Мұнайдың сипаттамасы

Пән: Мұнай, Газ
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 29 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны

Кіріспе . . .

1 Әдеби шолу . . .

2 Мұнайдың сипаттамасы . . .

3 Материалдық тепе-теңдіктер. . . . .

4 Технологиялық есептеулер . . . . . .

5 Технологиялық схеманың жазбасы . . .

Қорытынды.

Пайдаланылған әдебиет тізімі . . .

Кіріспе

Мұнай өңдеу және мұнай өндірісінің негізгі міндеттерінің бірі - мұнайды қолдану тиімділігін арттыру, және оны ары қарай терең өңдеуді қамтамасыз етіп, белгілі қуатты реконструкция және интенсификация есебінен прогрессивті қалдықсыз өңдеу технологиясын, шығарылатын өнімнің көлемін көбейтіп, оның сапасын жоғарылату болып табылады.

Мұнай өңдеу өндірісіндегі технологиялық процестерде сапасы нашар мұнайдан мотор отындарының, майлағыш майлардың, майлағыштардың және басқа мұнай өнімдерінің ассортиментін кең көлемде шығымын жоғарылатуды қамтамасыздандыру қажет /1/.

Ең негізгі талаптардың бірі мұнайды рационалды пайдалану, яғни отындық дистилляттарды АҚ және АВҚ қондырғыларында айдау арқылы шығымын жоғарылату болып табылады. 350 ⁰ С-қа дейін қайнайтын ашық фракциялар және АҚ қондырғысындағы ашық мұнай өнімдерінің жиынтығы арасындағы потенциалдар айырмасы өңделуші мұнайдың сапасына, алынаын өнімдер ассортиментіне байланысты, және олардың қатынасы 5-7 % (масс. ) мұнай массасына құрайды /2/.

Мұнай өңдеу зауытында мұнайды алғашқы өңдеу қондырғылары үлкен роль атқарады. Газды бөлу, каталитикалық крекинг, кокстеу және т. б. тазалау процестерінің тиімділігі оның жұмыс істеу көрсеткіштеріне байланысты болады.

Еңбек өнімділігін арттыру, тауар өнімдерінің құнын төмендету, энергетикалық шығындарды, металдың меншікті шығынын, капиталдық салымдар және эксплуатациялық шығындарды қысқарту қондырғылардың техника-экономикалық көрсеткіштерін жақсартады.

Алғашқы айдау қондырғыларын жинақтау құрылысы үлкен экономикалық артықшылық болып саналады. Мұнай өңдеу зауытындағы процестерді жинақтау негізгі өндіріс аумағының шағын орналасуына, технологиялық және энергетикалық коммуникациялардың санын азайтуға, жалпы зауыттық шаруашылықтың көлемін қысқартуға, қызметшілер санын азайтуға мүмкіндік береді.

Мұнайды алғашқы өңдеу процестерін ары қарай жетілдіру үшін қондырғысының тиімділігі барынша жоғары және негізгі құрал-жабдықтарды автоматтандыру қажет /3/.

Мұнай өңдеу өнеркәсібінің дамуы, басқа сала өнеркәсіптері сияқты ғылыми-зерттеу және жобалау-конструкторлық жұмыстармен тығыз байланысты. Мұнайды зерттеудің негізгі мақсаты - өндірістік шикізат ретінде отындар, майлар, битумдар және басқа тауарлық өнімдер алу болып табылады.

1 Әдеби шолу

Мұнай өте күрделi парафиндер, нафтендер, ароматикалы және аралас көмірсутектердің бiр-бiрiнде еритiн, молекулалық массасы және қайнау температуралары әр түрлi қоспалардан тұрады. Оны бiрегей жеке компоненттерге бөлу мүмкiн емес және ондай бөлу мұнай өнiмдерiн өндiрiсте пайдалануда қажет емес те. lс жүзiнде мұнайды көмiрсутектерiнiң фракцияларына және топтарына бөледi де, олардың химиялық құрамын өзгерту мақсатында өңдейдi. Мұнайды өңдеу алғашқы (бiрiншi) және екiншi процестерге бөледi. Алғашқы процестерiне мұнайды, қайнау шектерiмен бiр бiрiнен айырмашылығы болатын, фракцияларға бөлудi, ал екiншiге- термиялық пен термокаталитикалық өңдеу процестерiн, тағы да мұнай өнiмдерiн тазалауды жатқызады.

Мұнайды алғашқы өңдеудегi негiзгi алғашқы немесе тура айдау болып саналады, оны дитилляция мен ректификация қолданып жүргiзедi.

Дистилляция. Дистилляция немесе айдау деп сұйықтықтардың өзара еритін қоспасын фракцияға, бiр бiрiнен және бастапқы қоспадан да қайнау температурасымен айырмашылығы болатын, бөлу процесiн айтады. Айдау процесiне қоспа қайнағанға дейiн қыздырылады, осының нәтижесiнде ол аздап буланады. Пайда болған бу бөлiнiп конденсацияланады. Айдау арқылы құрамы жағынан бастапқы қоспадан айырмашылығы бар, дистиллят және қалдық алады. Айдауды бiр қабат, көп рет немесе бiртiндеп буландырумен жѕргiзедi.

Үздiксiз жұмыс iстейтiн қондырғыларды өндiрiстiк процестердiн негiзiн мұнайды бiр қабат және көп рет буландыру құрайды. Бiр қабат буландыру мен айдауды мұнайды белгiлi температураға дейiн қыздырады да, бу фазасына өткен барлық фракцияны сұйық фазада бiр рет сеператорда бөледi.

Фазаны бөлу процесiн көп рет жүргiзуде бiр қабат буландыруды бiрнеше рет қайталайды. Мысалы, мұнайды көп рет буландыруды, ал алғашқысын одан жеңiл бензин фракциясын алатындай температураға дейiн қыздырады да, оны сұйық фазадан бөлiп алады. Екiншi сатысында, қалған сұйық фазаны жоғарылау температурада, мысалы, 350 ⁰ С қыздырып, одан ауыр бензин, реактив және дизель отындарын бөледi. Мұның қалдығын гудрон дейдi. Яғни мұнайды бiртiндеп көп рет қыздырып, буландырып, әр кезде бу фазасын сұйықтан айырады. Түзiлген бу және сұйық фазаларды колонналарда ректификациялайды. Сонымен мұнайды өндiрiстiк процестерi бiр рет пен көп рет буландыруымен айдаудың жалғасуына және бу мен сұйық фазаны одан әрi ректификациялауға негiзделген.

Бiртiндеп буландыруда қыздырудың нәтижесiнде түзiлген бу айдау аппараттынан үздiксiз шығарылып отырады. Бiртiндеп буландыруды мұнайды лабораторияда колбадан, кубтан айдау тәжiрибесiнде қолданылады, ал өндiрiсте мұнайды ертеректе куб қондырғыларында қолданып келсе, қазiр оларды пайдаланбайды.

Бiр рет буландыру процесiнiң бiртiндеп буландырудан артықшылықтары бар. Бiр рет буландыруда төменгi қайнаушы фракциялар буға айналып, аппарат iшiнде қалады да, жоғары қайнаушы фракциялардың сыбағалы қысымын төмендетедi. Бұл айдауды салыстырмалы төмен температурада жүргiзуге мүмкiндiк бередi.

Бiртiндеп буландыруда керiсiнше жеңiл фракцияларды алдымен бөлiп алады, ал ауырларын соңынан бөледi. Сондықтан буға айналған және аппараттан бөлiнген жеңiл фракциялар ауыр фракциялардың қайнау температурасына әсер етпейдi. Жеңiл фракциялардың әсерi арқасында бiр рет буландыруды пайдалана отырып, бiртiндеп буландыруға қарағанда, айдалатын шикi заттың температурасын 50-100 ⁰ С төмендетуге болады. Қазiр мұнайды айдау қондырғыларында бiр рет буландыруды көп пайдаланады.

Мұнай құрамында атмосфералық қысымда 400-500 ⁰ С және одан да жоғары температура аралығында қайнайтұғын көмiрсутектердiң болтындығы, бұл көмiрсутектердiң термиялық тұрақтылығы тек 380-400 ⁰ С дейiн -ақ сақталатыны белгiлi. Одан жоғары температурада олардың ыдырау процесi көмiрсутектердiң крекингi басталады, тағы да мұнайдың жоғары қайнаушы көмiрсутектерiнiң термиялық жағынан көп төмендiгi белгiлi. Көмiрсутектердiң ыдырауын болдырмау үшiн олардың қайнау температурасын төмендету қажет. Оған мұнайды вакуумда айдау арқылы жетедi. 450-500 ⁰ С температура аралығында атмосфералық қысымда қайнайтұғын мұнай фракцияларын вакуумда (қалдық қысым 3-5кПа ) 200-250 ⁰ С айдап бөлуге болады. Мұнай өңдеу тәжiрибесiнде қайнау температураны төмендету үшiн су буын да пайдаланады, мұнда оның әсерiмен көмiрсутектердiң сыбағалы қысымы төмендейдi.

Сонымен мұнайды бiр рет буландырумен айдауда түзiлген бу фазасы сұйық фазамен тепе-теңдiкте болады және оларды белгiлi бiр температурада бөледi. Мұнда бу фазасымен сұйық фазасының температурасы бiрдей болады. Бiр рет айдаудағы мұнайдың фракцияға дәл бөлiнуi көп рет және бiртiндеп буландыруға қарағанда көп төмен.

Көп рет буландыру екi немесе одан да көп мұнайдың фазалық қалпын өзгертудiң бiр рет процестерiнен тұрады, яғни бiр реттiк буландырудан. Әрбiр осындай процестерде түзiлген бу сұйық қалдықтардан бөлiнедi, соңғы одан әрi қыздырылады да, түзiлген булар тағы да сұйық фазадан бөлiнедi; сөйтiп мұнай белгiлi бiр санды қыздырылады.

Ректификациялау . Бiр-бiрнде жақсы еритiн сұйықтарды бiр рет буландыруда және буларды одан кейiн конденсациялағанда, құрамында төмен температурада қайнайтұғын фракциялары көп жеңiл және шикi затқа қарағанда құрамында тез қайнайтұғын фракциялары аз, ауыр екi фракция алады. Сондықтан, айдау процесiнде бiр фаза төмен қайнаушы компоненттермен байиды. Бiрақ мұнайдың компоненттердің қажеттi бөлiнуiне жету және айдау көмегiмен белгiлi бiр температура аралығында қайнайтұғын түпкiлiктi өнiм алу мүмкiн емес. Сондықтан мұнай фракцияларын бiр рет буландырудан кейiн ректификациялайды.

Ректификациялау деп қайнау температурасы бiр-бiрiмен айырмашылығы бар сұйықтардың, булар мен сұйықтардың қарама-қарсы қайта-қайта жанасуының нәтижесiнде, бөлiнуiнiң диффузиялық процесiн атайды.

Булар мен сұйықтардың жанасуы тiк цилиндр тәрiздi құралдарда-арнайы жабдықтармен жарақталған ректификациялаушы табақшалары немесе отырғыштары бар, колонна бойымен жоғары көтерiлушi бу мен төмен ағушы сұйықтар арасында өте тығыз жанасуды қамтамсыз ететiн - ректификациялық колонналарда iске асырылады (3 сур) .

Колоннаның орта бөлiгiнде бу, сұйық немесе бу мен сұйық қоспасы күйiнде шикi затты бередi, оны жоғары және төмен қайнаушы өнiмге бөлу қажет. Шикi затты беретiн аймақты эвапарациялық аймақ дейдi, себебi онда эвапарация пеште немесе жылу алмастырғышта қыздырылған қоспаның бу және сұйық фазаларға бiр рет буландыруы жүредi. Кейбiр жағдайларда эвапарациялық колоннадан бөлек болады да эвапарация өз алдына тұрған аппаратта жүргiзiледi. Бiрақ көпшiлiк колонналарда, сонымен қатар, алғашқы айдау қондырғыларында да, бiр рет буландыруды және ректификациялауды бiрге жүргiзедi.

Iстеп тұрған ректификациялау колоннасында әрбiр табақшадан төрт ағым өтедi: 1) жоғары табақшадан құйылатын сұйық-флегма; 2) төменгi табақшадан көтерiлетiн бу; 3) төменгi табақшаға түсетiн сұйық-флегма; 4) жоғары табақшаға көтерiлетiн бу.

Табақшаға түсетiн бу мен сұйықтық тепе-теңдiк жағдайда болмайды, бiрақ жанасу жағдайында осы қалыпқа жетуге тырысады. Жоғарғы табақшадан сұйық ағым жоғары температура аумағында түскендiктен, одан кейбiр төмен температурада қайнаушы компонет буға айналады, осының нәтижесiнде сұйықтықта оның концентрациясы азаяды. Екiншi жағынан төменгi табақшадан көтерiлетiн бу ағымы температурасы төмендеу аумаққа түскендiктен, одан жоғары қайнаушы өнiмнiң бөлiгi осы аумақта конденсацияланып сұйылады. Сонымен жоғары қайнаушы компоненттiң булардағы концентрациясы төмендейдi, ал төмен қайнайтындар көтерiледі. Булар мен сұйықтықтың фракциялық құрамы колоннаның жоғары бойы бойынша үздiксiз өзгередi.

Ректификациялау колоннасының шикi затты беретiн орнына жоғары жағын концентрациялау, ал төменгi-айдау бөлiгi деп атайды. Колоннаның екi бөлiгiнде де бiрдей ректификациялау процесi жүредi. Концентрациялау бөлiмiнiң жоғарғы жағынан бу фазасында қажеттi тазалықтағы мақсатты өнiм-қалдық алынады.

Ректификациялау колоннасыны шикi затты беретiн орнына жоғары жағын концентрациялау, ал төменгi-айдау бөлiгi деп атайды. Колоннаның екi бөлiгiнде де бiрдей ректификациялау процесi жүредi. Концентрациялау бөлiмiнiң жоғарғы жағынан бу фазасында қажеттi тазалықтағы мақсатты өнiм-қалдық алынады.

Колоннада ректификациялау процесiн жүргiзу үшiн булар жоғарылаушы ағымын және сұйықтықтың төмендеушi ағымын iске асыру қажет. Жоғарылаушы ағым колоннаның айдау бөлiгiне жылу беру арқылы, екiншi- концентрациялау бөлiгiне берiлетiн ағының көмегiмен жасалынады.

Ректификациялау колонналары жай (толық және толық емес) және күрделi болып бөлiнедi. 3 сур. Жай колоннаның толық жүйесi, концентрациялау мен айдау бөлiктерiнен тұратын және өнiмдердi екi жерден-жоғарғы мен төменнен шығартын, көрсетiлген. Жоғары және төмен температураларда қайнайтұғын ректификациялау колонасы- концентрациялаушы мен айдаушы бөлiктерi бар, пайдаланады. Концентрациялаушы колонаға шикi заттағы бу фазасы күйiнде төменгi табақшаның астына, ал айдаушы бөлiгiне жоғарғы табақшаға сұйық фаза ретiнде берiледi.

Егер көп компоненттi қоспаны бiрнеше жеке компоненттерге немесе фракцияларға, бiр бiрiнен қайнау температураларының шегiмен айрмашылық көрсететiн, бөлу қажет болған жағдайда, көп колоналы жүйенi қолданады, n компоненттер n-1 жай колонналар қажет. Көп колонналы ректификациялау жүйесi бензиндi екiншi ректификациялау, газды фракцияға бөлу қондырғыларында және т. б. қолданылады.

Егер өнiмдердiң тазалығына қойылытын талап аса жоғары болмаған жағдайда, күрделi колонналарды қолданады. Күрделi колонна- ол бөлiнушi затты колоннаның бойымен бiр неше жерден беретiн немесе өнiмдердi бүйiрден алатын аппарат. Күрделi колоннаны бiр неше жай колоннаның құрамасы деп қарауға болады. Аппараттың конструкциясын қарапайымдау мақсатында, оның бiреуiне колоннаның концентрациялаушы бөлiгiн жинайды, ал айдаушы бөлiгiн (төменгi колоннаның айдаушы бөлiгiнен бөлек) өз алдына секция етiп бөледi.

Дайын өнiмдер айдаушы секциялардың төменгi жағынан алынады, ал айдалған жеңiл фракциялар негiгi колоннаға жiберiледi, оның жоғарғы жағынан жеңiл дистиллят шығады.

Құбырлы қондырғылардың ректификациялау колонналарындағы қысымға байланысты, атмосфералы (АҚ), вакуумды (ВҚ) және атмосфералы- вакуумды (АВҚ) болып бөлiнедi. Булану дәрежесiнiң санына қарап, құбырлы қондырғыларды бiр, екi, үш және төрт рет буланушы деп бөледi. Бiр рет буландыру мен айдау қондырғыларында мұнайдан бiр ректификациялаушы колоннада атмосфералық қысымда барлық дистилляттарды- бензиннен бастап тұтқыр цилиндр майына дейiн алады.

Екi рет буландыру қондырғыларында гудронға дейiн айдауды екi сатыда жүргiзедi: әуелi мұнайды атмосфералық қысымда мазутқа, одан кейiн оны вакуумда гудронға дейiн айдайды. Бұл процестердi екi ректификациялаушы колонналарда iске асырады; оның бiрiншiсiнде атмосфералық қысым, екiншiсiнде- вакуум ұсталынады. Мұнайларды мазутқа дейiн буландыруда атмосфералық қысымда екi ректификациялаушы колонналарда жүргiзуге болады: бiрiншiнде тек бензиндi ғана алады және бензинсiзденген мұнай айдаудың қалдығы болады; екiншi колоннада бензинсiзденген мұнай жоғарлау температурада мазутқа дейiн алады. Мұндай екi колонналы қондырғылар атмосфералы құбырлы (АҚ) тобына жатады.

Үш рет буландыру қондырғыларында мұнайды айдауды үш колоннада жүргiзедi: екi атмосфералық және бiр вакуум колоннасында. Мұнайды үш рет буландыру қондырғысының басқа түрi болып бiр атмосфералық және екi вакуумды колонналардан тұратын АВҚ саналады. Екiншi вакуум колоннасы гудронды буландыра түсуге арналған, онда негiзгi вакуум колоннасына қарағанда, тереңдеу вакуум ұсталынады.

Төрт рет буландыру қондырғысы, АВҚ-ны» бастапқы бөлiгiнде бензинсiздендiрушi атмосфералық колоннасынан және соңғы бөлiгiнде гудрон үшiн буландыра түсетiн вакуум колннасынан тұрады.

Қазiргi кезде мұнайды алғашқы айдауды атмосфералық қысымда iстейтұғын құбырлы қондырғыларда (АҚ) жүргiзiп, одан мөлдiр өнiмдер- бензин, керосин, дизель, (газойль) фракцияларын алады. Мұнай айдаудың қалдығын (өнiмнiң бастапқы қайнау температурасы 300-360 ⁰ С) мазут дейдi. Егер зауытта қазан отынын көп алу қажет болған жағдайда, онда айдаушы атмосфералық қысымда жүргiзумен шектейдi. Мұнай шикi заты жеткiлiксiз жағдайда, мұндай өңдеу бағыты тиiмсiз болып саналады.

Мөлдiр мұнай өнiмдерiнiң мөлшерiн, оның мұнайдың бастапқы құрамындағыдан көп өндiру үшiн, мазутты әртүрлi термиялық және каталитикалық процестердi қолданып, терең химиялық өңдеуге салады. Мазутты терең өңдеудiң көп қолданылып жүрген жүйесi бойынша, оны дистиллятты фракцияларға және бастапқы қайнау температурасы 490-520 ⁰ С жоғары тұтқырлы қалдыққа- гудронға алдын ала бөлу көзделедi. Мұндай бөлудi вакуумды құбырлы қондырғыларда (ВҚ), 5-8 кПа қалдық қысымда жүргiзедi. Алынған дистиллятты фракциялар және гудрон дара ағым күйiнде одан арғы өңеуге жiберiледi.

Гудронға дейiн айдауды, егер зауытта мұнай майларын, коксты битумды өндiру қажет болған жағдайда жүргiзедi.

Көпшiлiк зауыттарда мұнайды атмосфералық және мазутты вакуумдық айдауды бiр құрастырма қондырғыда атмосфера вакуумды құбырлы (АВҚ) қондырғыларда жүргiзедi.

Алғашқы айдау өнiмдерi. Мұнайды атмосфералық қысымда алғашқы айдау нәтижесiнде мынадай өнiмдер алады:

Негiзiнен пропан мен бутаннан тұратын сұйытылған көмiрсутектi газ (тұрақтандырушы басқы фракция) . өнiм мөлшерi мұнайдың кен орнындағы қондырғыларда қаншалықты терең тұрақталғанына байланысты болады. Бұл өнiмдi күкiрттi қосылыстардан тазартылған соң, шаруашылықта отын, газдарды бөлу қондырғыларына, шикi зат есебiнде пайдаланады.

Бензин фракциясы. 30-180 ⁰ С аралығында айдалады. Каталитикалық риформинг қондырғыларында шикi зат есебiнде қолданады, кейбiр кездерде автобензин компонентi есебiнде де пайдаланады.

Керосин фракциясы. 120-315 ⁰ С аралығында айдалады. Ауа реактивтi қозғалтєыштарында, жарық алуда, тракторлардың карбюратор қозғалтқаштарында отын есебiнде пайдаланады. Гидротазалау, сiлтiмен әрекеттеу немесе меркаптансыздандыру қондырғыларында күкiрттi қосылыстардан бөлу және пайдалану сапасын жақсарту мақсатында қосымша әрекеттерден өтедi.

Дизель фракциясы. 180-350 ⁰ С аралығында алады. Бұрын дизель фракциясын атмосфералық газойль, соляр майы деп атап келдi. Бұл фракцияны автомобильдерде, тракторларда, тепловоздарда, теңiз және өзен кемелерiнде орналасқан дизель қозғалтқыштарының отын есебiнде пайдаланады. Қажет болған жағдайда, оны гидрогенизация әдiспен күкiрттен тазалайды.

Мазут. Бұл мұнайды атмосфералық айдаудың қалдығы. Қазан отыны есебiнде пайдаланады, кейбiр кездерде термиялық крекинг қондырғысының шикi заты бола алады.

Мазутты вакуумда айдаудан алынатын өнiмдер ассортиментi, мұнайды өңдеу вариантына байланаысты. Мазутты өңдеудiң екi жүйесi бар: май және отын алу.

Май алу жүйесiнде мазутты өңдеуден 2-3 дистиллятты фракциялар алады, оның әр єайсысын одан әрi тазалаудан өткiзедi; тазаланған өнiмдердi әр түрлi қатнастарда араластырып, базалық майлардың қажеттi сорттарын дайындайды.

Отын алу жүйесi бойынша, әдетте бiр фракцияны, 350-500 ⁰ С аралығында қайнайтұғын бөледi, оны каталитикалық крекинг немесе гидрокрекинг процестерiнде шикi зат есебiнде пайдаланады. Бұл фракцияны кейбiр кезде вакуум газойлi деп те атайды.

Гудрон-мазутты вакуумда айдаудан қалған қалдық; термиялық крекинг, висбрекинг, кокстеу, битум және майлар өндiру қондырғылырында пайдаланады.

Атмосфералық құбырлы қондырғылар, олардың технологиялық жүйесiне қарап, мұнайды бiр рет және екi рет буландыру қондырғыларына бөлiнедi / 2-6 /.

2 Мұнайдың сипаттамасы

1 кесте - Бастапқы шикізаттардың, материалдардың, реагенттердің, катализаторлардың, жартылай фабрикаттардың және дайындалатын өнімнің сипаттамасы /1-7/

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.