан түзілген газ мантия қабатынан
шығып, вулканоидтар түзеді. Мантиядан магманы шығаратын вулкандарға
қарағанда, вулканоидтар газды ығыстырып шығарады. Егер ұңғыма ашық болса,
атмосфераға бөлініп шыққан газ тотығып, су мен көмірқышқыл газына бөлінеді.
Бұл жағдайда газ қозғалысының жылдамдығының жоғары болуына және
көмірсутектер түзілетін ұңғыма бөлігінің қысқа болуына байланысты күрделі
көмірсутектер түзілмейді. Бірақ, ұңғыма бітелген бойда атмосфераға газдың
бөлінуі тоқтап, температурасы төмендеп, көмірсутек фракцияларында этан,
пропан, бутан концентрациялары артады. Сонымен қатар, ұңғымадағы газдың
қысымы жер қабықшасының бос қабатын толтырады. Сондай-ақ, қосылыстардың
тығыздығы бойынша бөлінуі жүзеге асады: жеңіл сутек, гелий, метан газдары
жоғарғы бөлікке, ауырлары төменгі бөлікке орналасып, конденсация
нәтижесінде мұнай түзіледі.
Алайда Штебердің жорамалы мұнай түзілуінің органикалық теориясына қарсы
болғандықтан қолдау таппады [3].
Мұнай мен газ адам баласына ертеден белгілі. Шамамен осыдан б.э.д. 3
мың жылдай бұрын Таяу Шығыс тұрғындары мұнайды қару – жарақ, құрылыс
материалы ретінде пайдаланған. Б.э.д. мұнай мен газ бассейндері Қара және
Каспий теңізі маңынан табылған. Б.э.д. Қытайда бамбукты құбырлар көмегімен
мұнай бұрғылау жүргізілген. Алайда әлемде мұнайдың жүйелік өндірісі 2000
жылдан басталды. 1950 – 1974 жылдар аралығында әлемдік шикі мұнай өндірісі
4 есеге дейін артқан – 700 млн. т – дан 2,9 млрд. т – ға дейін.
1987 жылы ең ірі мұнай өндіруші елдер КСРО, АҚШ, Сауд Арабиясы және
Мексика атанды.
1990 жылы әлем бойынша сұйық көмірсутектер қоры 125 млрд. Т. құрады.
Оның 63% Орталық және Таяу Шығыста шоғырланған. Сауд Арабиясы, Кувейт,
Иран, Біріккен Араб Эмираттары, Ирак елдері мұнай қоры бойынша ең үлкен
елдер қатарына кіреді. Ең ірі мұнай тұтынушылар АҚШ, Жапония және Батыс
Еуропа елдері болып табылады.
Amoco компаниясының аналитиктерінің бағалауы бойынша, әлемдік мұнай
қорының 23 Парсы шығанағы елдеріне тән, олар 2001 жылы АҚШ – ының жалпы
мұнай импортының 22,8% қамтыған. Иракта 112,5 млрд баррель мұнай кен
орындары анықталған. BP Statistical Review of World Energy мәліметтері
бойынша Ирак мұнай қоры жөнінен Сауд Арабиясынан кейін екінші орында [4].
Отандық мұнай өнеркәсібінің тарихына тоқталсақ. Ең алғаш рет 1717ж.
А. Бекович – Черкасский бастаған әскери экспедиция Атырау облысының
аумағында болып, мұнай жөнінде бірқатар мәліметтер жинаған болатын. Кейін
Орал – Ембі аймағын көптеген әйгілі зерттеушілер келді: И. Лепехин (1771
ж.), П. Рычкин (1772 ж.), П. Паллас (1775 ж.). С. Гемелин (1783 ж.),
Гелмерсен (1836 ж.) және т.б. Қазақстан мұнай өндірісі тарихының келелі
оқиғасы ретінде 1979 жылы ашылған әлемдік мұнай кен орындарының бестігіне
кіретін Теңіз кен орнын атап айтқан жөн. 1892 ж. Доссор, Ескене, Қарашұңғыл
аймағында мұнайдың бары дәлелденіп, бірнеше ұңғымаларды бұрғылау жұмыстары
басталған. 1899 жылы 13 қарашада Гурьев (қазіргі Атырау) облысы Жылыой
районы, Қарашұңғыл аймағында №7 ұңғымада тереңдігі 40 м, тәуліктік дебиті
22 – 25 т. алғашқы мұнай фонтаны ашылды. Он екі жыл өте Доссор аймағы толық
игерілді. Тәуелсіздіктің алғашқы жылдары мұнай кен орындарын игеру
мақсатында бірқатар шет елдік компаниялармен келісімшарттар жасалды [5].
Мұнайды өндіру жылдан жылға артып отыр. Атап айтсақ, Қазақстанда 1911
ж. 16,7 мың т, 1927 ж. 250 мың т, 1946 ж. 739 мың т, 1968ж. 7,4 млн т, 1980
ж. 18,7 млн т, 1991 ж. 21,8 млн т, 1998 ж. 25,9 млн т, 2002 ж. 26млн т,
2004 ж. 51 млн т. мұнай өндірілген [6].
Қазақстан жері де мұнай, газ және басқа да пайдалы қазбаларға бай.
Зерттелген мұнай қоры бйынша еліміз 13, газ бойынша 15 орын алады.
Республикамызда 15 шөгінді бассейн анықталған: Каспий маңы, Солтүстік –
Үстірт – Бозащы, Оңтүстік – Маңғыстау – Үстірт, Арал, Солтүстік – Торғай,
Оңтүстік – Торғай, Теңіз, Солтүстік – Қазақстан, Ертіс маңы, Сырдария,
Балқаш маңы, Зайсан, Алакөл, Батыс – Іле, Шығыс – Іле. Геологтардың
зерттеулері бойынша республика аумағының барлық аймағында мұнай газ
белгілері анықталған. Алайда мұнай өндіру тек Батыс Қазақстанда және
Қызылордада жүргізіледі [3].
2. Физикалық – химиялық зерттеу әдістерінің негізгі түрлері
Мұнай және оның тауарлы өнімдерін өңдеудің негізінде физикалық –
химиялық процестер жатыр. Бұл көрсеткіштер мұнай және оның өнімдерінің
құрамына, мұнай жүйесіндегі молекула аралық және құрылымдық
ерекшеліктеріне, эксплуатациялық көрсеткіштеріне тікелей және жанама түрде
әсер етеді. Мұнай мен оның фракциялары химиялық құрамы мен табиғаты әр
бөлек заттардан тұрғандықтан мұнай өнімдерінің қасиеттері орташа шамалармен
сипатталады және әртүрлі мұнай мен мұнай фракцияларында, тіпті, әртүрлі
мұнайдың бірдей фракцияларында әр бөлек болады [7].
Бұл тұрақтылардың кейбірі мұнай өңдеу зауыттарының аппатарураларын
есептеуде қолданылса, кейбірі режим параметрлерін қадағалауда және өнімнің
сапа көрсеткіші ретінде кең қолданыс тапқан.
Көпшілік жағдайда мұнай шикізатының құрамының күрделілігіне байланысты
физикалық – химиялық көрсеткіштердің салыстырмалы мәні қолданылады.
Тығыздық басқа тұрақтылармен қоса мұнай және мұнай өнімдерінің химиялық
және фракциялық құрамын анықтауду ең негізгі көрсеткіштердің бірі болып
табылады. Мұнайдың тығыздығын анықтау құрамындағы көмірсутектерді
идентификациялауда маңызы зор. Тығыздық абсолютты және салыстырмалы
өлшемдермен анықталады.
Абсолютты тығыздық деп көлем бірлігіндегі заттың массасын айтады.
Абсолютты тығыздықтың өлшем бірлігі кгм3 немесе гсм3 .
Өндірісте өлшемсіз шама мұнайдың салыстырмалы тығыздығын қолдану кең
таралған. Салыстырмалы тығыздық мұнайдың (мұнай өнімінің) 20°С тығыздығының
4°С су тығыздығына қатынасымен анықталады.салыстырмалы тығыздық деп
белгіленеді.
Судың 4°С температурасы бірге тең болғандықтан салыстырмалы және
абсолютты тығыздық мәндері тең болады.
Салыстырмалы тығыздық гомологтық қатарда келесі түрде өседі:
алкандар → олефиндер → нафтендер → ароматты көмірсутектер.
Гомологтық қатарда салыстырмалы тығыздық малекулалық масса өскен сайын
артады.
Салыстырмалы тығыздық пикнометр деп аталатын шыны ампулаларда 0,0001
дәлдікпен анықталады. Пикнометр 0,5мл – ден 5 мл – ге дейін көлемде болады.
Молекулалық масса мұнай мен оның өнімдерінің бу түзу жылуын, бу
көлемін, мұнайдың жіңішке фракцияларының құрамын анықтауда қолданылатын ең
негізгі көрсеткішінің бірі. Мұнай және оның өнімдері жекелеген
көмірсутектер мен басқа да қосылыстардың қоспасы болғандықтан салыстырмалы
молекулалық массаның мәні алынады.
Мұнай фракцияларының молекулалық массасы қайнау температурасы неғұрлым
көп болса, соғұрлым жоғары болады. Сонымен қатар бір температурада
қайнайтын мұнай фракциясының молекулалық массасы фракцияның көмірсутектік
құрамына сай әрбөлек болады.
Молекулалық массаны анықтаудың ең кең тараған түрі криоскопиялық әдіс.
Бұл әдіс мұнай өнімінің сынамасын еріткішке (бензол немесе нафталин)
салып, еріткіштің қату температурасын анықтауға негізделген.
Кейде мұнайдың молекулалық массасын анықтауда эбулиоскопиялық әдіс
қолданылады. Бұл әдіс мұнай сынамасы салынған еріткіштің қайнау
температурасын анықтауға негізделген.
Практикада молекулалық массаны есептеу үшін эмпирикалық формула
қолданылады. Ең көп қолданыс тапқан Б. П. Воинованың формуласы болып
табылады:
M = a + bt + ct2
Мұндағы a, b, c – мәні әрбір көмірсутекке тән тұрақты; t – өнімнің
орташа молекулалық қайнау температурасы.
Парафинді көмірсутектер үшін:
М = 60 + 0,3t + 0,001t2
Мұнай фракциялары үшін:
М = (7 – 21,5) + (0,76 + 0,04K) t + (0,0003K – 0,00245) t2
Қаныққан будың қысымы дегеніміз қалыпты температурада өлшенген, бу және
сұйық фаза көлемдерінің арақатынасы анықталған, сұйық фазамен тепе – теңдік
күйіндегі жағармайдың бу фазасының қысымы. Қаныққан бу қысымының жүйе
қысымымен теңескен температурасы заттың қайнау температурасы деп аталады.
Қаныққан бу қысымы температура өскен сайын жоғарылайды. Жеңіл мұнай
фракциялары жоғары қаныққан бу қысымымен сипатталады.
Қаныққан бу қысымын анықтаудың бірнеше әдістері бар. Алайда өзінің
қарапайымдылығымен кең қолданыс тапқан стандартты әдіс – Рейд бомбасын
қолдану.
Қаныққан бу қысымын келесі формула бойынша анықтайды:
Мұндағы, температура t болғандағы зерттелетін сұйықтың қаныққан
бу қысымы; манометр көрсеткіші; атмосфералық қысым; қоршаған
ортаның температурасы, °С.
Рейд бомбасымен бу қысымын анықтау моторлы жағармайдың сапасын
салыстырмалы бағалауда қолданылады, себебі бұл әдіс тек жуықталған мәндерді
ғана анықтайды.
Қаныққан бу қысымының абсолютты мәнін толықтай анықтау үшін НАТИ
аппараттарын қолдану арқылы қол жеткізуге болады.
Кризистік параметрлер. Қазіргі жоғары қысымда жоғары температуралы
процестерді қолдану ерекшеліктеріне сай мұнайдың температура, қысым және
көлемнің кризистік жағдайдағы мәнін білу өте маңызды. Заттың кризистік күйі
деп сұйық және бу фазалары арасында айырмашылық (шекара) жойылған күйін,
яғни олардың бірдей қасиет көрсетуін айтамыз. Әрбір затқа сұйыққа
айналмайтындай температура тән. Бұл температура кризистік температура
деп аталады. Кризистік температураға тән қаныққан бу қысымы кризистік қысым
деп, кризистік температура мен бу көлемі кризистік көлем деп аталады.
Мұнай өнімдерінің кризистік параметрлері эмпирикалық формулалармен
анықталады.
Мәселен алифатты көмірсутектер үшін
Ароматты көмірсутектер үшін
Мұндағы, кризистік температура, °С; мұнай фракциясының орташа
қайнау температурасы, °С; кризистік температура, °С; фракцияның
молекулалық массасы; тұрақты, парафинді көмірсутектерде 2,5 – 5,3,
нафтенді көмірсутектерге 6,0 және ароматты көмірсутектерге 6,0 – 7,0 тең;
кризистік қысым, МПа.
Қазандық отыны, дизельді жағармай, мұнай майлары және басқа да мұнай
өнімдерінің эксплуатациялық қасиеттерін анықтайтын негізгі физикалық
тұрақтылардың бірі – тұтқырлық.
Тұтқырлық динамикалық және кинематикалық болып бөлінеді,
Динамикалық (абсолютты) тұтқырлық (η) немесе ішкі үйкеліс реалды
сұйықтарда қозғалыс кезінде пайда болатын ішкі кедергі. СИ жүйесі бойынша
динамикалық тұтқырлықтың өлшем бірлігі Н х см2.
Кинематикалық тұқырлық (ν) сұйықтың динамикалық тұтқырлығының оның
тығыздығына қатынасымен анықталады:
ν = ηρ
Көмірсутектерде тұтқырлық химиялық құрамына байланысты: молекулалық
массасы мен қайнау температурасы өскен сайын тұтқырлығы да жоғарылайды.
Алкан мен нафтендер құрылысында бүйір тізбектердің болуы да тұтқырлықты
жоғарылатады.
Тұтқырлықты анықтау үшін арнайы стандартты құрылғы – вискозиметр
қолданылады. Стандартты әдістермен қатар тұтқырлықты анықтайтын басқа да
әдістері бар. Бұл әдістер килибрлеуші шарлар немесе қатты дененің
зерттелетін сұйықтықта құлау уақытын есептеуге негізделген (Гепплер және
Гурвич вискозиметрлері).
3 Мұнайдың оптикалық қасиеттері
Зертханалық тәжірибелерде және ғылыми жұмыстарда мұнай мен мұнай
өнімдерінің химиялық құрамын анықтауда қолданылатын негізгі анализ олардың
оптикалық қасиеттерін анықтау болып табылады.
Мұнай және мұнай өнімдерінің оптикалық қасиеттеріне түсі, жарық сыну
коэффициенті, меншікті рефракция, оптикалық тығыздығы мен белсенділігі
жатады. Бұл көрсеткіштердің барлығы қосылыстың табиғатына тікелей
байланысты, сондықтан бұл қасиеттер мұнай өнімінің химиялық қасиетіне
жанама түрде әсер етеді және бұл көрсеткіштер МЕСТ – қа сай болуы шарт.
Сонымен қатар оптикалық көрсеткіштерге қарап, мұнайдың тазалану дәрежесін
де анықтауға болады.
3.1 Мұнайдың түсі. Колориметр, құрылысы, жұмыс істеу принципі
Мұнайдың түсі ақшыл – сарыдан қою қоңыр, кейде қара түске дейінгі
аралықта болуы мүмкін. Тығыздығы 780,0 – 790,0 кгм3 тең жеңіл мұнайлар
сары, тығыздығы орташа (790,0 – 820,0 кгм3) мұнайлар янтарь түсті, ал ауыр
мұнайлар қою қоңыр немесе қара түсті болады [8]. Сонымен қатар ақ және
қызыл мұнайлар белгілі. Ақ мұнай – газоконденсатты, тығыздығы төмен
сұйықтық. Қызыл мұнай – тығыздығы салыстырмалы түрде жоғары және бензин –
керосин фракциясына бай болады. Бакудағы Сарухан кен орнынан бірнеше мұнай
түрлерін кездестіруге болады. Онда 200м терңдікте тығыздығы 0,782 гсм3
ақ мұнай, 420м тереңдікте тығыздығы 0,810 гсм3 қызыл мұнай, одан да
тереңіректе қою қоңыр немесе қара түсті мұнайды кездестіруге болады [9].
Мұнай құрамындағы көмірсутектер түссіз болып келеді. Мұнай мен оның
өнімдерінің түстері құрамында асфальты – шайырлы заттар, кейбір қанықпаған
және ароматты көмірсутектерінің болуымен сипатталады. Мұнай өнімінің түсі –
майлар сапасының негізгі көрсеткіші болып табылатын, шайырлы қоспалардан
тазалаудың ең сенімді көрсеткіші болып табылады. Мұнай дистилляттарын терең
тазалау нәтижесінде түссіз мұнай өнімін алуға болады [10].
Мұнай түсін анықтау колориметр деп аталатын әртүрлі аспаптармен жүзеге
асады. Мұнайдың түсі екі стандарттарға сәйкес анықталады:
МЕСТ 2667 – 82 (ашық мұнай өнімдерін ұшін ЦНТ және КНС –1
колориметрлері) және МЕСТ 25337 – 82 (парафинді мұнайлар үшін КНС –2
колориметрлері) (сурет 1).
КНС – 1 аппаратында мұнайдың түсін анықтау үшін мөлдір кюветаға
зерттелетін мұнай өнімін құйып, жарық көзін қосады және призма жүйесі
арқылы окулярдан жарық өткендегі мұнай өнімінің түсін бақылайды. Диск 3
айналысы барысында шеңберде орналасқан 21 светофильтр арқылы мұнай өнімінің
түсіне жақын түс орнатылады.
Өлшенген түс КНС – 1 светофильтрінің нөмірімен анықталады.
1, 2 – мұнай кюветалары; 3 – түсті эталондар жинағының дискісі; 4 –
эталондар; 5 – призма; 6 – жарық көзінің сәулесі; 7 – окулярдағы сәуле; 8 –
кюветаны термостатауға арналған жыланша
Сурет 1. КНС – 1 (а) және КНС – 2 (б) колориметрлерінің
оптикалық сызбасы
КНС – 2 аппараттының жұмыс істеу приципі КНС – 1 аппаратынікіне ұқсас,
ерекшелігі парафин түсі 75°С температурада балқытылған күйде анықталады.
Қолданылатын кювета термостатта қыздырылған сұйықтыққа түскен сәулені 180°
бұруға арналған астында оптикалық призмасы бар екі каналды ыдыс түрінде
болады [11].
3.2 Мұнайдың сыну көрсеткіші. Рефрактометр, құрылысы, жұмыс істеу
принципі
Жарық сәулелерінің бір ортадан екіншісіне өткенде сәулелердің түсу
жылдамдығы мен бағыты өзгереді. Бұл құбылыс жарықтың сынуы немесе рефракция
деп аталады.
Сыну көрсеткіші тығыздықтары әр түрлі екі ортаның фазалар шекарасында
жарық сәулелерінің сынуымен сипатталады.
Берілген заттың сыну көрсеткіші вакуумдағы жарықтың таралу
жылдамдығының заттағы жарық жылдамдығына қатынасымен анықталады:
n1 = Cν
Бұл – жарықтың абсолютты сыну көрсеткіші. Әдетте практика жүзінде
ортаның ауаға қатысты сыну қабілеті қолданылады
n = n2n1
мұндағы, n1 = 1,00027 [13].
Егер жарық опикалық тығыздығы аз ортадан оптикалық тығыздығы көп ортаға
өтсе, өту нүктесіндегі перпендикулярға жақындайды (сурет 2). Ал егер жарық
оптикалық тығыздығы көп ортадан оптикалық тығыздығы аз ортаға өтсе, онда ол
перпендикулярдан алшақтайды. Жарықтың түсу ... 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