Дизель отынын гидротазалау қондырғысы реактордың жобасы
Мазмұны
Кіріспе
I Технологиялық бөлім
1.1 Мұнай және оның құрамы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.2 Гидротазалау процесі және аппаратты таңдау негіздемесі ... ... ... ... ... ... ... .
1.3 Мұнай шикізаты және оның өнеркәсіпте қолданылуы ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.4 Технологиялық сызбалар жобасы және сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.5 Процесстің технологиялық режим нормалары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.6 Процессті аналитикалық бақылау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.7 Технологиялық процессті автоматтандыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.8 Дипломдық жоба тақырыбы бойынша арнайы сұрақ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.9 Қауіпсіздік ережелері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.10 Қоршаған ортаны қорғау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
II Есептік бөлім
2.1 Материалдық баланс ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.2 Реактордың материалдық балансы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.3 Жылулық баланс ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.4 Реактордың негізгі өлшемдерін анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.5 Дизель отынының гидротазалау қондырғысының реакторы ... ... ... ... ... ... ...
III Экономикалық есептеулер
3.1 Негізгі қорларды қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3.2 Еңбек ақы қоры және санын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
3.3 Өзіндік құнды есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
3.4 Технико.экономикалық көрсеткіштерді және тиімділікті есептеу ... ... ... ... ..
ІV. Қолданылған әдебиеттер
Кіріспе
I Технологиялық бөлім
1.1 Мұнай және оның құрамы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.2 Гидротазалау процесі және аппаратты таңдау негіздемесі ... ... ... ... ... ... ... .
1.3 Мұнай шикізаты және оның өнеркәсіпте қолданылуы ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.4 Технологиялық сызбалар жобасы және сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.5 Процесстің технологиялық режим нормалары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.6 Процессті аналитикалық бақылау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.7 Технологиялық процессті автоматтандыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.8 Дипломдық жоба тақырыбы бойынша арнайы сұрақ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.9 Қауіпсіздік ережелері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.10 Қоршаған ортаны қорғау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
II Есептік бөлім
2.1 Материалдық баланс ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.2 Реактордың материалдық балансы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.3 Жылулық баланс ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.4 Реактордың негізгі өлшемдерін анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.5 Дизель отынының гидротазалау қондырғысының реакторы ... ... ... ... ... ... ...
III Экономикалық есептеулер
3.1 Негізгі қорларды қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3.2 Еңбек ақы қоры және санын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
3.3 Өзіндік құнды есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
3.4 Технико.экономикалық көрсеткіштерді және тиімділікті есептеу ... ... ... ... ..
ІV. Қолданылған әдебиеттер
Кіріспе
Тәуелсіздік алғаннан кейін елімізге химия және мұнай химиясы өндірісін жасап,оны әрі қарай дамытпайынша, Қазақстанның алдыңғы қатарлы ел болуы мүмкін емес.
Қазақстанда барлық көмірсутек шикізатының 2%-ы бар және ол мұнайды шетелге шығаратын елдердің қатарына жатады. Бірақ, біздер тек табиғи байлысты сатумен ғана шектелмеуіміз керек. Қазақстанның 2030 даму /1/ стратегиясында: «Қазақстан үшін индустриялық технологиялық стратегия жасау қажеттігі дүниежүзілік тәжірибемен анықталған.
Шикізаттың бір түрін ғана шығаратын ел болып қалмау үшін біз мұнай және газ өңдеу, химия және мұнай химиясын өте қарқынды дамытуымыз керек».Жер шарында мұнайдың пайда болғанына шамамен 65-225 млн. жыл бұрын органикалық қалдықтардың ыдырауынан деген болжам бар. Ол кездер шамамен триас, Юр және Бор дәуірлері- деп болжамдалуда.
Мұнай - ең маңызды сұйық пайдалы қазба. Бірақ оны дұрыс пайдалана білмесе, тіршілік атаулына зардабын тигізеді. Жыл сайын дүниежүзілік мұхитқа 10 млн тоннадай мұнай өнімдері төгіледі. Жердің жасанды серіктерінен түсірілген фотосуреттер, мұхиттар мен теңіздерде тікелей жүргізілген бақылау нәтижелері мұхит бетінің шамамен 1/3 мұнай кілегейі жапқанын көрсетеді. Бұл бүкіл әлем бойынша үлкен зардап келтіреді.
Мұнай мұхиттағы ірі сүтқоректілер: китке, дельфинге, итбалыққа және құстарға зиян келтіреді. Егер итбалық су бетіне мұнай жайылған жерден шығып, терісіне дақ түсірсек ондай тері жылытудан қалады. Сол сияқты мамығы бөлінген құс та суықты көтере алмайды. Онымен қоймай құстұмсығымен қауырсынын тазалаймын дегенде мұнай тамшыларын жұтып, уланады. Мұнаймен уланса кит те өледі. Сөйтіп, мұнайдан теңіз әр түрлі жолдармен ластанады. Мұнай түзілу - өте күрделі, көп сатылы және көп уақыт жүретін химиялық процесс, оның тетігінің кейбір сәттері әлі белгісіз.
Тәуелсіздік алғаннан кейін елімізге химия және мұнай химиясы өндірісін жасап,оны әрі қарай дамытпайынша, Қазақстанның алдыңғы қатарлы ел болуы мүмкін емес.
Қазақстанда барлық көмірсутек шикізатының 2%-ы бар және ол мұнайды шетелге шығаратын елдердің қатарына жатады. Бірақ, біздер тек табиғи байлысты сатумен ғана шектелмеуіміз керек. Қазақстанның 2030 даму /1/ стратегиясында: «Қазақстан үшін индустриялық технологиялық стратегия жасау қажеттігі дүниежүзілік тәжірибемен анықталған.
Шикізаттың бір түрін ғана шығаратын ел болып қалмау үшін біз мұнай және газ өңдеу, химия және мұнай химиясын өте қарқынды дамытуымыз керек».Жер шарында мұнайдың пайда болғанына шамамен 65-225 млн. жыл бұрын органикалық қалдықтардың ыдырауынан деген болжам бар. Ол кездер шамамен триас, Юр және Бор дәуірлері- деп болжамдалуда.
Мұнай - ең маңызды сұйық пайдалы қазба. Бірақ оны дұрыс пайдалана білмесе, тіршілік атаулына зардабын тигізеді. Жыл сайын дүниежүзілік мұхитқа 10 млн тоннадай мұнай өнімдері төгіледі. Жердің жасанды серіктерінен түсірілген фотосуреттер, мұхиттар мен теңіздерде тікелей жүргізілген бақылау нәтижелері мұхит бетінің шамамен 1/3 мұнай кілегейі жапқанын көрсетеді. Бұл бүкіл әлем бойынша үлкен зардап келтіреді.
Мұнай мұхиттағы ірі сүтқоректілер: китке, дельфинге, итбалыққа және құстарға зиян келтіреді. Егер итбалық су бетіне мұнай жайылған жерден шығып, терісіне дақ түсірсек ондай тері жылытудан қалады. Сол сияқты мамығы бөлінген құс та суықты көтере алмайды. Онымен қоймай құстұмсығымен қауырсынын тазалаймын дегенде мұнай тамшыларын жұтып, уланады. Мұнаймен уланса кит те өледі. Сөйтіп, мұнайдан теңіз әр түрлі жолдармен ластанады. Мұнай түзілу - өте күрделі, көп сатылы және көп уақыт жүретін химиялық процесс, оның тетігінің кейбір сәттері әлі белгісіз.
Қолданылған әдебиеттер
1. «Мұнай және газ химиясы мен технологиясы» - Г. Қ. Бишімбаева, А. Е. Букетова. - Алматы : Бастау, 2007.
2. «Мұнай-газ секторындағы басқару» - Доғалова, Гүлнәр Нәжмиденқызы - Алматы : Экономика, 2007.
3. «Мұнай, мұнай өнімдері» - Серікбаева Жаса.- Химия мектепте, 2004ж.
4. «Қазақстанның мұнай химиясы өнеркәсібінң жағдайы, проблемалары мен болашағы» Коныспаев С.Р. 2005ж. №1
5. Сериков Т.П,. Оразбаев Б.Б. «Технические схемы переработки нефти и газа в Казахстане», Учеб.пособие для вузов, Атырау, 1993
6. Мановян А.К. «Технология первичной переработки нефти и природного газа», Учеб.пособие для вузов, М., Химия, 2001.
7. Серіков Т.П., Ахметов С.А. «Мұнай және газды терең өңдеу технологиясы», 3 томды, Атырау, 2005
8. Омарәлиев Т.О. «Мұнай мен газдан отын өндіру арнайы технологиясы», Астана, Фолиант, 2005
9. Абайылданов Қ. Н., Нұрсылтанов Ғ. М. Мұнай мен газды өндіріп, өңдеу. Оқулық. –Алматы: ҚазҰТУ, 2003, 464-467 б.
10. Альбом технологических схем процессов в переработки нефти и газа. – Под ред. Б. И. Бондаренко. – М.: Химия, 1983. 29-33 с.
1. «Мұнай және газ химиясы мен технологиясы» - Г. Қ. Бишімбаева, А. Е. Букетова. - Алматы : Бастау, 2007.
2. «Мұнай-газ секторындағы басқару» - Доғалова, Гүлнәр Нәжмиденқызы - Алматы : Экономика, 2007.
3. «Мұнай, мұнай өнімдері» - Серікбаева Жаса.- Химия мектепте, 2004ж.
4. «Қазақстанның мұнай химиясы өнеркәсібінң жағдайы, проблемалары мен болашағы» Коныспаев С.Р. 2005ж. №1
5. Сериков Т.П,. Оразбаев Б.Б. «Технические схемы переработки нефти и газа в Казахстане», Учеб.пособие для вузов, Атырау, 1993
6. Мановян А.К. «Технология первичной переработки нефти и природного газа», Учеб.пособие для вузов, М., Химия, 2001.
7. Серіков Т.П., Ахметов С.А. «Мұнай және газды терең өңдеу технологиясы», 3 томды, Атырау, 2005
8. Омарәлиев Т.О. «Мұнай мен газдан отын өндіру арнайы технологиясы», Астана, Фолиант, 2005
9. Абайылданов Қ. Н., Нұрсылтанов Ғ. М. Мұнай мен газды өндіріп, өңдеу. Оқулық. –Алматы: ҚазҰТУ, 2003, 464-467 б.
10. Альбом технологических схем процессов в переработки нефти и газа. – Под ред. Б. И. Бондаренко. – М.: Химия, 1983. 29-33 с.
Мазмұны
Кіріспе
I Технологиялық бөлім
1.1 Мұнай және оның құрамы
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
...
1.2 Гидротазалау процесі және аппаратты таңдау
негіздемесі ... ... ... ... ... ... ... .
1.3 Мұнай шикізаты және оның өнеркәсіпте
қолданылуы ... ... ... ... ... ... . ... ... ...
1.4 Технологиялық сызбалар жобасы және
сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.5 Процесстің технологиялық режим
нормалары ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ...
1.6 Процессті аналитикалық
бақылау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
.
1.7 Технологиялық процессті
автоматтандыру ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.8 Дипломдық жоба тақырыбы бойынша арнайы
сұрақ ... ... ... ... ... ... ... .. ... ...
1.9 Қауіпсіздік
ережелері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... .
1.10 Қоршаған ортаны
қорғау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ...
II Есептік бөлім
2.1 Материалдық баланс
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ...
2.2 Реактордың материалдық
балансы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2.3 Жылулық
баланс ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... .
2.4 Реактордың негізгі өлшемдерін
анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.5 Дизель отынының гидротазалау қондырғысының
реакторы ... ... ... ... ... ... ...
III Экономикалық есептеулер
3.1 Негізгі қорларды
қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ...
3.2 Еңбек ақы қоры және санын
есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3.3 Өзіндік құнды
есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... .
3.4 Технико-экономикалық көрсеткіштерді және тиімділікті
есептеу ... ... ... ... ..
ІV. Қолданылған әдебиеттер
Кіріспе
Тәуелсіздік алғаннан кейін елімізге химия және мұнай химиясы өндірісін
жасап,оны әрі қарай дамытпайынша, Қазақстанның алдыңғы қатарлы ел болуы
мүмкін емес.
Қазақстанда барлық көмірсутек шикізатының 2%-ы бар және ол мұнайды
шетелге шығаратын елдердің қатарына жатады. Бірақ, біздер тек табиғи
байлысты сатумен ғана шектелмеуіміз керек. Қазақстанның 2030 даму 1
стратегиясында: Қазақстан үшін индустриялық технологиялық стратегия жасау
қажеттігі дүниежүзілік тәжірибемен анықталған.
Шикізаттың бір түрін ғана шығаратын ел болып қалмау үшін біз мұнай
және газ өңдеу, химия және мұнай химиясын өте қарқынды дамытуымыз
керек.Жер шарында мұнайдың пайда болғанына шамамен 65-225 млн. жыл бұрын
органикалық қалдықтардың ыдырауынан деген болжам бар. Ол кездер шамамен
триас, Юр және Бор дәуірлері- деп болжамдалуда.
Мұнай - ең маңызды сұйық пайдалы қазба. Бірақ оны дұрыс пайдалана
білмесе, тіршілік атаулына зардабын тигізеді. Жыл сайын дүниежүзілік
мұхитқа 10 млн тоннадай мұнай өнімдері төгіледі. Жердің жасанды
серіктерінен түсірілген фотосуреттер, мұхиттар мен теңіздерде тікелей
жүргізілген бақылау нәтижелері мұхит бетінің шамамен 13 мұнай кілегейі
жапқанын көрсетеді. Бұл бүкіл әлем бойынша үлкен зардап келтіреді.
Мұнай мұхиттағы ірі сүтқоректілер: китке, дельфинге, итбалыққа және
құстарға зиян келтіреді. Егер итбалық су бетіне мұнай жайылған жерден
шығып, терісіне дақ түсірсек ондай тері жылытудан қалады. Сол сияқты
мамығы бөлінген құс та суықты көтере алмайды. Онымен қоймай құстұмсығымен
қауырсынын тазалаймын дегенде мұнай тамшыларын жұтып, уланады. Мұнаймен
уланса кит те өледі. Сөйтіп, мұнайдан теңіз әр түрлі жолдармен ластанады.
Мұнай түзілу - өте күрделі, көп сатылы және көп уақыт
жүретін химиялық процесс, оның тетігінің кейбір сәттері әлі белгісіз.
Себебі бастапқы органикалық
материалдар шашыранды түрінде, оның мұнай мен газға айналу өнімдері де,
әуелгі кезде мұнай аналық көбінесе балшық қабатында кездесуі әбден ықтимал.
Мұнайдың жер бетіне шығуын Каспий теңізінің жағалауында 500 жыл бұрын,
ал газдың жер бетіне шығуын Кавказда және Орталық Азияда біздің заманнан 6
жыл бұрын ғалымдар байқаған. Мұнай өндірістік мәнге ХІІІ ғ бастап ие бола
бастады. Мұнай жердің қалдық қабатына көп тараған сұйық, жанғыш минерал.
Мұнай және одан жер бетіне бөлінетін табиғи өнімдер – асфальтендар және
битумдар адам баласына көптен белгілі. ХІІІ ғ соңынан бастап мұнай өңдеудің
өнімі – керосинді үйлерді және кұжарықтандыруда пайдалана бастады, ал ХІХ ғ
бастап ішкі жану двигательдері ойлап табумен байланысты мұнай өнімдері әр
түрлі жол көліктерінде негізгі отын болды.
Мұнайдың түзілуін анықтау қазіргі ғылымның ең күрделі проблемасы болып
табылады. Мұнайдың анорганикалық түзілу теориясын алғашқылардың бірі болып
Менделеев 1877 жылы ұсынды. Оның жорамалы бойынша мұнай көмірсутектері жер
астында металл карбидтерінің сумен әрекеттесуінің нәтижесінде түзіледі.
Бірақ мұнай құрамындағы көптеген әр түрлі құрылымды көмірсутектердің пайда
болуына карбид теориясымен түсіндіру мүмкін емес.
Мұнайды жер қойнауынан алу үшін әр түрлі қашауларды пайдаланады. Олар
тісті конустардан тұрады. Жыныс бетінде қозғалғанда оларды майдалайды және
ұнтақтайды. Соңғы кездері алмазды қашауларды қолдана бастады. Жұмыс кезінде
қашау турбо бұрғы немесе электр бұрғысы арқылы үнемі қозғалып тұру керек.
Мұндай жағдайда қашаумен бірге жер астынан көп сатылы турбина немесе электр
қозғалтқышын түсіреді, олар қашауды іске қосады. Бұл өте жетік әдіс. Жер
астынан майда ұнтақталған жыныстарды оған бұрғылау құбырлары арқылы сазды
ерітінді жіберіп, ығыстырып шығарады. Бұл ерітіндінің бұрғылауда маңызы өте
зор.Оның көмегімен бұрғылау инструменттері салқындатылады, жер беті
цементтеледі.Бұл оның бұзылуынан сақтайды және судың, мұнайдың, газдың
құбырдан шығуын болдырмайды.Қазіргі кезде бұрғылау 6–7 км. тереңдікке шейін
жүргізіледі.Өнім қабатына жеткенде оған жоғары жағынан құбырлар шоғыры мен
ысырмамен және штуцериен жабдықталған құбырлар коллоннасын түсіреді,ол ашық
фонтан болдырмас үшін қажет.
Қазіргі уақытта Қазақстан Республикасының мұнай өндіретін
аймақтарында, әсіресе бұрыннан мұнай өндіретін Кен орындарында,далада
мұнайдың және мұнай шламдарының өте көп мөлшері жинақталған.Ресми
деректерге сүйенсек, мұнайлы қалдықтар мөлшері 30 млн тоннаға жуық, 2000-
нан аса мұнайлы көлдер бар және кеніштердің үлкен аумағы мұнай және мұнай
өнімдерімен ластанған. Қазақстанда үш үлкен мұнай өңдейтін зауыттар (
Атырау, Павлодар, Шымкент) тек мұнайды атмосфералық,дистилдеумен ғана
шектеліп өте қарапайым сызбанұсқамен жұмыс істейді.Мұнайды қайта өңдеудің
екіншілік процестерінің ішінен тек бензинді тікелей айдаудың каталитикалық
реформингісінен дизель отынын гидротазалау ғана жұмыс істейді. Осының
салдарынан Қазақстандағы мұнай өңдеу зауыттарындағы мұнай өнімдерінің
өзіндік құны өте жоғары. Тәуелсіз жылдарында салынған ең алдыңғы қатарлы
өнеркәсіп Қарашығанақ газ конденсатының барлығы дерлік шетелге жіберіледі.
Қазақстанда өндірілген 30 млн тонна мұнайдың 24 млн тоннасын сатқан.
Мұнда таза мұнай өнімдерінің барлығына да экспортпен импорт арасындағы
кіріс пен шығыс айырымы қайшы келді. Республикамызда мұнай мен химияның
үлкен қоры бар.Мәселен, қазіргі кезде Қазақстанда мұнайдың 129 кен орны бар
десек, оның 80 кен орны – мұнайлы, ал 24 кен орны газ мұнайлы, 21 кен орны
мұнай газ конденсаты болып келеді. Мұнай мен газдың көп мөлшері біздің
Батыс Қазақстанда орналасқан. Мұнай көзі алғаш рет 1911 жылы Доссада Орал –
Ембі бассейнінде ашылды.Бұл мұнайлы ауданға 60-шы жылдардағы Өзен және
Жетібай жартылай Маңғыстау бассейндері жатады. Басқа да Қаражанбас және
Қаламқас (Атырау), Қарашығанақ (Орал), Жаңажол (Ақтөбе) деп аталатын кен
орындары табылды. Өңделіп жатырған Теңіз, Жаңажол және Қарашығанақ
жерлерінен мұнай және газ көп мөлшерде алынып, халық шаруашылығының дамуына
мүмкіндік беріп отыр, олар бір мезгілде экологиялық жағдайға байланысты
күрделенеді. Ауа бассейні олардың айналасындағы газ қоспаларын тазартады,
жергілікті тұрғындарды таза сумен қамтамасыз етеді.
Мұнайды ауқымды өңдеу кешені
Қазақстанның батыс аумағындағы негізгі өнеркәсіптік тұтынушылардың
газтектес отынға ауысулары себепті қазандық отыны ретінде қарамайға деген
сұраныстың төмендегені байқалады. Бүгінгі таңда зауыттың барлық қарамай
көлемі әрі қарай өңдеуге шикізат ретінде экспортқа шығаруға бағытталған.
АМӨЗ-да ауқымды мұнай өңдеу кешенін салу төмендегі мүмкіндіктерге жол
ашады:
- ауыр мұнай өнімдерінің қалдықтарын білікті пайдалануға және зауыт
қуаттылығын ұлғайтпастан мотор отындарының шикізат базасын кеңейту;
- сұранысқа ие емес қарамай көлемін қысқарту және мұнай өңдеу
тереңдігін 82- 86%-ға дейін арттыру;
- Евро-4 деңгейіне сәйкес келетін жоғары октанды бензин және дизель
отындарын алу;
- жаңа заманғы технологияларды қолдану арқылы ауаға тасталатын ластағыш
заттар көлемін азайту;
- адам факторының әсерінсіз басқарылатын және апатты жағдайды
болдырмайтын әлемдік стандарттарға сай басқару құралдары мен жаңа заманғы
жабдықтар пайдалануды қамтамасыз етеді. МАӨК-ін жүзеге асыру аясында
14 жаңа заманғы технологиялық қондырғылар құрылысы көзделген.
Баяу кокстеу қондырғысын қайта жаңғырту жұмыстарын жүргізудегі мақсат
шикізат бойынша өнімділікті жылына 1 млн тоннаға дейін жеткізу,
қолданыстағы қауіпті өндірістік нысанды қалыпқа келтіру, микропроцессорлық
техника базасында технологиялық үрдісті автоматтандырылған басқару жүйесін
енгізу арқылы қондырғының қауіпсіз пайдаланымын қамтамасыз ету, қоршаған
ортаға тиетін қауіпті әсерлердің деңгейін төмендету.
БКҚ қайта жаңғырту жобасы аясында қарастырылған шаралар:
• қондырғының жылу алмасу сызбанұсқасын оңтайландыру;
• қондырғының жұмысын оңтайландыру және АЖУ ТП бөлу жүйесі базасында
автоматты реттеу жүйесін енгізу мақсатында ӨҚжАҚ-ның дұрыс орналасуын
есептей отырып, баяу кокстеу қондырғысының технологиялық сызбанұсқасын
жасау;
• зиянды заттарды ауаға жіберуді болдырмас үшін кокс камераларының
қыздыру және булау буларын аулау блогын жаңғырту;
• К-1, К-2, К-3, К-4 бағандарының ішкі құрылғыларын қазіргі заманғы
өнімділігі жоғары ішкі құрылғылармен алмастыру;
• қышқыл сарқынды суларды тазартып, оны күкірт өндіретін қондырғыға
кері бағыттайтын торап құрылғысы;
• тазарту имараттары кешенінің құрылғысы және ішкі су айналымы жүйесін
енгізу.
Қазіргі таңда тазарту имараттарының, көбікпен сөндіру жүйесі
желілерінің құрылысы, РВС38 қазан паркін толық жабдықтау, электрлік
эстакадаларды өңдеу жұмыстары жүріп жатыр.
1.1 Мұнайдың құрамы және қасиеттері
Мұнай - көміртегілер қоспасы болатын, жанатын майлы сұйықтық; қызыл-
қоңыр, кейде қара түске жақын, немесе әлсіз жасыл-сары, тіпті түссіз түрі
де кездеседі; өзіндік иісі бар; жерде тұнбалық қабатында орналасады;
пайдалы қазбалардың ең маңызды түрі.
Мұнай түзілу - өте күрделі, көп сатылы және көп уақыт жүретін химиялық
процесс, оның тетігінің кейбір сәттері әлі белгісіз. Себебі бастапқы
органикалық
материалдар шашыранды түрінде, оның мұнай мен газға айналу өнімдері де,
әуелгі кезде мұнай аналық көбінесе балшық қабатында кездесуі әбден ықтимал.
Мұнайдың жер бетіне шығуын Каспий теңізінің жағалауында 500 жыл бұрын,
ал газдың жер бетіне шығуын Кавказда және Орталық Азияда біздің заманнан 6
жыл бұрын ғалымдар байқаған. Мұнай өндірістік мәнге ХІІІ ғ бастап ие бола
бастады. Мұнай жердің қалдық қабатына көп тараған сұйық, жанғыш минерал.
Мұнай және одан жер бетіне бөлінетін табиғи өнімдер – асфальтендар және
битумдар адам баласына көптен белгілі. ХІІІ ғ соңынан бастап мұнай өңдеудің
өнімі – керосинді үйлерді және кұжарықтандыруда пайдалана бастады, ал ХІХ ғ
бастап ішкі жану двигательдері ойлап табумен байланысты мұнай өнімдері әр
түрлі жол көліктерінде негізгі отын болды.
Мұнайдың, ал ертеректе оны тас майы деп атаған, болашағы зор екенін
болжаған орыс ғалымы М.В. Ломоносов, Пенсильванияда ең алғаш рет мұнай
ұңғымасы бұрғыланғанға дейін жүз жыл бұрын, мұнайдың шығуы жайлы өзінің
бірегей теориясын ұсынған еді. Жер қойнауында тереңнен орналасқан
шымтезекті шөгінділерден жерасты ыстығымен қою, майлы материя шығарылып,
саңылаулар арқылы ағады... Бұл дегеніміз – сирек, әртүрлі сұрыпты, жанатын
және құрғақ, қатты материялардың пайда болуы, бұл тас майы – мұнайдың
негізі..., – деп 1763 жылы М.В. Ломоносов айтып кеткен.
Көміртектермен қатар мұнай құрамында тағы басқа заттар да бар. Мырышы
бар - H2S, меркаптандар, моно- және дисульфидтер, тиофендер мен тиофандар
полициклдіктермен бірге т.б. (70-90% қалдық өнімдерде шоғырланады); азотты
заттар – негізінен пиридин, хинолин, индол, карбазол, пиррол және
порфириндер (үлкен бөлігі ауыр фракциялар мен қалдықтарда шоғырланады)
гомологтары; қышқылды заттар – нафтен қышқылы, фенолдар, смолалы-асфальтты
т.б. заттар (әдетте жоғары қайнайтын фракциларында кездесетін). Элементтік
құрамы (%): С – 82-87, Н – 11-14.5, S – 0.01-6 (сирек – 8-ге дейін), N -
0,001—1,8, O — 0,005—0,35 (сирек – 1.2-ге дейін) және т.б. Барлығы мұнай
құрамында 50-ден аса элементтер табылған. Мысалы, жоғарыдағылармен қоса
V(10-5 — 10-2%), Ni(10-4-10-3%), Cl (іздерінен бастап 2•10-2%-ға дейін)
т.с.с. Әр зат әр кен орнында әр мөлшерде кездесетіндіктен орташа химиялық
қасиетттер жайлы тек шартты түрде ғана айтуға болады.
1.2 Гидротазалау
Катализді риформингте жоғары октанды бензиннің шығымы процестің жүру
жағдайына байланысты екені белгілі. Риформинг процестің жүру жағдайлары
неғұрлым қатаң болса соғұрлым октан-тонн шығымы жоғары болады. Октан-тонн
деп риформинг катализаттың немесе кез келген басқа компоненттің оның октан
санына көбейтіндісін айтады.
Риформингтің қатаң жағдайы қысымның төмендеуімен және температураның
өсуімен аныкталады. Бұл жағдайда ароматтау реакциялар толықтау және
жылдамдау жүреді. Дегенмен қатаңдықтық өсуі катализатордың активтілігін
және тұрақтылығын төмендетеді, ал активтілігі төмен катализаторлар реакция
барысында каталитикалық улармен уланады. Күкіртті мұнайларды өндегенде
жинақталған күкірт катализаторды уландырады. Шикізаттың құрамында күкірттің
мөлшері неғұрлым аз болса жағдай қатаңдаған сайын соғұрлым катализатор ұзақ
уақыт активтілігін сақтайды. Ең күшті катализдік уларға мұнайдағы
гетероатомды қосылыстар жатады, әсіресе күкіртті қосылыстар. Сондықтан
риформингтің алдында шикізатты гидротазалауға ұшыратады.
Мұнай өнімдерді гидротазалау немесе катализдік асылдату - МӨЗ-
дарда өте маңызды. Гидротазалау процесті түрлі мұнай фракцияларын
гетероатомды қосылыстардан тазалау мақсатында колданады. Гидротазалау
кезінде бір мезгілде тұрақсыз шектеусіз көмірсутектердің гидрлену арқылы
сәйкес шектелген қосылыстар түзіледі.
Гидротазалауды әдетте гидрлеуші катализаторларда жүргізеді.
Гидротазалау катализаторларына қойылатын негізгі талап – каталитикалық
уларға, әсіресе күкіртті қосылыстарға тұрақты болуы. Процестің тиімділігі
катализатордың активтілігіне тәуелді.
Гидротазалау процестің негізінде гетероатомды қосылыстардың
экзотермиялық гидрлену реакциялар жатады. Бұл реакциялар нәтижесінде
сутегісіз заттар бөлінеді:
RSR+2H2( 2RH+H2S
RNHR+2H2( 2RH+NH3
Күкірторганикалық қосылыстар катализаторларда сутегі қысымының
күкіртсутекке H2S және көмірсутектерге ыдырайды. Кәдімгі жағдайда
күкіртсутек газ тәрізді зат, мұнайөнімді қыздырғанда бөлініп шығады.
Суармалау колонналарда түзілетін күкіртсутекті суға сіңіртеді, соңынан одан
элементті күкіртті немесе концентрлі қышқылын алады.
Жалпы айтқанда мұнайды және мұнай дистилляттарын күкіртқұрылымды
қосылыстардан тазалау әдістерді екі топқа бөлуге болады:
1. күкірторганикалық қосылыстарды ыдыратып отындардан шығарып тастау
тәсілдері;
2. бір мезгілді күкірттің органикалық қосылыстарын (КОҚ) таңдамалы бөліп
алу және мұнай фракцияларын тазалау әдістері.
Күкірттің үлесін 85-97%-ға төмендететін, күкіртсутек пен
комірсутектер түзілетін C-S – байланыстың гидрогенолизіне негізделген ең
қолайлы деп каталитикалық гидротазалау іске асырылады.
Гидрогенолиз күкірттің барлық органикалық қосылыстардың топтарына
сипатты реакция (КОҚ):
Тұрақтылықтарына сәйкес келетін КОҚ-ның гидрлену жылдамдығы мына ретте
артады: меркаптандар(дисульфидтер(сульфидте р= тиофандар( тиофендер.
Гидрогенолиз жағдайларын өзгеруі – сутегі қысымының жоғарлануы,
катализатордың активтілігі өсуі, температураның өзгеруі – КОҚ-дың гидрлену
процесіне белсенді әсер етеді.
Гидротазалаудан тузілген күкіртсутегі одан әрі элементті күкірт және
күкіртті қышқыл алуға қолданылады. Мұнай фракцияларын гидрокүкіртсіздену
процесінде сонымен қатар гидрокрекинг, нафтенді КС-дің дигидрлену,
парафинді КС-дің дегидроциклдену және ароматты КС-дің гидрлену процестері
жүреді. Ең көп таралған және өндірістік тиімді күкірт алу тәсілі – Клаус
процесі – күкіртсутектің каталитикалық конверсиясы болып саналады.
Түзілген H2S ұсталып элементтік күкіртке Клаусс процесс арқылы
айналдырады.Түзілген күкірттің шығымы 99,9% .
Клауса әдісі бойынша түзілген H2S оттегінің жеткіліксіз мөлшердегі
қатысуымен жандыру нәтижесінде түзілген күкірт диоксиді қалған жанбаған
күкіртсутекпен әрекеттесу арқылы титанооксидті катализатордың қатысуымен
элементті күкіртке айналады және сілтілік ерітіндімен жойылады. Солай етіп
түзілген күкірт булары консацияланалы. Булардың негізінде мына реакциялар
жатады:
-термиялық тотығу сатысында:
H2S + 32 O2( H2O + SO2 + Q
(1)
-каталитикалық өзгеру сатысында:
H2S + SO2 ( 2H2O + 3n Sn +Q
(2)
-сонымен қатар мүмкін болатын реакциялар:
2H2S + O2 (2H2O + S2
(3)
S2 + 2O2 ( 2 SO2.
(4)
Реакция (2) бойынша күкірттің 70% түзіледі және каталитикалық
сатысының алдында алуға тиісті бірталай жылу бөлінеді. Күкірттің жану
бөлімінде термиялық тотығу кезінде температура 1600оС-дан жоғары болуы
мүмкін.
2 және 3 реакциялардан түзілген күкірттің шығымы айналу дәрежесін 95%-
ке дейн жеткізуге қолайлы жағдай жасайды. Сондықтан катализдік конвенсияны
екі сатыда жүргізу және әр бір сатысында күкіртті шығарып тұру жөнді.
Клаус процестің элементарлы күкірттің өндірісінің принципті
технологиялық схемасы сурет - 1 келтірілген. Процесс үш сатыда жүреді.
Біріншісі – термиялық. Екінші мен үшіншісі – каталитикалық сатылар.
Сурет – 1 Күкірт өндіру Клаус процесінің технологиялық схемасы:
I - күкіртсутегі I I- ауа III- күкірт IV- су
буы
V- газдар VI- конденсат
Термиялық сатысы реактор – генератор жану камерасында жүреді, қышқылды
газ ауау қатысымен жанады. Жану өнімдері H2S реактордың П-1 пешінен
конденсатордың түтікті байламынан реакциялық газдар су буын тузе
1600С-қа дейін салқындайтын Т-1 – қазанутилизатордан өтеді. Бұл
температурада күкірттің тұтқырлығы минимальді мәніне жақын.
Конденсацияланған сұйық күкірт арнайы жинағыш камерасына ағып түседі.
Одан әрі Р-1 және Р-2 реакторларда H2S және SO2-нің екісатылық
каталитикалық конверциясы П-2 және П-3 пештерде газдарды қыздыру және әр
бір сатыдан кейін жылуды Т-2 және Т-3 қазанутилизаторларда пайдаға асыру
арқылы жүргізеді.
Реакторға жіберер алдында газдар 2400С температураға дейін қыздырылып
Клаустың каталитикалық реакциясы катализатордың қабатында өтеді.
Каталитикалық конверцияның екінші сатысы газдары Т-3 қазанутилизаторда
салқындап С-1 – сепараторда күкірттің механикалық жолымен ілесе кеткен
тамшыларынан босатылады.
Күкіртжинағыштан бөлінген газдар отынды газ арқылы жұмыс істейтін П-4
пешке барады. Ол жерде күкірттің реакцияласпаған қосылыстарын ауаның
артығында 600-6500С температурада аяғына дейін жандырады.
Мұнайөнімдерде азот негізінде гетероциклді қосылыстарда – пиррол және
пиридиннің туындылары күйінде болады. C-N – байланыстың гидрогенолизі
C-S – байланысқа қарағанда қиындау жүреді. Олардың арасындағы аминдер
жеңілдеу гидрленеді:
C6H5CH2NH2 C6H5CH3 +NH3
Циклді құрылымдардан азот ең қиын бөлінеді. Пиридин пентан мен
аммиакка айналады:
Би- және полициклді арендердің гидрленуі гетероатомды сақинадан
басталады. Гетероциклді қосылыстар құрамында азоты бар сақинада гидрленіп
көміртек – азот байланысы үзіледі де аммиак күйінде бөлінеді:
Оттекті қосылыстардың көбісі шайырлар мен асфальтендерде жинақталған.
Оттекті қосылыстардың гидрогендеуінен сәйкес көмірсутектер мен су түзіледі:
RC6H4OH RC6H5 +H2O
Гидротазалау арқылы металорганикалық қосылыстардың көбісін (75-95%)
шығуға мүмкіндік береді. Мұнай фракцияларындағы металорганикалық қосылыстар
активті катализаторда ыдырап катализді зәр болатын бос метал күйінде
түзіледі.
Гидротазарту процесі әр уақытта бір сатыда жұмсағырақ жағдайда іске
асырылады (3600- 4200С, 2,5-6 МПА).
Гидротазалау процестерінің даму тарихы.
Гидротазалау процестеріөндірістік масштабта 1927 жылы әлемде алғаш
рет Германияда шайыр және көмірді гидротазалау қондырғысын қолданудан бас-
тау алды.Кейінірек Англияда мұнайлы емес шикізаттан жасанды сұйық от-
ындарды алу қондырғысын қолданудан бастау алады.
Көмірді диструктивті гидротазалау қондырғысы көп сатылы күрделі про-
цесс, (30-70МПа) қысымда және (420-500˚С) температурада өткізіледі.
Алғашында аз активті және қалпына келмейтін темір катализаторында.
Ке-йін өнімділігі төмен қымбат периодты темір-бу әдіспен алынатын вольфрам
сульфиді негіздегі катализаторларын қолданған.
Жедел дамушы мұнай өңдеуде кеңінен алдымен отын фракцияларын гидро-
тазалаудың каталитикалық процестерін қолдану орын алған.Кейіннен жоғары
қайнайтын дистиляттарын гидрогеницациялық өңдеу қолданыс тапқан.
Гидротазалау процестерінің мақсаттары әр түрлі.Мотор отындарын гидро-
тазалауды оның құрамындағы күкірт,азот,оттегі,галогелдер,метал дар гетеро-
органикалық қосылыстарын жою және қанықпаған көмірсутектерді гидрлеу арқылы
эксплуатациондық сипаттамаларын жақсартуды көздейді. Гидротаза-лау
отындардың коррозиялық агресивтілігін төмендету және олардың тұнба түзуге
бейімділігін азайту,қоршаған ортаға лақтырыла-тын газдардың мөлшерін
төмендету.Бензин фракциясының терең гидротаза-лауын реформинг процесінің
платина катализаторларын көміртекті емес қосылыстармен ула-нуынан қорғау
үшін жүргізеді.Вакуумдық газоильді гидротазалау нәтижесін-де крекинг
өнімдерінің шығымы және сапасы жоғарлайды және айтарлықтай мөлшерде
атмосфераның күкірт тотығымен ластануы қысқартылады.
Мұнай майларын гидротазалау ашықтандыру және кокстелуі,қышқылды-
лығы,эмульгирленуін төмендету мақсатында жүргізіледі.Гидротазартылған майлы
өнімдерстандарт бойынша қойылатын түс,тұрақтылық,иіс,құрамында-ғы қоспалар
үлесі және өзге де экологиялық, эксплуатациондық көрсеткіш-тер бойынша
стандарттар талабына сәйкесті болады.
Гидротазалау процестерінің негізгі параметрлері
Гидротазалауға әртүрлі фракциялық және химиялық құрамдағы дистиляттарды
катализаторлар қолданып түіреді, сондықтан параметрлер режимін және сутегі
шығынын елеулі өзгертіп тұрады. Жеңіл дистиляттар, мысалы, бензиндер
гидротазалауға олардағы күкірт қосылыстарының табиғатына байланысты
(меркаптандар, сульфидтер) жеңілірек түседі. Шикізаттың ауырлауымен оның
құрамында тұрақты гетероорганикалық қосылыстардың (1-кесте) мөлшері өседі
және егер шикізат екінші процестерден алынған болса, оларда гидрленуі
ауыр қанықаған көмірсутектері көп болады. Сонымен қабат, шикізат ауыр
болған сайын гидротазаланған өнімге күкірттің мөлшері жөнінен
қойылатын талап бәсеңдей береді. Мысалы, күкірт мөлшерінің
гидрогенизаттағы шегі – көометалды катализаторда жүретін каталитикалық
риформинг қондырғысының шикізаты құрамында 1 млн -1, реактив отыны ,
құрамында ол 0,05% - дан аспау керек , дизель отынында – 0,2%, ал
вакуум дистилятында – 0,3%. Бұл шикізатты әр түрлі фракциялық құрамындағы
тазалаудыреттейді. Сутегі шығыны гидротазалауғашикізаттың алыну табиғатына
және ондағы күкірт мөлшеріне байланысты.
Кесте – 1 Батыс-Сібір мұнайының тауарлы қоспа фракцияларындағы
күкірттің, азоттың, металдардың және кокстенуінің мөлшері.
Фракция Қайнау Шикізаттағы мөлшері, % Кокстену
температура (мас.) % (мас.)
аралығы,0С
Күкірт Азот Металдар,
млн-1
Бензин 85-180 0,05 Ізі ғана- -
Керосин 140-240 0,1 0,003 - -
Дизель отыны 180-350 1,3 0,01 - -
Вакуум газойлі350-500 1,6 0,11 0,3 0,3
Вакуум газойлі350-540 4,8 0,14 0,8 0,8
Сонымен қабат, шикізат ауыр болған айын гидротазаланған өнімге
күкірттің мөлшері жөнінен қойылатын талап бәсеңдей береді. Мысалы, күкірт
мөлшерінің гидрогенизаттағы шегі – көпметалды катализаторда жүретін
каталитикалық риформинг қондырғысының шикізаты құрамында 1 млн-1, реактив
отыны, құрамында ол 0,05%-дан аспау керек, дизель отынында – 0,2%, ал
вакуум дистиллятында – 0,3 %. Бұл шикізатты әртүрлі фракциялық құрамдағы
тазалауды реттейді (2-кесте). Сутегі шығыны гидротазалауға шикізаттың алыну
табиғатына және ондағы күкірт мөлшеріне байланысты.
Тура айдалған бензин фракциясында күкірт мөлшері 0,02-ден 0,12% дейін,
жай кокстеу, висбрекинг және күйе алуға қажетті шикізат өндіретін
термокрекинг қондырғыларының бензинінде ол 0,6-0,8% (мас.) болады.
Кесте – 2 Әртүрлі шикізаттарды гидроасылдандырудың қазіргі
өндірістік қондырғылары жұмысының орталанған көрсеткіштері.
Көрсеткіш Бензин Дизель Вакуум Мұнай
(керосин) Отыны газойлі қалдықтары
Температура, 0С 300-400 340-400 380-410380-410
Қысым, МПа 1,5-2,0 2,5-4,0 7,0-15,0
4,0-5,0
Шикізатты берудің көлем5,0-10,0 3,5-5,0 0,5-1,0
жылдамдығы, сағ-1 1,0-2,0
Сутекті газдың қайта 150 200 500 1000 дейін
айналуы, м3
Қалдық күкірт мөлшері, 0,00001 0,1-0,2 0,3-0,5
% 0,1-0,5
Күкіртсіздену 99 92-97 85-95 70-75
дәрежесі,%
Катализаторды пайдалану100 150-200 50-80 -
қоры, шикізаткг
Катализаторды пайдалану5-8 4-6 2-4 1-2
уақыты, жыл
Регенерация саны 2-3 2-4 2-3 1-2
Күкіртсіздену тереңдігі сонымен қатар катализатор құрамына,
температураға, шикізатты беру көлем жылдамдығына, қысымға, шикізат
сапасына, СГ қайта айналуына, оның сапасына және т.б. байланысты.
Температураның және шикізатты беру көлем жылдамдығының дизель отынын
күкіртсіздендірудің 4 МПа АКМ катализаторында тереңдігіне әсері.
Өндірістік жағдайға сәйкес келетін 3400С және көлемдік жылдамдық 4-5
сағ-1 күкіртіздендіру тереңдігі 60%-тен жоғары еместігі көрінеді. Көлемдік
жылдамдық шикізаттың 2,5 сағ-1 күкіртсіздену тереңдігі 3500С дейін іс
жүзінде 90-93% жетіп өзгермейді, 4200С күкіртсіздену жылдамдығы, жанама
гидрокрекинг реакцияларының және катализатордың кокстенуі өседі.
Дистилятты фракцияларды гидротазалаудың катализаторлары
Дүниежүзілік тәжірибеде гидрогенизациялық процестерде
алюмокобальмолибденді (АКМ), алюмоникельмолибденді (АНМ),
алюмоникелькобальмолибденді (АНКМ) және алюмоникельмолибденсиликатты (АНМС)
катализаторлары көп қолданылуда.
АКМ катализатор өте жоғары талғамдық көрсетеді, оның қатысуымен
С-С байланыстардың үзілу немесе ароматикалық сақиналардың қанығу
реакциялары іс жүзінде жүрмейді. Ол байланыстарды үзу реакцияларында жоғары
активтік көрсетеді және жоғары температураға тұрақты , осыған байланысты
оның пайдалану уақыты ұзақ. Катализатор қанықпаған қосылыстарды қанықтыру,
C-S байланыстарын үзу реакцияларында жеткілікті активтік көрсетеді және
барлық мұнай фракцияларын тазалауда пайдаланады. Бірақ кобальттың
жеткіліксіздігінен оның қолданылуы шектелуде. АНМ катализатор қанықпаған
қосылыстарды қанықтыруда активтігі төмен, бірақ ароматикалық
көмірсутектерін қанықтыруда активтігі АКМ салыстырғанда 10-15 %-ға және
азот қосылыстарын гидрлеуде (АКМ салыстырғанда 18% - ға жоғары) едәуір
жоғары . Сонымен қабат, оның тұрақтылығы, активтігі және механикалық
қаттылығы төмен.
Гидрогенизация процестерінің катализаторын жетілдіруін келесі
дәуірі , олардың гидрокүкіртсідендіру активтігін бастапқы реагенттер
табиғатын отпималдау арқылы (ГО-30-7, ГО-70 катализаторлары) көтеру,
гидрлеуші металдар мөлшерін көбейту (ГО-116, Го-117 катализаторлары) ,
сонымен қабат, құрылымдық және химиялық модификаторларды ендіру –
гидроксилденген кремнеземді , алюмосиликатты (ГС-168) немесе жасанды
цеолиттерді (ГК-35) қосу арқылы жетеді. Мұнда дайындау
технологиясына негтехнологиясына негзделеді. Гидротазалау тетігіне
келетін болсақ, онда Л.Шунт және Б.Гейтс оны әуелі Al2MoO4 төсегіш
бетінде түзіледі деп қарайды.
Сульфирленгенде катиондар газ фазасының әсеріне ұшырап анионның
бос орны пайда болады . Аниондық бос орын H2S-тен күкіртпен
реакцияның нәтижесінде толтырылады .
Протондар мен электрондардың орын алмастыру процестерінің жүруін
спилловер құбылысымен ұқсас деп қарап жалпы промотордың ,
сульфирлеудің және гидротазалаудың әсерін түсіндіруге болады .
Гидрокүкіртсіздену реакциясы өз алдына екі сатыдан : тотығу –
тотықсыздандыру реакциясынан тұрады деп , әрі біреуі Н атомын бөледі,
ал басқасы электрондар береді: 2Co2++H2+2S 2Co++2SH – , деп
қаралады . Электронның берілуін мынадай реакциямен көрсетуге болады:
2Mo3+ 2Mo4++2e- .
Реакция Н+ ионын реакцияласушы молекулаға ауыстырумен және
электрондардың Со0 – тен Мn4+ - ке ауысуымен бітеді.
Тиофен молекуласы күкірт – анионды бос орынға адсорбцияланады ,
онда ол электрондарды және протондарды Мо3+ иондарынан және SH-
тобынан тиісінше қабылдауы мүмкін және сонымен Со – тан Мо4+ - ке
электрондық ауысу жүруі мүмкін.
Б.К. Нефедев, М.В. Ландау және Л.Д. Коновальчиков жұмыстарының
негізінде және шет елдік деректерге жетік физика-химиялық әдістермен
алынған мәліметтерге сүйене отырып , АКМ мен АНМ катализаторларының
гидрокүкіртсіздендіруші активтігі молибден фазасындағы никель
мөлшеріне (кобалть мөлшеріне) тікелей байланысты екені , мұнда
молибден октаэдрлі конфигурациясы түрінде болатындығы анықталды. Бұл
фазалар тез тотықсызданады және сульфидтеледі, олардың қырларында
күкірт пен азоттың органикалық қосылыстардың адсорбциясы мен
гидрогенолизі жүреді, сонымен қабат, төсенішпен байланысты оксисульфидті
типтес қосылыстың гидрокүкіртсіздендірудің гомолитикалық тетікпен
электрон жұбын бөлумен жүретін реакциясы жүреді.
АНМ катализаторының гидроксилденген SiO2 , Аморфты АСК немесе
Y типтес кристаллды цеолитпен модификациялау тәсілінің негізінде
егіш массасымен металдардың қосымша адсорбция ортасының түзілуі
жатады.
Одан бөлек гидроксилденген SiO2 – дың промоторлаушы әсері кремний
иондарының төсегіштің тетраэдрикалық бос қуыстарында тұрақтанып,
қыздырғанда олардың никель мен молибден иондарымен толуына, яғни
аз активті шпинельді фазаның түзілуіне кедергі жасайды.Осындай
эффектті АНМ катализаторларын У цеолиттің катион-катионсызданған түрімен
модификациялау да көрсетеді. Цеолит АНМ- мен бірге промотор есебінде тек
қана катализатордың тесік құрылымын реттеп қоймай,сонымен қабат, беттік
активтікті фаза түзілуіне әсер етеді. Сонымен қатар цеолит никель- және
алюмоникельмолибдаттардың түзілуін тездетеді. ГК – 35 және ГС – 168
катализаторларын өндірісте пайдалану нәтижесін және
гидрокүкіртсіздендірудің бірінші дәуірдегі катализаторлары салыстырылады.
Бұл катализаторлардың артықшылығы – процестің көлемдік жылдамдығының
көбеюі (күкіртсіздену дәрежесі бірдей болғанда) және жұмыс істеу
температураның төмендеуі. Оларды қолдану өнімнің күкіртсізденінің бастапқы
темапературасын 20-230 С төмендетуге көмектеседі., температураның көтерілу
жылдамдығын 20-22% кемітеді, қондырғы қуатын 10-20%-ға және регенерация
аралық уақытын 2 есе өсіреді.
Гидрокрекинг
Гидрокрекинг – ол жарқын түсті мұнай өнімдерін (жанармайды,
керосинді, дизель отынын ) алу үшін, сонымен қатар С3-С4 қойытылған
газдарды мұнай шикізатының, молекулярлық массасынан жоғарырақ болатын
мұнай шикізатын утегінен өңдеуде қысым арқылы алу үшін қолданылатын
катализдік процесс.
Гидрокрекинг мұнай өнімдерінің кең түрдегі ассортиментін алуға
мүмкіндік жасайды – тәжірибеде қандай да болмасын мұнай шикізатынан,
тиісті катализаторларды және шарттарды таңдай алу арқылы және мұнай
өңдеудің ең бір тиімді және икемді процесі болып табылады.
Процестің химиялық негіздері. Гидрокрекинг өнімдерінің сипаттамалары
өте күшті деңгейде катализатордың қасиеттерімен, оның гидрленуімен және
қышқылдық белсенділігімен анықталады.
Гидрокрекинг шикізаттың қасиетіне және процестің мәніне байланысты
бір немесе екі сатыда іске асырылады. Шикізаттың ауыр түрлері үшін көбінесе
гидрокрекингті екі сатыда жүргізеді.
Бірінші сатыда шикізаттың молекулярлық массасы бір шамаға төмендейді
және ішінара гетероатомдар жойылады. Екінші сатыда дайындалған шикізат
сутегінің қысымымен қызмет мерзімі үлкен стационарлы катализаторларда
терең крекингке ұшырайды.
Шикізаттың өзгеруі гидрокрекинг жағдайында белгілі бағыттарда жүреді.
Біріншіден гидрогенолизге гетероатомды қосылыстар ұшырап
H2O, NH3 және H2S қосылыстар күйінде түзіледі. Бір мезгілді шектеусіз
көмірутектердің гидрлену процесі жүреді:
- CH2 - CH=CH-CH2 -CH2 - CH2 - CH2 - CH2 –
Нафтенді циклдер изомерленіп ыдырайды:
Жоғары гидрленуші және төмен қышқылды активтілігі болатын
катализаторларда ароматты сақиналары қанығады. Конденсірленген ароматты
сақиналардың гидрленуі әр бір сатыда жылдамдығы төмендеп дәйекті түрде
жүреді:
Арендердің дәйекті гидрленуімен бірге шектелген ақиналар ыдырауы
және алкилді арендердің түзілуі мүмкін:
Гидрокрекингтің оптималды температурасы 300-4250С аралығында. Төмендеу
температурада реакция баяу жүреді. Гидрокрекингті іс жүзінде 400-4500С
температурада және 3-10 МПа қысымда жүргізеді. Сурет – 2 гидрокрекинг
процестің принципті схемасы келтірілген.
Сурет – 2 Гидрокрекингтің принципті схемасы.
Шикізат 84-140 атм қысымдағы 290-400 0С-қа дейін қыздырылған сутекпен
араласып бірінші реакторға жіберіледі. Катализатордың қабатынан өткен кезде
шикізаттың шамамен 40-50%-ті бензиннің қайнау температурасына сәйкес (2000С-
қа дейін) заттар крекингке ұшырап түзіледі.
Бірінші реактордан шыққан көмірсутекті қоспаны салқындатады, сығады
және сепаратор арқылы өткізіп сутегін бөледі. Сутегі қайтадан шикізатпен
араласып процеске жөнелтіледі, сұйықтық айдау процесіне барады. Бірінші
реактордың өнімдері ректификациялық колоннада бөлінеді.
Процестің катализаторлары. Гидрокрекинг катализаторларының ассортименті
айтарлықтай кең, бұл процесс қажеттілігінің әртүрлілігімен түсіндіріледі.
Әдетте, олар келесі компоненттерден тұрады: қышқылдық, гидрациялаушы және
байланыстырушы. Олар қуысты құрылымдарға механикалық беріктікті қамтамасыз
етеді.
Қышқылдық компонент ретінде крекингтеуші және изометриялық қызмет
атқаратын циолиттер, алюминий оксидтері, алюмосиликаттар пайдаланылады.
Қышқылдықты күшейту үшін катализаторға галоген, қосымша оксидтік
қосындыларды ендіреді немесе алдын ала деоалюминилеу немее цеолитті
декатиондау жүргізеді.
Гидрациялау компоненті болып әдетте: Pt, Pd, Ni, Co, Fe сияқты
металдар, сонымен қатар кейбір металдардың: Mo, W оксидтері немесе
сульфидтері қызмет атқарады. Белсенділікті көтеру үшін пайдалану алдында
VIII сутегімен қалпына келтіреді, ал оксидтік молибден және құрамында
вольфрамы бар катализаторлар – сульфиттелінеді.
Процестің макрокинетикасы. Шикізатты өзгерту гидрокрекинг процесінде
келеі бағыттар бойынша жүргізіледі. Бірінші кезекте гидрогенолизге
көмірутегі емес қосындылар ұшырайды, осыған байланысты шикізаттан H2O, NH3
және H2S түріндегі гетероатомдар алынып тасталады. Осымен бір мезгілде
қанықпаған көмірсутектердің гидрацияы жүреді.
Өнеркәсіптегі гидрокрекинг.
Өнеркәсіпте мақсатты бағытта іске асырылған гидрокрекингтің процестерін
келесілерге бөлуге болады:
1. Жанармай фракцияларының гидрокрекингі – мұнай газын алу мақсатында
С4-С5 изоқұрылым көмірсутектерін мұнай химиялық синтез үшін және
автокөлік жанармайының жеңіл жоғары октанды компоненттерін алу
үшін іке асырылады.
2. Орта дистиляттардың гидрокрекингі (тікелей айдалатын және екінші
рет шығарылған), қайнау температурасы 200-3500С, жанармай және
реактивтік отын алу мақсатында іке асырылады.
3. Атмосфералық және вакуумдық газойлдардың гирокрекингі, кокстену
газойлдері, катализдік крекинг газойлдары – жанармайлар,
реактивтік және дизель отынын алу мақсатында іске асырылады.
4. Ауыр мұнай дистиляттарының гидрокрекингі - реактивтік және
дизель отындарын, жанармайларын, аз күкіртті қазандық отындарын
және катализдік крекинг үшін шикізат алу мақсатында іске
асырылады.
5. Жанармайдың октандық санын көтеру мақсатында елективтік
гидрокрекингілеу; реактивтік және дизель отынының суып қалу
температурасын төмендету мақсатында; майлы фракциялардың түсін,
тұрақтылығын жақсарту және суып қалу температурасын төмендету үшін
іске асырылады.
6. Гидродеароматтандыру.
Жанармай фракцияларының гидрокрекингі. Катализдік крекингтің және
жанармайдың крекингінің комбинацияланған процесі түзіліп, өнеркәсіптік
қолданыс тауып, ол біздің елде изоформинг деген аталым алды.
Бұл процесте шикізат – ауыр жанармайлық фракциялар – оларды риформинг
алдында гидротазартумен біріккен гидрокрекингке ұшыратады. Гидрокрекингтің
гетероорганикалық қосындылардан тазартылған өнімі - 20 %-ке дейін төмен
молекулярлық алкандарды құрамында сақтайды (изокомпонент) оларды
ректификация арқылы бөліп шығарады. Ректификациядан кейінгі қалдық,
бастапқы шикізатпен салыстырғанда, құрамында жеңілденген фракциондық
құрамды біріктіреді және арендердің, циклоалкандардың көтеріңкі құрамымен
сипатталады, яғни катализдік риформинг үшін ең жақсы шикізат болып
табылады.
Изокомпоненттің октандық саны, зерттеу әдісі бойынша – 86 пунктті
құрайды. Изокомпонентті риформингпен 3:7 қатысында араластыру арқылы АИ –
93 жанармайын алады.
Гидрокрекинг процесі катализаторларының құрамында гидрлеуші компонент
ретінде платина, кобальт немесе никель, вольфрам немесе молибден болады, ал
шикізатты деструкциялау және изомеризациялау үшін – алюмосиликат
енгізіледі.
Гидрокрекинг процесі шикізаттың қасиетіне және процестің мақсатына
қарай бір немесе екі сатыдан тұрады. Ауыр шикізаттар үшін гидрокрекингті
екі сатымен жүргіеді:
- Шикізаттың молекулалық массасын кеміту, оны сутегімен қанықтыру,
күкірттен, оттегіден және азоттан күкіртті сутек, су және аммиак
түрінде жартылай немесе толық тазалау;
- Қызмет мерзімі ұзақ стационарлық катализаторларда үлкен сутек қысымы
арқылы крекингілеу.
Гидрокрекинг кезінде мынадай өзгерістер болады:
1) Жоғары молекулалық қосындылардың ыдырауы, ыдырау процесінің
қанықпаған өнімдерін гидрлеу;
2) Циклді көмірсутектерді деалкилдеу;
3) Алкандар мен циклоалкандарды изомеризациялау;
4) Ароматты сақиналарды гидрлеу;
Күкіртті, оттекті және азотты қосындыларды гидрлеу.
Отын фракцияларын гидротазалау
Отын фракцияларын гидротазалау - өте көп тараған жоғары қуатты
мұнайды өндеудің гидрогенизациялық процесі. Технологиялық жүйені, процесс
параметрлерін және катализаторды таңдау шикізатты өңдеу түрімен (оның
фракциялық және топтық құрамымен), оның құрамындағы күкірттің, азоттың,
металдардың, асфальтендердің химиялық қосылыстар құрамымен, сонымен қабат,
алынатын - мұнай өнімдерінің сапасына қойылатын талғамдарға байланысты
анықталынады. Бензин фракцияларын гидротазалауды негізінен оларды келесі
каталитикалық риформинг процесінің шикізаты есебінде күкірт және азот
қосылыстарынан терең тазалау жөнінде қатал талап қойылатындықтан жүргізеді.
Бензиндерді гидротазалаудың қазіргі жетік процестері, әдеттегідей, СГ-бен
жылу ағымы жөнінен каталитикалық риформинг қондырғысымен құрастырылған
немесе құрастырма комплекстер құрамына кіреді (мысалы, КУ ЛК-6У). Оларды
одан әрі жетілдіру өндіріс қондырғыларының жұмысы жақсартуға шикізатты
берудің көлемдік жылдамдығын көтеру, қысымды төмендету және процесс
температурасын төмендету, СГ қайта айналу коэффициентін төмендету, аса
тиімді катализаторлар қолдану және оның пайдалану уақытын көбейту арқылы
жақсартуға барып тіреледі.
Риформинг блоктарында катализаторды үздіксіз регенерациялаумен жүретін
алдын ала гидротазалау қондырғысы жоғары активтікті катализаторда (S-12)
жоғары көлемдік жылдамдықтарда (6-8сағ-1) жұмыс істейді. Төменгі қысымда
жұмыс істейтін каталитикалық риформинг және гидротазалау қондырғылары
арасында жалпы және сыбағалы қысымды көтеру мен СГ қайта айналдыру үшін
сығушы компрессорлар орналастыру қажет. Тура айдалған, әсіресе екінші
процестердің бензиндері аузы тығыз жабылмаған ыдыста резервуарларда ауаның
құрамындағы оттегін ерітіп өзіне сіңіреді. Бензиндер онда еріген оттегімен
қоспалы жылу бергіштің ыстық бетіне түскенде олар оксиқышқыл және шайыр
түзіп тотығады. СГ ішінара қайта айналуы гидротазалау бөлімінде оның
құрамындағы күкіртті сутегін көбейтеді, ол SO2 дейін тотығып бензиннің
шамадан тыс тотыққан қосылыстарын жояды және жылубергіш аппараттарын және
пештердің шайырлануын болдырмайды.
Термодеструктивті процестердің бензиндерін (кокстеу, термиялық крекинг,
висбрекинг, пиролиздің) гидротазалауды октан саны төмен сипатты [ОС(МӘ) 55-
58], қанықпаған көмірсутектер мөлшері (40-60%) және күкіртті қосылыстары
жоғары [1%(мас.) дейін], олардың химиялық тұрақтылығын көтеру үшін немесе
келесі каталитикалық риформингтеуге дайындау мақсатында жүргізеді.
Өндірісте қайта пайдалану үшін екінші өңдеу процестерден шыққан
бензиндерді асылдандырудың мынадай тәсілдерін қолдануға болады:
- талғамды төмен температуралы гидрлеу;
- тура айдалған бензинмен 13 қатынасындай арнайы катализаторда қоспа
күйінде гидротазалау;
-тура айдалған дизель фракциясымен 13 қатынасындай (БашМӨҒЗИ ЖУМӨЗ
өндіріске өндірілген) қоспа күйінде гидротазалау;
- құрамында меркаптаны бар газкоонденсаттарды қосып, мысалы, Каспий
ойпаты (УМИ процесі, бұл олефиндердің тиолдармен тиилирования
реакцияларының жүруіне негізделген) гидротазалау;
- арнайы ингибиторлық полимерлеу қоспасын қосып (УМИ процесі)
гидротазалау;
- олефиндерді полимерлеу катализаторларында олигомеризациялы
асылдандыру (УМИ процесі);
- 43-102 типтес қондырғыларында вакуум-газойлімен бірге каталитикалық
крекингтеу (тритинг-процесс, ЖУМӨЗ) өндірілген;
- мынадай типтес катализаторларда каталитикалық крекингтеу (олар
пайдаланудан алынғаннан кейін және жаңа жабдықтаудан өткеннен кейін):
цеолиті барларда, алюмосиликаттыларда, IV және VII топ металдарымен
промоторланғандарда, күкіртті қосылыстардың гидрогенолизіне және октан
санының (МӘ) 72-78 пунктке дейін көтерілуіне ықпал жасайтын (М.Е. Левинтер
мәліметтері) және жоғары кремнеземді никель және молибден оксидтерімен
промоторланған цеолиттерде (ГрозҒЗИ).
Керосинді фракциялардың гидротазалауды негізінен жоғары сапалы реактив
отындарын құрамында гетероқосылыстар мөлшері аз немесе еріткіштер алу
максатында жүргізеді. Құрамындағы ароматикалық көмірсутегі шектелген,
реактив отынын, алғанда керосин фракциясын ароматикалық көмірсутектерінен
ажырату (деароматизациялау) процесін 2 сатыда жүргізеді: күкіртті
қосылыстармен улануға тұрақты арнайы қатал изаторларда гидротазалау және
гидрлеумен.
Реактив отындарын гидротазалауға Л-24-9РТ типтес арнайы қондырғыны
немесе құрастырма ЛК-6У қондырғысының құрамындағы гидротазалау бөлімін
пайдаланады.
3-кестеде дизель отындарын гидротазалаудың өндірістік қондырғыларының
техника-экомомикалық көрсеткіштері берілген.
Кесте – 3 Дизель отындарын гидротазалаудың өндірістік қондырғыларының
техника-экономикалық көрсеткіштері
Көрсеткіш Л-24-5 Л-24-6 Л-24-7 ЛК-бу ЛЧ-24-2000
ЛЧ-24-7 ҚҚ ГТ
бөлімі
Шикізатқа 900 900 1200 2000 2000
есептегендегі 1000-1200 200-1450 1500-1900 2000 2000
куаты, мың т жылына*
Реактордағы кысым, 3,0-3,6 2,8-3,7 2,8-4,0 5,2-5,5 5,0
МПа
Реактордағы 340-400 340-400 340-400 350-400 360-400
температура, 0С
СГ қайта айналуы, 250-300 250-300 200-350 350-500 250
м3м3 шикізатқа
Шикізатты беру көлем 2,2-2,5 3,0-5,0 3,0-5,0 4,3 4,5
жылдамдығы, caғ-1
Күкірт мөлшері, %:
шикізаттағы 0,6-1,2 0,6-1,6 0,6-1,6 0,6-1,6 0,8
өнімдегі 0,1-0,15 0,1-0,20 0,1-0,20 0,1-0,160,15
1т шикізатқа шығын:
бу, МПа - 4,20 6,06 3,15-4.51,19
электр энергиясы,МДж - 72,0 54,8 38,0 39,4
суытушы су, м3 - 8,4 8,00 0,47 1,27
катализатор, кг - 0,04 0,018 0,0086 0,0086
газ, м3 - 4,2 7,15 2,1-5,2 9,64
мазут, кг - 19,4 14,0 5,8-14,4-
Соңғы жылдары дизель фракцияларын гидротазалау процестеріне көп көңіл
бөлінуде, оның себебі бұл көліктің көп түрлерін жаппай дизельдендіруден,
күкіртті және жоғары күкіртті мұнайларды өңдеудің көлемінің өсуінен және
оларды өндеудің терендігін арттыру қажеттігінен туындайды, дизель
фракцияларының 80% астамы біздің елде гидроасылдандыруға түсіріледі, осының
нәтижесінде құрамында күкірт мөлшері 0,2-0,5% болатын дизель отынының
шығымы жалпы көлемге шаққанда 90% дейін жетеді.
Вакуум дистилляттарын гидротазалау.
Соңғы қайнау температурасы 500°С дейін вакуум газойлін каталитикалық
крекингтің шикізатын гидротазалау көп косымша шығын талап етпейді және олар
орта дистилляттарды гидрокүкіртсіздендіру сияқты жағдайда және кұрал-
жабдықтарда жүргізіледі. 4-5МПа қысымда, 360-400°С температурада және
шикізатты беру көлемдік жылдамдығы 1,0-1,5caғ1 күкіртсіздену дәрежесі 90%
жетеді, азот мөлшері 20-35% металдар - 80%, ароматикалық көмірсутектер -
10% кокстенуі - 70%-ға кемиді.
Соңғы қайнау температурасы 540-5800C вакуум дистилляттары құрамында
металорганикалық косылыстар көбірек (0,7-1,6106) шайырлар (4-6%) болады
және олардың кокстенуі 0,2-0,8% (мас.) жоғары. Шикізат құрамындағы
металдардың, азот және күкірт қосылыстарының әсерінен, кокс жииалуынан және
металдармен уланудан активтіктің және тұрақтылықтың төмендеуі байқалады.
Вакуум дистилляттарын гидротазалауды әуелі Г-168Ш катализаторларында
одан кейін U маркалы катализаторда күкіртсіздену дәрежесі 92% жүргізеді. МҒ
РОҒЗИ (бұрынгы ВНИИНП) Б және В маркалы күкіртсіздендіру дәрежесі 95%
(380°С, 5МПа, 2,2сағ-1) катализаторлар жасап шығарды.
Екінші кезектегі процестерден алынған ауыр дистилляттарды
гидротазалауды (кокстеудің, висбрекингтің) тура айдалған вакуум
дистилляттарымен бірге әдетте 30% дейін коспа түрінде жүргізеді.
1.3 Мұнай шикізаты және оның өнеркәсіпте қолданылуы
Мұнай - ең маңызды сұйық пайдалы қазба. Бірақ оны дұрыс пайдалана
білмесе, тіршілік атаулына зардабын тигізеді. Жыл сайын дүниежүзілік
мұхитқа 10 млн тоннадай мұнай өнімдері төгіледі. Жердің жасанды
серіктерінен түсірілген фотосуреттер, мұхиттар мен теңіздерде тікелей
жүргізілген бақылау нәтижелері мұхит бетінің шамамен 13 мұнай кілегейі
жапқанын көрсетеді. Бұл бүкіл әлем бойынша үлкен зардап келтіреді.
Мұнайдың түзілуін анықтау қазіргі ғылымның ең күрделі проблемасы
болып табылады. Мұнайдың анорганикалық түзілу теориясын алғашқылардың бірі
болып Менделеев 1877 жылы ұсынды. Оның жорамалы бойынша мұнай
көмірсутектері жер астында металл карбидтерінің сумен әрекеттесуінің
нәтижесінде түзіледі. Бірақ мұнай құрамындағы көптеген әр түрлі құрылымды
көмірсутектердің пайда болуына карбид теориясымен түсіндіру мүмкін емес.
Мұнайды жер қойнауынан алу үшін әр түрлі қашауларды пайдаланады.
Олар тісті конустардан тұрады. Жыныс бетінде қозғалғанда оларды майдалайды
және ұнтақтайды. Соңғы кездері алмазды қашауларды қолдана бастады. Жұмыс
кезінде қашау турбо бұрғы немесе электр бұрғысы арқылы үнемі қозғалып тұру
керек. Мұндай жағдайда қашаумен бірге жер астынан көп сатылы турбина немесе
электр қозғалтқышын түсіреді, олар қашауды іске қосады. Бұл өте жетік әдіс.
Жер астынан майда ұнтақталған жыныстарды оған бұрғылау құбырлары арқылы
сазды ерітінді жіберіп, ығыстырып шығарады. Бұл ерітіндінің бұрғылауда
маңызы өте зор.Оның көмегімен бұрғылау инструменттері салқындатылады, жер
беті цементтеледі.Бұл оның бұзылуынан сақтайды және судың, мұнайдың, газдың
құбырдан шығуын болдырмайды.Қазіргі кезде бұрғылау 6–7 км. тереңдікке шейін
жүргізіледі.Өнім қабатына жеткенде оған жоғары жағынан құбырлар шоғыры мен
ысырмамен және штуцериен жабдықталған құбырлар коллоннасын түсіреді,ол ашық
фонтан болдырмас үшін қажет.
Қазақстан әлемнің байырғы мұнай шығаратын елдерінің бірі болып
табылады, оның табиғи байлықтары орасан зор, атап айтқанда табиғи жанғыш
қазбалар қорлары: мұнай, газ және көмірге өте бай мемлекет. Қазақстанның
көмірсутек потенциалы мамандардың айтуына қарағанда ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе
I Технологиялық бөлім
1.1 Мұнай және оның құрамы
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
...
1.2 Гидротазалау процесі және аппаратты таңдау
негіздемесі ... ... ... ... ... ... ... .
1.3 Мұнай шикізаты және оның өнеркәсіпте
қолданылуы ... ... ... ... ... ... . ... ... ...
1.4 Технологиялық сызбалар жобасы және
сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.5 Процесстің технологиялық режим
нормалары ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ...
1.6 Процессті аналитикалық
бақылау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
.
1.7 Технологиялық процессті
автоматтандыру ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.8 Дипломдық жоба тақырыбы бойынша арнайы
сұрақ ... ... ... ... ... ... ... .. ... ...
1.9 Қауіпсіздік
ережелері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... .
1.10 Қоршаған ортаны
қорғау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ...
II Есептік бөлім
2.1 Материалдық баланс
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ...
2.2 Реактордың материалдық
балансы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2.3 Жылулық
баланс ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... .
2.4 Реактордың негізгі өлшемдерін
анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.5 Дизель отынының гидротазалау қондырғысының
реакторы ... ... ... ... ... ... ...
III Экономикалық есептеулер
3.1 Негізгі қорларды
қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ...
3.2 Еңбек ақы қоры және санын
есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3.3 Өзіндік құнды
есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... .
3.4 Технико-экономикалық көрсеткіштерді және тиімділікті
есептеу ... ... ... ... ..
ІV. Қолданылған әдебиеттер
Кіріспе
Тәуелсіздік алғаннан кейін елімізге химия және мұнай химиясы өндірісін
жасап,оны әрі қарай дамытпайынша, Қазақстанның алдыңғы қатарлы ел болуы
мүмкін емес.
Қазақстанда барлық көмірсутек шикізатының 2%-ы бар және ол мұнайды
шетелге шығаратын елдердің қатарына жатады. Бірақ, біздер тек табиғи
байлысты сатумен ғана шектелмеуіміз керек. Қазақстанның 2030 даму 1
стратегиясында: Қазақстан үшін индустриялық технологиялық стратегия жасау
қажеттігі дүниежүзілік тәжірибемен анықталған.
Шикізаттың бір түрін ғана шығаратын ел болып қалмау үшін біз мұнай
және газ өңдеу, химия және мұнай химиясын өте қарқынды дамытуымыз
керек.Жер шарында мұнайдың пайда болғанына шамамен 65-225 млн. жыл бұрын
органикалық қалдықтардың ыдырауынан деген болжам бар. Ол кездер шамамен
триас, Юр және Бор дәуірлері- деп болжамдалуда.
Мұнай - ең маңызды сұйық пайдалы қазба. Бірақ оны дұрыс пайдалана
білмесе, тіршілік атаулына зардабын тигізеді. Жыл сайын дүниежүзілік
мұхитқа 10 млн тоннадай мұнай өнімдері төгіледі. Жердің жасанды
серіктерінен түсірілген фотосуреттер, мұхиттар мен теңіздерде тікелей
жүргізілген бақылау нәтижелері мұхит бетінің шамамен 13 мұнай кілегейі
жапқанын көрсетеді. Бұл бүкіл әлем бойынша үлкен зардап келтіреді.
Мұнай мұхиттағы ірі сүтқоректілер: китке, дельфинге, итбалыққа және
құстарға зиян келтіреді. Егер итбалық су бетіне мұнай жайылған жерден
шығып, терісіне дақ түсірсек ондай тері жылытудан қалады. Сол сияқты
мамығы бөлінген құс та суықты көтере алмайды. Онымен қоймай құстұмсығымен
қауырсынын тазалаймын дегенде мұнай тамшыларын жұтып, уланады. Мұнаймен
уланса кит те өледі. Сөйтіп, мұнайдан теңіз әр түрлі жолдармен ластанады.
Мұнай түзілу - өте күрделі, көп сатылы және көп уақыт
жүретін химиялық процесс, оның тетігінің кейбір сәттері әлі белгісіз.
Себебі бастапқы органикалық
материалдар шашыранды түрінде, оның мұнай мен газға айналу өнімдері де,
әуелгі кезде мұнай аналық көбінесе балшық қабатында кездесуі әбден ықтимал.
Мұнайдың жер бетіне шығуын Каспий теңізінің жағалауында 500 жыл бұрын,
ал газдың жер бетіне шығуын Кавказда және Орталық Азияда біздің заманнан 6
жыл бұрын ғалымдар байқаған. Мұнай өндірістік мәнге ХІІІ ғ бастап ие бола
бастады. Мұнай жердің қалдық қабатына көп тараған сұйық, жанғыш минерал.
Мұнай және одан жер бетіне бөлінетін табиғи өнімдер – асфальтендар және
битумдар адам баласына көптен белгілі. ХІІІ ғ соңынан бастап мұнай өңдеудің
өнімі – керосинді үйлерді және кұжарықтандыруда пайдалана бастады, ал ХІХ ғ
бастап ішкі жану двигательдері ойлап табумен байланысты мұнай өнімдері әр
түрлі жол көліктерінде негізгі отын болды.
Мұнайдың түзілуін анықтау қазіргі ғылымның ең күрделі проблемасы болып
табылады. Мұнайдың анорганикалық түзілу теориясын алғашқылардың бірі болып
Менделеев 1877 жылы ұсынды. Оның жорамалы бойынша мұнай көмірсутектері жер
астында металл карбидтерінің сумен әрекеттесуінің нәтижесінде түзіледі.
Бірақ мұнай құрамындағы көптеген әр түрлі құрылымды көмірсутектердің пайда
болуына карбид теориясымен түсіндіру мүмкін емес.
Мұнайды жер қойнауынан алу үшін әр түрлі қашауларды пайдаланады. Олар
тісті конустардан тұрады. Жыныс бетінде қозғалғанда оларды майдалайды және
ұнтақтайды. Соңғы кездері алмазды қашауларды қолдана бастады. Жұмыс кезінде
қашау турбо бұрғы немесе электр бұрғысы арқылы үнемі қозғалып тұру керек.
Мұндай жағдайда қашаумен бірге жер астынан көп сатылы турбина немесе электр
қозғалтқышын түсіреді, олар қашауды іске қосады. Бұл өте жетік әдіс. Жер
астынан майда ұнтақталған жыныстарды оған бұрғылау құбырлары арқылы сазды
ерітінді жіберіп, ығыстырып шығарады. Бұл ерітіндінің бұрғылауда маңызы өте
зор.Оның көмегімен бұрғылау инструменттері салқындатылады, жер беті
цементтеледі.Бұл оның бұзылуынан сақтайды және судың, мұнайдың, газдың
құбырдан шығуын болдырмайды.Қазіргі кезде бұрғылау 6–7 км. тереңдікке шейін
жүргізіледі.Өнім қабатына жеткенде оған жоғары жағынан құбырлар шоғыры мен
ысырмамен және штуцериен жабдықталған құбырлар коллоннасын түсіреді,ол ашық
фонтан болдырмас үшін қажет.
Қазіргі уақытта Қазақстан Республикасының мұнай өндіретін
аймақтарында, әсіресе бұрыннан мұнай өндіретін Кен орындарында,далада
мұнайдың және мұнай шламдарының өте көп мөлшері жинақталған.Ресми
деректерге сүйенсек, мұнайлы қалдықтар мөлшері 30 млн тоннаға жуық, 2000-
нан аса мұнайлы көлдер бар және кеніштердің үлкен аумағы мұнай және мұнай
өнімдерімен ластанған. Қазақстанда үш үлкен мұнай өңдейтін зауыттар (
Атырау, Павлодар, Шымкент) тек мұнайды атмосфералық,дистилдеумен ғана
шектеліп өте қарапайым сызбанұсқамен жұмыс істейді.Мұнайды қайта өңдеудің
екіншілік процестерінің ішінен тек бензинді тікелей айдаудың каталитикалық
реформингісінен дизель отынын гидротазалау ғана жұмыс істейді. Осының
салдарынан Қазақстандағы мұнай өңдеу зауыттарындағы мұнай өнімдерінің
өзіндік құны өте жоғары. Тәуелсіз жылдарында салынған ең алдыңғы қатарлы
өнеркәсіп Қарашығанақ газ конденсатының барлығы дерлік шетелге жіберіледі.
Қазақстанда өндірілген 30 млн тонна мұнайдың 24 млн тоннасын сатқан.
Мұнда таза мұнай өнімдерінің барлығына да экспортпен импорт арасындағы
кіріс пен шығыс айырымы қайшы келді. Республикамызда мұнай мен химияның
үлкен қоры бар.Мәселен, қазіргі кезде Қазақстанда мұнайдың 129 кен орны бар
десек, оның 80 кен орны – мұнайлы, ал 24 кен орны газ мұнайлы, 21 кен орны
мұнай газ конденсаты болып келеді. Мұнай мен газдың көп мөлшері біздің
Батыс Қазақстанда орналасқан. Мұнай көзі алғаш рет 1911 жылы Доссада Орал –
Ембі бассейнінде ашылды.Бұл мұнайлы ауданға 60-шы жылдардағы Өзен және
Жетібай жартылай Маңғыстау бассейндері жатады. Басқа да Қаражанбас және
Қаламқас (Атырау), Қарашығанақ (Орал), Жаңажол (Ақтөбе) деп аталатын кен
орындары табылды. Өңделіп жатырған Теңіз, Жаңажол және Қарашығанақ
жерлерінен мұнай және газ көп мөлшерде алынып, халық шаруашылығының дамуына
мүмкіндік беріп отыр, олар бір мезгілде экологиялық жағдайға байланысты
күрделенеді. Ауа бассейні олардың айналасындағы газ қоспаларын тазартады,
жергілікті тұрғындарды таза сумен қамтамасыз етеді.
Мұнайды ауқымды өңдеу кешені
Қазақстанның батыс аумағындағы негізгі өнеркәсіптік тұтынушылардың
газтектес отынға ауысулары себепті қазандық отыны ретінде қарамайға деген
сұраныстың төмендегені байқалады. Бүгінгі таңда зауыттың барлық қарамай
көлемі әрі қарай өңдеуге шикізат ретінде экспортқа шығаруға бағытталған.
АМӨЗ-да ауқымды мұнай өңдеу кешенін салу төмендегі мүмкіндіктерге жол
ашады:
- ауыр мұнай өнімдерінің қалдықтарын білікті пайдалануға және зауыт
қуаттылығын ұлғайтпастан мотор отындарының шикізат базасын кеңейту;
- сұранысқа ие емес қарамай көлемін қысқарту және мұнай өңдеу
тереңдігін 82- 86%-ға дейін арттыру;
- Евро-4 деңгейіне сәйкес келетін жоғары октанды бензин және дизель
отындарын алу;
- жаңа заманғы технологияларды қолдану арқылы ауаға тасталатын ластағыш
заттар көлемін азайту;
- адам факторының әсерінсіз басқарылатын және апатты жағдайды
болдырмайтын әлемдік стандарттарға сай басқару құралдары мен жаңа заманғы
жабдықтар пайдалануды қамтамасыз етеді. МАӨК-ін жүзеге асыру аясында
14 жаңа заманғы технологиялық қондырғылар құрылысы көзделген.
Баяу кокстеу қондырғысын қайта жаңғырту жұмыстарын жүргізудегі мақсат
шикізат бойынша өнімділікті жылына 1 млн тоннаға дейін жеткізу,
қолданыстағы қауіпті өндірістік нысанды қалыпқа келтіру, микропроцессорлық
техника базасында технологиялық үрдісті автоматтандырылған басқару жүйесін
енгізу арқылы қондырғының қауіпсіз пайдаланымын қамтамасыз ету, қоршаған
ортаға тиетін қауіпті әсерлердің деңгейін төмендету.
БКҚ қайта жаңғырту жобасы аясында қарастырылған шаралар:
• қондырғының жылу алмасу сызбанұсқасын оңтайландыру;
• қондырғының жұмысын оңтайландыру және АЖУ ТП бөлу жүйесі базасында
автоматты реттеу жүйесін енгізу мақсатында ӨҚжАҚ-ның дұрыс орналасуын
есептей отырып, баяу кокстеу қондырғысының технологиялық сызбанұсқасын
жасау;
• зиянды заттарды ауаға жіберуді болдырмас үшін кокс камераларының
қыздыру және булау буларын аулау блогын жаңғырту;
• К-1, К-2, К-3, К-4 бағандарының ішкі құрылғыларын қазіргі заманғы
өнімділігі жоғары ішкі құрылғылармен алмастыру;
• қышқыл сарқынды суларды тазартып, оны күкірт өндіретін қондырғыға
кері бағыттайтын торап құрылғысы;
• тазарту имараттары кешенінің құрылғысы және ішкі су айналымы жүйесін
енгізу.
Қазіргі таңда тазарту имараттарының, көбікпен сөндіру жүйесі
желілерінің құрылысы, РВС38 қазан паркін толық жабдықтау, электрлік
эстакадаларды өңдеу жұмыстары жүріп жатыр.
1.1 Мұнайдың құрамы және қасиеттері
Мұнай - көміртегілер қоспасы болатын, жанатын майлы сұйықтық; қызыл-
қоңыр, кейде қара түске жақын, немесе әлсіз жасыл-сары, тіпті түссіз түрі
де кездеседі; өзіндік иісі бар; жерде тұнбалық қабатында орналасады;
пайдалы қазбалардың ең маңызды түрі.
Мұнай түзілу - өте күрделі, көп сатылы және көп уақыт жүретін химиялық
процесс, оның тетігінің кейбір сәттері әлі белгісіз. Себебі бастапқы
органикалық
материалдар шашыранды түрінде, оның мұнай мен газға айналу өнімдері де,
әуелгі кезде мұнай аналық көбінесе балшық қабатында кездесуі әбден ықтимал.
Мұнайдың жер бетіне шығуын Каспий теңізінің жағалауында 500 жыл бұрын,
ал газдың жер бетіне шығуын Кавказда және Орталық Азияда біздің заманнан 6
жыл бұрын ғалымдар байқаған. Мұнай өндірістік мәнге ХІІІ ғ бастап ие бола
бастады. Мұнай жердің қалдық қабатына көп тараған сұйық, жанғыш минерал.
Мұнай және одан жер бетіне бөлінетін табиғи өнімдер – асфальтендар және
битумдар адам баласына көптен белгілі. ХІІІ ғ соңынан бастап мұнай өңдеудің
өнімі – керосинді үйлерді және кұжарықтандыруда пайдалана бастады, ал ХІХ ғ
бастап ішкі жану двигательдері ойлап табумен байланысты мұнай өнімдері әр
түрлі жол көліктерінде негізгі отын болды.
Мұнайдың, ал ертеректе оны тас майы деп атаған, болашағы зор екенін
болжаған орыс ғалымы М.В. Ломоносов, Пенсильванияда ең алғаш рет мұнай
ұңғымасы бұрғыланғанға дейін жүз жыл бұрын, мұнайдың шығуы жайлы өзінің
бірегей теориясын ұсынған еді. Жер қойнауында тереңнен орналасқан
шымтезекті шөгінділерден жерасты ыстығымен қою, майлы материя шығарылып,
саңылаулар арқылы ағады... Бұл дегеніміз – сирек, әртүрлі сұрыпты, жанатын
және құрғақ, қатты материялардың пайда болуы, бұл тас майы – мұнайдың
негізі..., – деп 1763 жылы М.В. Ломоносов айтып кеткен.
Көміртектермен қатар мұнай құрамында тағы басқа заттар да бар. Мырышы
бар - H2S, меркаптандар, моно- және дисульфидтер, тиофендер мен тиофандар
полициклдіктермен бірге т.б. (70-90% қалдық өнімдерде шоғырланады); азотты
заттар – негізінен пиридин, хинолин, индол, карбазол, пиррол және
порфириндер (үлкен бөлігі ауыр фракциялар мен қалдықтарда шоғырланады)
гомологтары; қышқылды заттар – нафтен қышқылы, фенолдар, смолалы-асфальтты
т.б. заттар (әдетте жоғары қайнайтын фракциларында кездесетін). Элементтік
құрамы (%): С – 82-87, Н – 11-14.5, S – 0.01-6 (сирек – 8-ге дейін), N -
0,001—1,8, O — 0,005—0,35 (сирек – 1.2-ге дейін) және т.б. Барлығы мұнай
құрамында 50-ден аса элементтер табылған. Мысалы, жоғарыдағылармен қоса
V(10-5 — 10-2%), Ni(10-4-10-3%), Cl (іздерінен бастап 2•10-2%-ға дейін)
т.с.с. Әр зат әр кен орнында әр мөлшерде кездесетіндіктен орташа химиялық
қасиетттер жайлы тек шартты түрде ғана айтуға болады.
1.2 Гидротазалау
Катализді риформингте жоғары октанды бензиннің шығымы процестің жүру
жағдайына байланысты екені белгілі. Риформинг процестің жүру жағдайлары
неғұрлым қатаң болса соғұрлым октан-тонн шығымы жоғары болады. Октан-тонн
деп риформинг катализаттың немесе кез келген басқа компоненттің оның октан
санына көбейтіндісін айтады.
Риформингтің қатаң жағдайы қысымның төмендеуімен және температураның
өсуімен аныкталады. Бұл жағдайда ароматтау реакциялар толықтау және
жылдамдау жүреді. Дегенмен қатаңдықтық өсуі катализатордың активтілігін
және тұрақтылығын төмендетеді, ал активтілігі төмен катализаторлар реакция
барысында каталитикалық улармен уланады. Күкіртті мұнайларды өндегенде
жинақталған күкірт катализаторды уландырады. Шикізаттың құрамында күкірттің
мөлшері неғұрлым аз болса жағдай қатаңдаған сайын соғұрлым катализатор ұзақ
уақыт активтілігін сақтайды. Ең күшті катализдік уларға мұнайдағы
гетероатомды қосылыстар жатады, әсіресе күкіртті қосылыстар. Сондықтан
риформингтің алдында шикізатты гидротазалауға ұшыратады.
Мұнай өнімдерді гидротазалау немесе катализдік асылдату - МӨЗ-
дарда өте маңызды. Гидротазалау процесті түрлі мұнай фракцияларын
гетероатомды қосылыстардан тазалау мақсатында колданады. Гидротазалау
кезінде бір мезгілде тұрақсыз шектеусіз көмірсутектердің гидрлену арқылы
сәйкес шектелген қосылыстар түзіледі.
Гидротазалауды әдетте гидрлеуші катализаторларда жүргізеді.
Гидротазалау катализаторларына қойылатын негізгі талап – каталитикалық
уларға, әсіресе күкіртті қосылыстарға тұрақты болуы. Процестің тиімділігі
катализатордың активтілігіне тәуелді.
Гидротазалау процестің негізінде гетероатомды қосылыстардың
экзотермиялық гидрлену реакциялар жатады. Бұл реакциялар нәтижесінде
сутегісіз заттар бөлінеді:
RSR+2H2( 2RH+H2S
RNHR+2H2( 2RH+NH3
Күкірторганикалық қосылыстар катализаторларда сутегі қысымының
күкіртсутекке H2S және көмірсутектерге ыдырайды. Кәдімгі жағдайда
күкіртсутек газ тәрізді зат, мұнайөнімді қыздырғанда бөлініп шығады.
Суармалау колонналарда түзілетін күкіртсутекті суға сіңіртеді, соңынан одан
элементті күкіртті немесе концентрлі қышқылын алады.
Жалпы айтқанда мұнайды және мұнай дистилляттарын күкіртқұрылымды
қосылыстардан тазалау әдістерді екі топқа бөлуге болады:
1. күкірторганикалық қосылыстарды ыдыратып отындардан шығарып тастау
тәсілдері;
2. бір мезгілді күкірттің органикалық қосылыстарын (КОҚ) таңдамалы бөліп
алу және мұнай фракцияларын тазалау әдістері.
Күкірттің үлесін 85-97%-ға төмендететін, күкіртсутек пен
комірсутектер түзілетін C-S – байланыстың гидрогенолизіне негізделген ең
қолайлы деп каталитикалық гидротазалау іске асырылады.
Гидрогенолиз күкірттің барлық органикалық қосылыстардың топтарына
сипатты реакция (КОҚ):
Тұрақтылықтарына сәйкес келетін КОҚ-ның гидрлену жылдамдығы мына ретте
артады: меркаптандар(дисульфидтер(сульфидте р= тиофандар( тиофендер.
Гидрогенолиз жағдайларын өзгеруі – сутегі қысымының жоғарлануы,
катализатордың активтілігі өсуі, температураның өзгеруі – КОҚ-дың гидрлену
процесіне белсенді әсер етеді.
Гидротазалаудан тузілген күкіртсутегі одан әрі элементті күкірт және
күкіртті қышқыл алуға қолданылады. Мұнай фракцияларын гидрокүкіртсіздену
процесінде сонымен қатар гидрокрекинг, нафтенді КС-дің дигидрлену,
парафинді КС-дің дегидроциклдену және ароматты КС-дің гидрлену процестері
жүреді. Ең көп таралған және өндірістік тиімді күкірт алу тәсілі – Клаус
процесі – күкіртсутектің каталитикалық конверсиясы болып саналады.
Түзілген H2S ұсталып элементтік күкіртке Клаусс процесс арқылы
айналдырады.Түзілген күкірттің шығымы 99,9% .
Клауса әдісі бойынша түзілген H2S оттегінің жеткіліксіз мөлшердегі
қатысуымен жандыру нәтижесінде түзілген күкірт диоксиді қалған жанбаған
күкіртсутекпен әрекеттесу арқылы титанооксидті катализатордың қатысуымен
элементті күкіртке айналады және сілтілік ерітіндімен жойылады. Солай етіп
түзілген күкірт булары консацияланалы. Булардың негізінде мына реакциялар
жатады:
-термиялық тотығу сатысында:
H2S + 32 O2( H2O + SO2 + Q
(1)
-каталитикалық өзгеру сатысында:
H2S + SO2 ( 2H2O + 3n Sn +Q
(2)
-сонымен қатар мүмкін болатын реакциялар:
2H2S + O2 (2H2O + S2
(3)
S2 + 2O2 ( 2 SO2.
(4)
Реакция (2) бойынша күкірттің 70% түзіледі және каталитикалық
сатысының алдында алуға тиісті бірталай жылу бөлінеді. Күкірттің жану
бөлімінде термиялық тотығу кезінде температура 1600оС-дан жоғары болуы
мүмкін.
2 және 3 реакциялардан түзілген күкірттің шығымы айналу дәрежесін 95%-
ке дейн жеткізуге қолайлы жағдай жасайды. Сондықтан катализдік конвенсияны
екі сатыда жүргізу және әр бір сатысында күкіртті шығарып тұру жөнді.
Клаус процестің элементарлы күкірттің өндірісінің принципті
технологиялық схемасы сурет - 1 келтірілген. Процесс үш сатыда жүреді.
Біріншісі – термиялық. Екінші мен үшіншісі – каталитикалық сатылар.
Сурет – 1 Күкірт өндіру Клаус процесінің технологиялық схемасы:
I - күкіртсутегі I I- ауа III- күкірт IV- су
буы
V- газдар VI- конденсат
Термиялық сатысы реактор – генератор жану камерасында жүреді, қышқылды
газ ауау қатысымен жанады. Жану өнімдері H2S реактордың П-1 пешінен
конденсатордың түтікті байламынан реакциялық газдар су буын тузе
1600С-қа дейін салқындайтын Т-1 – қазанутилизатордан өтеді. Бұл
температурада күкірттің тұтқырлығы минимальді мәніне жақын.
Конденсацияланған сұйық күкірт арнайы жинағыш камерасына ағып түседі.
Одан әрі Р-1 және Р-2 реакторларда H2S және SO2-нің екісатылық
каталитикалық конверциясы П-2 және П-3 пештерде газдарды қыздыру және әр
бір сатыдан кейін жылуды Т-2 және Т-3 қазанутилизаторларда пайдаға асыру
арқылы жүргізеді.
Реакторға жіберер алдында газдар 2400С температураға дейін қыздырылып
Клаустың каталитикалық реакциясы катализатордың қабатында өтеді.
Каталитикалық конверцияның екінші сатысы газдары Т-3 қазанутилизаторда
салқындап С-1 – сепараторда күкірттің механикалық жолымен ілесе кеткен
тамшыларынан босатылады.
Күкіртжинағыштан бөлінген газдар отынды газ арқылы жұмыс істейтін П-4
пешке барады. Ол жерде күкірттің реакцияласпаған қосылыстарын ауаның
артығында 600-6500С температурада аяғына дейін жандырады.
Мұнайөнімдерде азот негізінде гетероциклді қосылыстарда – пиррол және
пиридиннің туындылары күйінде болады. C-N – байланыстың гидрогенолизі
C-S – байланысқа қарағанда қиындау жүреді. Олардың арасындағы аминдер
жеңілдеу гидрленеді:
C6H5CH2NH2 C6H5CH3 +NH3
Циклді құрылымдардан азот ең қиын бөлінеді. Пиридин пентан мен
аммиакка айналады:
Би- және полициклді арендердің гидрленуі гетероатомды сақинадан
басталады. Гетероциклді қосылыстар құрамында азоты бар сақинада гидрленіп
көміртек – азот байланысы үзіледі де аммиак күйінде бөлінеді:
Оттекті қосылыстардың көбісі шайырлар мен асфальтендерде жинақталған.
Оттекті қосылыстардың гидрогендеуінен сәйкес көмірсутектер мен су түзіледі:
RC6H4OH RC6H5 +H2O
Гидротазалау арқылы металорганикалық қосылыстардың көбісін (75-95%)
шығуға мүмкіндік береді. Мұнай фракцияларындағы металорганикалық қосылыстар
активті катализаторда ыдырап катализді зәр болатын бос метал күйінде
түзіледі.
Гидротазарту процесі әр уақытта бір сатыда жұмсағырақ жағдайда іске
асырылады (3600- 4200С, 2,5-6 МПА).
Гидротазалау процестерінің даму тарихы.
Гидротазалау процестеріөндірістік масштабта 1927 жылы әлемде алғаш
рет Германияда шайыр және көмірді гидротазалау қондырғысын қолданудан бас-
тау алды.Кейінірек Англияда мұнайлы емес шикізаттан жасанды сұйық от-
ындарды алу қондырғысын қолданудан бастау алады.
Көмірді диструктивті гидротазалау қондырғысы көп сатылы күрделі про-
цесс, (30-70МПа) қысымда және (420-500˚С) температурада өткізіледі.
Алғашында аз активті және қалпына келмейтін темір катализаторында.
Ке-йін өнімділігі төмен қымбат периодты темір-бу әдіспен алынатын вольфрам
сульфиді негіздегі катализаторларын қолданған.
Жедел дамушы мұнай өңдеуде кеңінен алдымен отын фракцияларын гидро-
тазалаудың каталитикалық процестерін қолдану орын алған.Кейіннен жоғары
қайнайтын дистиляттарын гидрогеницациялық өңдеу қолданыс тапқан.
Гидротазалау процестерінің мақсаттары әр түрлі.Мотор отындарын гидро-
тазалауды оның құрамындағы күкірт,азот,оттегі,галогелдер,метал дар гетеро-
органикалық қосылыстарын жою және қанықпаған көмірсутектерді гидрлеу арқылы
эксплуатациондық сипаттамаларын жақсартуды көздейді. Гидротаза-лау
отындардың коррозиялық агресивтілігін төмендету және олардың тұнба түзуге
бейімділігін азайту,қоршаған ортаға лақтырыла-тын газдардың мөлшерін
төмендету.Бензин фракциясының терең гидротаза-лауын реформинг процесінің
платина катализаторларын көміртекті емес қосылыстармен ула-нуынан қорғау
үшін жүргізеді.Вакуумдық газоильді гидротазалау нәтижесін-де крекинг
өнімдерінің шығымы және сапасы жоғарлайды және айтарлықтай мөлшерде
атмосфераның күкірт тотығымен ластануы қысқартылады.
Мұнай майларын гидротазалау ашықтандыру және кокстелуі,қышқылды-
лығы,эмульгирленуін төмендету мақсатында жүргізіледі.Гидротазартылған майлы
өнімдерстандарт бойынша қойылатын түс,тұрақтылық,иіс,құрамында-ғы қоспалар
үлесі және өзге де экологиялық, эксплуатациондық көрсеткіш-тер бойынша
стандарттар талабына сәйкесті болады.
Гидротазалау процестерінің негізгі параметрлері
Гидротазалауға әртүрлі фракциялық және химиялық құрамдағы дистиляттарды
катализаторлар қолданып түіреді, сондықтан параметрлер режимін және сутегі
шығынын елеулі өзгертіп тұрады. Жеңіл дистиляттар, мысалы, бензиндер
гидротазалауға олардағы күкірт қосылыстарының табиғатына байланысты
(меркаптандар, сульфидтер) жеңілірек түседі. Шикізаттың ауырлауымен оның
құрамында тұрақты гетероорганикалық қосылыстардың (1-кесте) мөлшері өседі
және егер шикізат екінші процестерден алынған болса, оларда гидрленуі
ауыр қанықаған көмірсутектері көп болады. Сонымен қабат, шикізат ауыр
болған сайын гидротазаланған өнімге күкірттің мөлшері жөнінен
қойылатын талап бәсеңдей береді. Мысалы, күкірт мөлшерінің
гидрогенизаттағы шегі – көометалды катализаторда жүретін каталитикалық
риформинг қондырғысының шикізаты құрамында 1 млн -1, реактив отыны ,
құрамында ол 0,05% - дан аспау керек , дизель отынында – 0,2%, ал
вакуум дистилятында – 0,3%. Бұл шикізатты әр түрлі фракциялық құрамындағы
тазалаудыреттейді. Сутегі шығыны гидротазалауғашикізаттың алыну табиғатына
және ондағы күкірт мөлшеріне байланысты.
Кесте – 1 Батыс-Сібір мұнайының тауарлы қоспа фракцияларындағы
күкірттің, азоттың, металдардың және кокстенуінің мөлшері.
Фракция Қайнау Шикізаттағы мөлшері, % Кокстену
температура (мас.) % (мас.)
аралығы,0С
Күкірт Азот Металдар,
млн-1
Бензин 85-180 0,05 Ізі ғана- -
Керосин 140-240 0,1 0,003 - -
Дизель отыны 180-350 1,3 0,01 - -
Вакуум газойлі350-500 1,6 0,11 0,3 0,3
Вакуум газойлі350-540 4,8 0,14 0,8 0,8
Сонымен қабат, шикізат ауыр болған айын гидротазаланған өнімге
күкірттің мөлшері жөнінен қойылатын талап бәсеңдей береді. Мысалы, күкірт
мөлшерінің гидрогенизаттағы шегі – көпметалды катализаторда жүретін
каталитикалық риформинг қондырғысының шикізаты құрамында 1 млн-1, реактив
отыны, құрамында ол 0,05%-дан аспау керек, дизель отынында – 0,2%, ал
вакуум дистиллятында – 0,3 %. Бұл шикізатты әртүрлі фракциялық құрамдағы
тазалауды реттейді (2-кесте). Сутегі шығыны гидротазалауға шикізаттың алыну
табиғатына және ондағы күкірт мөлшеріне байланысты.
Тура айдалған бензин фракциясында күкірт мөлшері 0,02-ден 0,12% дейін,
жай кокстеу, висбрекинг және күйе алуға қажетті шикізат өндіретін
термокрекинг қондырғыларының бензинінде ол 0,6-0,8% (мас.) болады.
Кесте – 2 Әртүрлі шикізаттарды гидроасылдандырудың қазіргі
өндірістік қондырғылары жұмысының орталанған көрсеткіштері.
Көрсеткіш Бензин Дизель Вакуум Мұнай
(керосин) Отыны газойлі қалдықтары
Температура, 0С 300-400 340-400 380-410380-410
Қысым, МПа 1,5-2,0 2,5-4,0 7,0-15,0
4,0-5,0
Шикізатты берудің көлем5,0-10,0 3,5-5,0 0,5-1,0
жылдамдығы, сағ-1 1,0-2,0
Сутекті газдың қайта 150 200 500 1000 дейін
айналуы, м3
Қалдық күкірт мөлшері, 0,00001 0,1-0,2 0,3-0,5
% 0,1-0,5
Күкіртсіздену 99 92-97 85-95 70-75
дәрежесі,%
Катализаторды пайдалану100 150-200 50-80 -
қоры, шикізаткг
Катализаторды пайдалану5-8 4-6 2-4 1-2
уақыты, жыл
Регенерация саны 2-3 2-4 2-3 1-2
Күкіртсіздену тереңдігі сонымен қатар катализатор құрамына,
температураға, шикізатты беру көлем жылдамдығына, қысымға, шикізат
сапасына, СГ қайта айналуына, оның сапасына және т.б. байланысты.
Температураның және шикізатты беру көлем жылдамдығының дизель отынын
күкіртсіздендірудің 4 МПа АКМ катализаторында тереңдігіне әсері.
Өндірістік жағдайға сәйкес келетін 3400С және көлемдік жылдамдық 4-5
сағ-1 күкіртіздендіру тереңдігі 60%-тен жоғары еместігі көрінеді. Көлемдік
жылдамдық шикізаттың 2,5 сағ-1 күкіртсіздену тереңдігі 3500С дейін іс
жүзінде 90-93% жетіп өзгермейді, 4200С күкіртсіздену жылдамдығы, жанама
гидрокрекинг реакцияларының және катализатордың кокстенуі өседі.
Дистилятты фракцияларды гидротазалаудың катализаторлары
Дүниежүзілік тәжірибеде гидрогенизациялық процестерде
алюмокобальмолибденді (АКМ), алюмоникельмолибденді (АНМ),
алюмоникелькобальмолибденді (АНКМ) және алюмоникельмолибденсиликатты (АНМС)
катализаторлары көп қолданылуда.
АКМ катализатор өте жоғары талғамдық көрсетеді, оның қатысуымен
С-С байланыстардың үзілу немесе ароматикалық сақиналардың қанығу
реакциялары іс жүзінде жүрмейді. Ол байланыстарды үзу реакцияларында жоғары
активтік көрсетеді және жоғары температураға тұрақты , осыған байланысты
оның пайдалану уақыты ұзақ. Катализатор қанықпаған қосылыстарды қанықтыру,
C-S байланыстарын үзу реакцияларында жеткілікті активтік көрсетеді және
барлық мұнай фракцияларын тазалауда пайдаланады. Бірақ кобальттың
жеткіліксіздігінен оның қолданылуы шектелуде. АНМ катализатор қанықпаған
қосылыстарды қанықтыруда активтігі төмен, бірақ ароматикалық
көмірсутектерін қанықтыруда активтігі АКМ салыстырғанда 10-15 %-ға және
азот қосылыстарын гидрлеуде (АКМ салыстырғанда 18% - ға жоғары) едәуір
жоғары . Сонымен қабат, оның тұрақтылығы, активтігі және механикалық
қаттылығы төмен.
Гидрогенизация процестерінің катализаторын жетілдіруін келесі
дәуірі , олардың гидрокүкіртсідендіру активтігін бастапқы реагенттер
табиғатын отпималдау арқылы (ГО-30-7, ГО-70 катализаторлары) көтеру,
гидрлеуші металдар мөлшерін көбейту (ГО-116, Го-117 катализаторлары) ,
сонымен қабат, құрылымдық және химиялық модификаторларды ендіру –
гидроксилденген кремнеземді , алюмосиликатты (ГС-168) немесе жасанды
цеолиттерді (ГК-35) қосу арқылы жетеді. Мұнда дайындау
технологиясына негтехнологиясына негзделеді. Гидротазалау тетігіне
келетін болсақ, онда Л.Шунт және Б.Гейтс оны әуелі Al2MoO4 төсегіш
бетінде түзіледі деп қарайды.
Сульфирленгенде катиондар газ фазасының әсеріне ұшырап анионның
бос орны пайда болады . Аниондық бос орын H2S-тен күкіртпен
реакцияның нәтижесінде толтырылады .
Протондар мен электрондардың орын алмастыру процестерінің жүруін
спилловер құбылысымен ұқсас деп қарап жалпы промотордың ,
сульфирлеудің және гидротазалаудың әсерін түсіндіруге болады .
Гидрокүкіртсіздену реакциясы өз алдына екі сатыдан : тотығу –
тотықсыздандыру реакциясынан тұрады деп , әрі біреуі Н атомын бөледі,
ал басқасы электрондар береді: 2Co2++H2+2S 2Co++2SH – , деп
қаралады . Электронның берілуін мынадай реакциямен көрсетуге болады:
2Mo3+ 2Mo4++2e- .
Реакция Н+ ионын реакцияласушы молекулаға ауыстырумен және
электрондардың Со0 – тен Мn4+ - ке ауысуымен бітеді.
Тиофен молекуласы күкірт – анионды бос орынға адсорбцияланады ,
онда ол электрондарды және протондарды Мо3+ иондарынан және SH-
тобынан тиісінше қабылдауы мүмкін және сонымен Со – тан Мо4+ - ке
электрондық ауысу жүруі мүмкін.
Б.К. Нефедев, М.В. Ландау және Л.Д. Коновальчиков жұмыстарының
негізінде және шет елдік деректерге жетік физика-химиялық әдістермен
алынған мәліметтерге сүйене отырып , АКМ мен АНМ катализаторларының
гидрокүкіртсіздендіруші активтігі молибден фазасындағы никель
мөлшеріне (кобалть мөлшеріне) тікелей байланысты екені , мұнда
молибден октаэдрлі конфигурациясы түрінде болатындығы анықталды. Бұл
фазалар тез тотықсызданады және сульфидтеледі, олардың қырларында
күкірт пен азоттың органикалық қосылыстардың адсорбциясы мен
гидрогенолизі жүреді, сонымен қабат, төсенішпен байланысты оксисульфидті
типтес қосылыстың гидрокүкіртсіздендірудің гомолитикалық тетікпен
электрон жұбын бөлумен жүретін реакциясы жүреді.
АНМ катализаторының гидроксилденген SiO2 , Аморфты АСК немесе
Y типтес кристаллды цеолитпен модификациялау тәсілінің негізінде
егіш массасымен металдардың қосымша адсорбция ортасының түзілуі
жатады.
Одан бөлек гидроксилденген SiO2 – дың промоторлаушы әсері кремний
иондарының төсегіштің тетраэдрикалық бос қуыстарында тұрақтанып,
қыздырғанда олардың никель мен молибден иондарымен толуына, яғни
аз активті шпинельді фазаның түзілуіне кедергі жасайды.Осындай
эффектті АНМ катализаторларын У цеолиттің катион-катионсызданған түрімен
модификациялау да көрсетеді. Цеолит АНМ- мен бірге промотор есебінде тек
қана катализатордың тесік құрылымын реттеп қоймай,сонымен қабат, беттік
активтікті фаза түзілуіне әсер етеді. Сонымен қатар цеолит никель- және
алюмоникельмолибдаттардың түзілуін тездетеді. ГК – 35 және ГС – 168
катализаторларын өндірісте пайдалану нәтижесін және
гидрокүкіртсіздендірудің бірінші дәуірдегі катализаторлары салыстырылады.
Бұл катализаторлардың артықшылығы – процестің көлемдік жылдамдығының
көбеюі (күкіртсіздену дәрежесі бірдей болғанда) және жұмыс істеу
температураның төмендеуі. Оларды қолдану өнімнің күкіртсізденінің бастапқы
темапературасын 20-230 С төмендетуге көмектеседі., температураның көтерілу
жылдамдығын 20-22% кемітеді, қондырғы қуатын 10-20%-ға және регенерация
аралық уақытын 2 есе өсіреді.
Гидрокрекинг
Гидрокрекинг – ол жарқын түсті мұнай өнімдерін (жанармайды,
керосинді, дизель отынын ) алу үшін, сонымен қатар С3-С4 қойытылған
газдарды мұнай шикізатының, молекулярлық массасынан жоғарырақ болатын
мұнай шикізатын утегінен өңдеуде қысым арқылы алу үшін қолданылатын
катализдік процесс.
Гидрокрекинг мұнай өнімдерінің кең түрдегі ассортиментін алуға
мүмкіндік жасайды – тәжірибеде қандай да болмасын мұнай шикізатынан,
тиісті катализаторларды және шарттарды таңдай алу арқылы және мұнай
өңдеудің ең бір тиімді және икемді процесі болып табылады.
Процестің химиялық негіздері. Гидрокрекинг өнімдерінің сипаттамалары
өте күшті деңгейде катализатордың қасиеттерімен, оның гидрленуімен және
қышқылдық белсенділігімен анықталады.
Гидрокрекинг шикізаттың қасиетіне және процестің мәніне байланысты
бір немесе екі сатыда іске асырылады. Шикізаттың ауыр түрлері үшін көбінесе
гидрокрекингті екі сатыда жүргізеді.
Бірінші сатыда шикізаттың молекулярлық массасы бір шамаға төмендейді
және ішінара гетероатомдар жойылады. Екінші сатыда дайындалған шикізат
сутегінің қысымымен қызмет мерзімі үлкен стационарлы катализаторларда
терең крекингке ұшырайды.
Шикізаттың өзгеруі гидрокрекинг жағдайында белгілі бағыттарда жүреді.
Біріншіден гидрогенолизге гетероатомды қосылыстар ұшырап
H2O, NH3 және H2S қосылыстар күйінде түзіледі. Бір мезгілді шектеусіз
көмірутектердің гидрлену процесі жүреді:
- CH2 - CH=CH-CH2 -CH2 - CH2 - CH2 - CH2 –
Нафтенді циклдер изомерленіп ыдырайды:
Жоғары гидрленуші және төмен қышқылды активтілігі болатын
катализаторларда ароматты сақиналары қанығады. Конденсірленген ароматты
сақиналардың гидрленуі әр бір сатыда жылдамдығы төмендеп дәйекті түрде
жүреді:
Арендердің дәйекті гидрленуімен бірге шектелген ақиналар ыдырауы
және алкилді арендердің түзілуі мүмкін:
Гидрокрекингтің оптималды температурасы 300-4250С аралығында. Төмендеу
температурада реакция баяу жүреді. Гидрокрекингті іс жүзінде 400-4500С
температурада және 3-10 МПа қысымда жүргізеді. Сурет – 2 гидрокрекинг
процестің принципті схемасы келтірілген.
Сурет – 2 Гидрокрекингтің принципті схемасы.
Шикізат 84-140 атм қысымдағы 290-400 0С-қа дейін қыздырылған сутекпен
араласып бірінші реакторға жіберіледі. Катализатордың қабатынан өткен кезде
шикізаттың шамамен 40-50%-ті бензиннің қайнау температурасына сәйкес (2000С-
қа дейін) заттар крекингке ұшырап түзіледі.
Бірінші реактордан шыққан көмірсутекті қоспаны салқындатады, сығады
және сепаратор арқылы өткізіп сутегін бөледі. Сутегі қайтадан шикізатпен
араласып процеске жөнелтіледі, сұйықтық айдау процесіне барады. Бірінші
реактордың өнімдері ректификациялық колоннада бөлінеді.
Процестің катализаторлары. Гидрокрекинг катализаторларының ассортименті
айтарлықтай кең, бұл процесс қажеттілігінің әртүрлілігімен түсіндіріледі.
Әдетте, олар келесі компоненттерден тұрады: қышқылдық, гидрациялаушы және
байланыстырушы. Олар қуысты құрылымдарға механикалық беріктікті қамтамасыз
етеді.
Қышқылдық компонент ретінде крекингтеуші және изометриялық қызмет
атқаратын циолиттер, алюминий оксидтері, алюмосиликаттар пайдаланылады.
Қышқылдықты күшейту үшін катализаторға галоген, қосымша оксидтік
қосындыларды ендіреді немесе алдын ала деоалюминилеу немее цеолитті
декатиондау жүргізеді.
Гидрациялау компоненті болып әдетте: Pt, Pd, Ni, Co, Fe сияқты
металдар, сонымен қатар кейбір металдардың: Mo, W оксидтері немесе
сульфидтері қызмет атқарады. Белсенділікті көтеру үшін пайдалану алдында
VIII сутегімен қалпына келтіреді, ал оксидтік молибден және құрамында
вольфрамы бар катализаторлар – сульфиттелінеді.
Процестің макрокинетикасы. Шикізатты өзгерту гидрокрекинг процесінде
келеі бағыттар бойынша жүргізіледі. Бірінші кезекте гидрогенолизге
көмірутегі емес қосындылар ұшырайды, осыған байланысты шикізаттан H2O, NH3
және H2S түріндегі гетероатомдар алынып тасталады. Осымен бір мезгілде
қанықпаған көмірсутектердің гидрацияы жүреді.
Өнеркәсіптегі гидрокрекинг.
Өнеркәсіпте мақсатты бағытта іске асырылған гидрокрекингтің процестерін
келесілерге бөлуге болады:
1. Жанармай фракцияларының гидрокрекингі – мұнай газын алу мақсатында
С4-С5 изоқұрылым көмірсутектерін мұнай химиялық синтез үшін және
автокөлік жанармайының жеңіл жоғары октанды компоненттерін алу
үшін іке асырылады.
2. Орта дистиляттардың гидрокрекингі (тікелей айдалатын және екінші
рет шығарылған), қайнау температурасы 200-3500С, жанармай және
реактивтік отын алу мақсатында іке асырылады.
3. Атмосфералық және вакуумдық газойлдардың гирокрекингі, кокстену
газойлдері, катализдік крекинг газойлдары – жанармайлар,
реактивтік және дизель отынын алу мақсатында іске асырылады.
4. Ауыр мұнай дистиляттарының гидрокрекингі - реактивтік және
дизель отындарын, жанармайларын, аз күкіртті қазандық отындарын
және катализдік крекинг үшін шикізат алу мақсатында іске
асырылады.
5. Жанармайдың октандық санын көтеру мақсатында елективтік
гидрокрекингілеу; реактивтік және дизель отынының суып қалу
температурасын төмендету мақсатында; майлы фракциялардың түсін,
тұрақтылығын жақсарту және суып қалу температурасын төмендету үшін
іске асырылады.
6. Гидродеароматтандыру.
Жанармай фракцияларының гидрокрекингі. Катализдік крекингтің және
жанармайдың крекингінің комбинацияланған процесі түзіліп, өнеркәсіптік
қолданыс тауып, ол біздің елде изоформинг деген аталым алды.
Бұл процесте шикізат – ауыр жанармайлық фракциялар – оларды риформинг
алдында гидротазартумен біріккен гидрокрекингке ұшыратады. Гидрокрекингтің
гетероорганикалық қосындылардан тазартылған өнімі - 20 %-ке дейін төмен
молекулярлық алкандарды құрамында сақтайды (изокомпонент) оларды
ректификация арқылы бөліп шығарады. Ректификациядан кейінгі қалдық,
бастапқы шикізатпен салыстырғанда, құрамында жеңілденген фракциондық
құрамды біріктіреді және арендердің, циклоалкандардың көтеріңкі құрамымен
сипатталады, яғни катализдік риформинг үшін ең жақсы шикізат болып
табылады.
Изокомпоненттің октандық саны, зерттеу әдісі бойынша – 86 пунктті
құрайды. Изокомпонентті риформингпен 3:7 қатысында араластыру арқылы АИ –
93 жанармайын алады.
Гидрокрекинг процесі катализаторларының құрамында гидрлеуші компонент
ретінде платина, кобальт немесе никель, вольфрам немесе молибден болады, ал
шикізатты деструкциялау және изомеризациялау үшін – алюмосиликат
енгізіледі.
Гидрокрекинг процесі шикізаттың қасиетіне және процестің мақсатына
қарай бір немесе екі сатыдан тұрады. Ауыр шикізаттар үшін гидрокрекингті
екі сатымен жүргіеді:
- Шикізаттың молекулалық массасын кеміту, оны сутегімен қанықтыру,
күкірттен, оттегіден және азоттан күкіртті сутек, су және аммиак
түрінде жартылай немесе толық тазалау;
- Қызмет мерзімі ұзақ стационарлық катализаторларда үлкен сутек қысымы
арқылы крекингілеу.
Гидрокрекинг кезінде мынадай өзгерістер болады:
1) Жоғары молекулалық қосындылардың ыдырауы, ыдырау процесінің
қанықпаған өнімдерін гидрлеу;
2) Циклді көмірсутектерді деалкилдеу;
3) Алкандар мен циклоалкандарды изомеризациялау;
4) Ароматты сақиналарды гидрлеу;
Күкіртті, оттекті және азотты қосындыларды гидрлеу.
Отын фракцияларын гидротазалау
Отын фракцияларын гидротазалау - өте көп тараған жоғары қуатты
мұнайды өндеудің гидрогенизациялық процесі. Технологиялық жүйені, процесс
параметрлерін және катализаторды таңдау шикізатты өңдеу түрімен (оның
фракциялық және топтық құрамымен), оның құрамындағы күкірттің, азоттың,
металдардың, асфальтендердің химиялық қосылыстар құрамымен, сонымен қабат,
алынатын - мұнай өнімдерінің сапасына қойылатын талғамдарға байланысты
анықталынады. Бензин фракцияларын гидротазалауды негізінен оларды келесі
каталитикалық риформинг процесінің шикізаты есебінде күкірт және азот
қосылыстарынан терең тазалау жөнінде қатал талап қойылатындықтан жүргізеді.
Бензиндерді гидротазалаудың қазіргі жетік процестері, әдеттегідей, СГ-бен
жылу ағымы жөнінен каталитикалық риформинг қондырғысымен құрастырылған
немесе құрастырма комплекстер құрамына кіреді (мысалы, КУ ЛК-6У). Оларды
одан әрі жетілдіру өндіріс қондырғыларының жұмысы жақсартуға шикізатты
берудің көлемдік жылдамдығын көтеру, қысымды төмендету және процесс
температурасын төмендету, СГ қайта айналу коэффициентін төмендету, аса
тиімді катализаторлар қолдану және оның пайдалану уақытын көбейту арқылы
жақсартуға барып тіреледі.
Риформинг блоктарында катализаторды үздіксіз регенерациялаумен жүретін
алдын ала гидротазалау қондырғысы жоғары активтікті катализаторда (S-12)
жоғары көлемдік жылдамдықтарда (6-8сағ-1) жұмыс істейді. Төменгі қысымда
жұмыс істейтін каталитикалық риформинг және гидротазалау қондырғылары
арасында жалпы және сыбағалы қысымды көтеру мен СГ қайта айналдыру үшін
сығушы компрессорлар орналастыру қажет. Тура айдалған, әсіресе екінші
процестердің бензиндері аузы тығыз жабылмаған ыдыста резервуарларда ауаның
құрамындағы оттегін ерітіп өзіне сіңіреді. Бензиндер онда еріген оттегімен
қоспалы жылу бергіштің ыстық бетіне түскенде олар оксиқышқыл және шайыр
түзіп тотығады. СГ ішінара қайта айналуы гидротазалау бөлімінде оның
құрамындағы күкіртті сутегін көбейтеді, ол SO2 дейін тотығып бензиннің
шамадан тыс тотыққан қосылыстарын жояды және жылубергіш аппараттарын және
пештердің шайырлануын болдырмайды.
Термодеструктивті процестердің бензиндерін (кокстеу, термиялық крекинг,
висбрекинг, пиролиздің) гидротазалауды октан саны төмен сипатты [ОС(МӘ) 55-
58], қанықпаған көмірсутектер мөлшері (40-60%) және күкіртті қосылыстары
жоғары [1%(мас.) дейін], олардың химиялық тұрақтылығын көтеру үшін немесе
келесі каталитикалық риформингтеуге дайындау мақсатында жүргізеді.
Өндірісте қайта пайдалану үшін екінші өңдеу процестерден шыққан
бензиндерді асылдандырудың мынадай тәсілдерін қолдануға болады:
- талғамды төмен температуралы гидрлеу;
- тура айдалған бензинмен 13 қатынасындай арнайы катализаторда қоспа
күйінде гидротазалау;
-тура айдалған дизель фракциясымен 13 қатынасындай (БашМӨҒЗИ ЖУМӨЗ
өндіріске өндірілген) қоспа күйінде гидротазалау;
- құрамында меркаптаны бар газкоонденсаттарды қосып, мысалы, Каспий
ойпаты (УМИ процесі, бұл олефиндердің тиолдармен тиилирования
реакцияларының жүруіне негізделген) гидротазалау;
- арнайы ингибиторлық полимерлеу қоспасын қосып (УМИ процесі)
гидротазалау;
- олефиндерді полимерлеу катализаторларында олигомеризациялы
асылдандыру (УМИ процесі);
- 43-102 типтес қондырғыларында вакуум-газойлімен бірге каталитикалық
крекингтеу (тритинг-процесс, ЖУМӨЗ) өндірілген;
- мынадай типтес катализаторларда каталитикалық крекингтеу (олар
пайдаланудан алынғаннан кейін және жаңа жабдықтаудан өткеннен кейін):
цеолиті барларда, алюмосиликаттыларда, IV және VII топ металдарымен
промоторланғандарда, күкіртті қосылыстардың гидрогенолизіне және октан
санының (МӘ) 72-78 пунктке дейін көтерілуіне ықпал жасайтын (М.Е. Левинтер
мәліметтері) және жоғары кремнеземді никель және молибден оксидтерімен
промоторланған цеолиттерде (ГрозҒЗИ).
Керосинді фракциялардың гидротазалауды негізінен жоғары сапалы реактив
отындарын құрамында гетероқосылыстар мөлшері аз немесе еріткіштер алу
максатында жүргізеді. Құрамындағы ароматикалық көмірсутегі шектелген,
реактив отынын, алғанда керосин фракциясын ароматикалық көмірсутектерінен
ажырату (деароматизациялау) процесін 2 сатыда жүргізеді: күкіртті
қосылыстармен улануға тұрақты арнайы қатал изаторларда гидротазалау және
гидрлеумен.
Реактив отындарын гидротазалауға Л-24-9РТ типтес арнайы қондырғыны
немесе құрастырма ЛК-6У қондырғысының құрамындағы гидротазалау бөлімін
пайдаланады.
3-кестеде дизель отындарын гидротазалаудың өндірістік қондырғыларының
техника-экомомикалық көрсеткіштері берілген.
Кесте – 3 Дизель отындарын гидротазалаудың өндірістік қондырғыларының
техника-экономикалық көрсеткіштері
Көрсеткіш Л-24-5 Л-24-6 Л-24-7 ЛК-бу ЛЧ-24-2000
ЛЧ-24-7 ҚҚ ГТ
бөлімі
Шикізатқа 900 900 1200 2000 2000
есептегендегі 1000-1200 200-1450 1500-1900 2000 2000
куаты, мың т жылына*
Реактордағы кысым, 3,0-3,6 2,8-3,7 2,8-4,0 5,2-5,5 5,0
МПа
Реактордағы 340-400 340-400 340-400 350-400 360-400
температура, 0С
СГ қайта айналуы, 250-300 250-300 200-350 350-500 250
м3м3 шикізатқа
Шикізатты беру көлем 2,2-2,5 3,0-5,0 3,0-5,0 4,3 4,5
жылдамдығы, caғ-1
Күкірт мөлшері, %:
шикізаттағы 0,6-1,2 0,6-1,6 0,6-1,6 0,6-1,6 0,8
өнімдегі 0,1-0,15 0,1-0,20 0,1-0,20 0,1-0,160,15
1т шикізатқа шығын:
бу, МПа - 4,20 6,06 3,15-4.51,19
электр энергиясы,МДж - 72,0 54,8 38,0 39,4
суытушы су, м3 - 8,4 8,00 0,47 1,27
катализатор, кг - 0,04 0,018 0,0086 0,0086
газ, м3 - 4,2 7,15 2,1-5,2 9,64
мазут, кг - 19,4 14,0 5,8-14,4-
Соңғы жылдары дизель фракцияларын гидротазалау процестеріне көп көңіл
бөлінуде, оның себебі бұл көліктің көп түрлерін жаппай дизельдендіруден,
күкіртті және жоғары күкіртті мұнайларды өңдеудің көлемінің өсуінен және
оларды өндеудің терендігін арттыру қажеттігінен туындайды, дизель
фракцияларының 80% астамы біздің елде гидроасылдандыруға түсіріледі, осының
нәтижесінде құрамында күкірт мөлшері 0,2-0,5% болатын дизель отынының
шығымы жалпы көлемге шаққанда 90% дейін жетеді.
Вакуум дистилляттарын гидротазалау.
Соңғы қайнау температурасы 500°С дейін вакуум газойлін каталитикалық
крекингтің шикізатын гидротазалау көп косымша шығын талап етпейді және олар
орта дистилляттарды гидрокүкіртсіздендіру сияқты жағдайда және кұрал-
жабдықтарда жүргізіледі. 4-5МПа қысымда, 360-400°С температурада және
шикізатты беру көлемдік жылдамдығы 1,0-1,5caғ1 күкіртсіздену дәрежесі 90%
жетеді, азот мөлшері 20-35% металдар - 80%, ароматикалық көмірсутектер -
10% кокстенуі - 70%-ға кемиді.
Соңғы қайнау температурасы 540-5800C вакуум дистилляттары құрамында
металорганикалық косылыстар көбірек (0,7-1,6106) шайырлар (4-6%) болады
және олардың кокстенуі 0,2-0,8% (мас.) жоғары. Шикізат құрамындағы
металдардың, азот және күкірт қосылыстарының әсерінен, кокс жииалуынан және
металдармен уланудан активтіктің және тұрақтылықтың төмендеуі байқалады.
Вакуум дистилляттарын гидротазалауды әуелі Г-168Ш катализаторларында
одан кейін U маркалы катализаторда күкіртсіздену дәрежесі 92% жүргізеді. МҒ
РОҒЗИ (бұрынгы ВНИИНП) Б және В маркалы күкіртсіздендіру дәрежесі 95%
(380°С, 5МПа, 2,2сағ-1) катализаторлар жасап шығарды.
Екінші кезектегі процестерден алынған ауыр дистилляттарды
гидротазалауды (кокстеудің, висбрекингтің) тура айдалған вакуум
дистилляттарымен бірге әдетте 30% дейін коспа түрінде жүргізеді.
1.3 Мұнай шикізаты және оның өнеркәсіпте қолданылуы
Мұнай - ең маңызды сұйық пайдалы қазба. Бірақ оны дұрыс пайдалана
білмесе, тіршілік атаулына зардабын тигізеді. Жыл сайын дүниежүзілік
мұхитқа 10 млн тоннадай мұнай өнімдері төгіледі. Жердің жасанды
серіктерінен түсірілген фотосуреттер, мұхиттар мен теңіздерде тікелей
жүргізілген бақылау нәтижелері мұхит бетінің шамамен 13 мұнай кілегейі
жапқанын көрсетеді. Бұл бүкіл әлем бойынша үлкен зардап келтіреді.
Мұнайдың түзілуін анықтау қазіргі ғылымның ең күрделі проблемасы
болып табылады. Мұнайдың анорганикалық түзілу теориясын алғашқылардың бірі
болып Менделеев 1877 жылы ұсынды. Оның жорамалы бойынша мұнай
көмірсутектері жер астында металл карбидтерінің сумен әрекеттесуінің
нәтижесінде түзіледі. Бірақ мұнай құрамындағы көптеген әр түрлі құрылымды
көмірсутектердің пайда болуына карбид теориясымен түсіндіру мүмкін емес.
Мұнайды жер қойнауынан алу үшін әр түрлі қашауларды пайдаланады.
Олар тісті конустардан тұрады. Жыныс бетінде қозғалғанда оларды майдалайды
және ұнтақтайды. Соңғы кездері алмазды қашауларды қолдана бастады. Жұмыс
кезінде қашау турбо бұрғы немесе электр бұрғысы арқылы үнемі қозғалып тұру
керек. Мұндай жағдайда қашаумен бірге жер астынан көп сатылы турбина немесе
электр қозғалтқышын түсіреді, олар қашауды іске қосады. Бұл өте жетік әдіс.
Жер астынан майда ұнтақталған жыныстарды оған бұрғылау құбырлары арқылы
сазды ерітінді жіберіп, ығыстырып шығарады. Бұл ерітіндінің бұрғылауда
маңызы өте зор.Оның көмегімен бұрғылау инструменттері салқындатылады, жер
беті цементтеледі.Бұл оның бұзылуынан сақтайды және судың, мұнайдың, газдың
құбырдан шығуын болдырмайды.Қазіргі кезде бұрғылау 6–7 км. тереңдікке шейін
жүргізіледі.Өнім қабатына жеткенде оған жоғары жағынан құбырлар шоғыры мен
ысырмамен және штуцериен жабдықталған құбырлар коллоннасын түсіреді,ол ашық
фонтан болдырмас үшін қажет.
Қазақстан әлемнің байырғы мұнай шығаратын елдерінің бірі болып
табылады, оның табиғи байлықтары орасан зор, атап айтқанда табиғи жанғыш
қазбалар қорлары: мұнай, газ және көмірге өте бай мемлекет. Қазақстанның
көмірсутек потенциалы мамандардың айтуына қарағанда ... 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