Мұнай және мұнай өнімдерінің химиялық, физикалық қасиеттерін анықтау.

Пән: Мұнай, Газ
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 55 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны

Кіріспе

Кіріспе: 1 Негізгі бөлім

6: 8

Кіріспе: 1. 1 Мұнай туралы жалпы мағлұмат

6: 8

Кіріспе: 1. 2 Мұнай және мұнай өнімдері

6: 13

Кіріспе: 1. 3 Мұнайдың физика-химиялық қасиеттері

6: 19

Кіріспе: 1. 4 Ұлттық сараптау туралы жалпы мәліметі

6: 30

Кіріспе: 1. 5 Бастапқы шикізат туралы мәлімет

6: 32

Кіріспе: 2 Технологиялық бөлім

6: 39

Кіріспе: 2. 1 Мұнай өнімдерінің физика-химиялық қасиеттерін анықтау

6: 39

Кіріспе: 2. 2 Мұнай өңдеу физика-химиялық қасиеттерін анықтауда қолданылатын құрылғылар мен аппараттар

6: 41

Кіріспе: 3 Есептеу бөлімі

6: 48

Кіріспе: 4 Еңбек және қоршаған ортаны қорғау

6: 53

Кіріспе: 5 Экономикалық бөлім

6: 57

Кіріспе: Қорытынды

6: 60

Кіріспе: Қолданылған әдебиеттер тізімі

6: 61

Кіріспе

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. Мұнайдың суға төгілуі көбінесе теңіздің таяз жеріндегі мұнай таситын кемелер апатқа ұшырағанда жиі кездесетін жағдай. Сонымен бірге теңізге құятын ластанған өзендер де өз үлесін қосады [2] .

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.

Мұнай түзілу өте күрделі көп сатылы және көп уақыт жүретін химиялық

процесс. Жер шарында барлығы 10 мың мұнай және газ кен орындары бар. Оның ішінде 1500 мұнай және 400-ден астам газ кен орындары біздің елде ашылған. Мұнайды өндіру басқа жанғыш қазбаларға қарағанда жеңіл. Оны тасымалдау құбырмен іске асырылады және оны қарапайым өңдеп өте көп әр түрлі бағытта пайдаланатын өнімдер алады. Кез келген мемлекет экономикасы мұнайға көбірек байланысты [4] .

Дипломдық жұмыстың мақсаты: 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.

Жұмыстың міндеттері: біріншіден, мұнай өнімдерінің сапасына оның алу технологиясының, бастапқы шикізаттың, айдау әдісін дұрыс таңдаудың, мұнайдың құрамындағы қажетсіз және зиянды компоненттерді бөлуде тазалау әдісінің әсерін қарастыру. Екіншіден, мұнай өнімдерінің сапасын МЕМСТ бойынша анықталынатын негізгі физикa-химиялық көрсеткіштерді анықтау арқылы баға беру.

1 Негізгі бөлім

1. 1 Мұнай туралы жалпы мағлұмат

Мұнай - құрамында газ тәрізді және қатты заттар еріген табиғи дисперсті сұйық көмірсутектер жүйесі. Мұнайда көмірсутектермен қатар, құрамында көміртек пен сутегіден басқа азот, күкірт, оттегі және басқа да элементтер бар гетероорганикалық гетероатомды қосылыстар кездеседі.

Басқаша сөзбен айтқанда, мұнай - бұл газ тәрізді, сұйық жән қатты көмірсутекті қосылыстардың кең кешенін білдіреді.

«Табиғи мұнайдың» шығу тегін зерттеушілер алдында тұрған басты қиындық, оның түзілуі туралы тура және сенімді мәліметтердің жетіспеуі - онда бастапқы органикалық ұлпалардың болмауы. Зерттеуші әртүрлі болжамға апаратын болжамдар мен жанама фактілерге ғана сүйенеді. Көптеген геологтар тірі материядан мұнайдың түзілгендігі туралы гипотезаны қолдайды. Мұнайдың бейорганикалық түзілу гипотезасын қорғайтын геологиялық және химиялық сипаттағы анық ұғымдарды келтіруге болады [1] .

Заманауи ғылымда мұнайдың шығуы туралы екі негізгі гипотезалар бар. Әрқайсысын жеке қарастырайық.

Биогенді (органикалық) теория мәні мынада. Барлық жанғыш көміртекті қазбалар (мұнай, газ, көмір, жанғыш тақта тастар) генетикалық туыс түзілімдер болып табылады. Олардың барлығы әртүрлі геологиялық сатыларда Жерде өмір сүрген тірі организмдердің шірік қалдықтарынан пайда болды. Мұнайдың түзілу көзі суаттар түбі мен су қабатында өсетін тікелей төмен сатылы өсімдіктердің (планктон, балдырлар және т. б. ) органикалық қалдықтары болып табылады. Суаттарды қоршаған ортаның әсерінен өлген организмдер ыдырайды. Нәтижесінде мұнайда бастапқы өсімдік материалынан мұраға қалған және одан әрі оның түрлену барысында алынатын қосылыстар болады.

Алғаш рет мұнайдың органикалық шығу тегі туралы гипотезаны М. В. Ломоносов 1763ж айтқан. М. В. Ломоносовтың пікірінше, «мұнай тасты көмірлерге жер асты оттарының әсер етуінен» түзілді, нәтижесінде асфальттар, мұнайлар және «тасты майлар» пайда болды.

Кейіннен осы гипотезаны растайтын көптеген тәжірибелік жұмыстар жүргізілді. 1932 жылы И. М. Губкин мұнайдың биогендік шығу тегі туралы теорияны толық баяндағандай болды. Мұнайдың түзілуі үшін бастапқы зат ретінде сапропелді қарастырды. Сапропель - бұл тікелей төмен сатылы балдырлар мен суаттар микроорганизмдерінің шіріген қалдықтарынан тұратын органикалық тұнбалар (қайырлар) . Органикалық қалдықтарға бай жер қабатына сапропелді қабат шөккен сайын ондағы қысым мен температура артады. Термокаталитикалық процестер нәтижесінде органикалық зат мұнайға айналады.

Биогенді теориямен қатар, мұнайдың шығуының абиогенді (бейорганикалық) теориясы дамыды.

Мұнайдың абиогенді шығу тегі туралы теорияны Д. И. Менделеев 1977ж айтты. Осы теория негізіне металдардың балқыған карбидтерінің сумен әрекеттесіп көмірсутектердің түзілу мүмкіндігі жатыр:

Өкінішке орай, бұл теория бір кен орнында мұнай құрамының алуан түрлі болуын, сондай-ақ мұнайды құрамында тірі организмдер қалдықтары бар шөгінді жыныстардар табатындығын түсіндіре алмады.

1892 жылы В. Д. Соколов мұнайдың бейорганикалық шығу тегінің «космостық» теориясын ұсынды. Осы гипотезаға сәйкес мұнай Жер мен Күн жүйесінің басқа да планеталары түзілу сатысында космостық материяның басқа түрлерімен Жерге түсуі мүмкін космостың біріншілік көмірсутектері-нен түзіледі. Бұған да негіз бар, өйткені кометалар көмірсутекті газдар мен көміртек атомының бар екендігі анықталған, ал сутегі болса космоста кең тараған.

1960 жылы Н. А. Кудрявцев мұнайдың шығу тегінің «магматикалық» гипотезасын ұсынды. Бұл гипотезаға сәйкес мұнай магмада азғана мөлшерде түзіледі, ал сосын кеуек құмдақты толтыра отырып сызаттар мен жыраттар арқылы жоғары көтеріледі. Бұл процестер қазір де жалғасуда.

Мұнайдың шығуының жаңа теориясының зор тәжірибелік маңызы бар. Ол мұнайшы-геологтарды мұнайдың түзілу жағдайларын анықтау әдісімен таныстырады. Мұнай қалай пайда болатынын білетін кен барлаушылары оны іздеу орындарын тез анықтайды. Геологиялық жағдайларға байланысты мұнайдың болатын жерлерін және оның мүмкін орын ауыстыру жолдарын анықтауға болады. Мұнай сонымен қатар дәрi ретiнде де қолданылған. Ежелгi египеттiктер асфальтты (қышқылданған мұнайды) өлi денелердi бальзамдауға пайдаланған. Мұнайлық битумдар құрылыстық ертiндiлердi жасауға қолданылған. Мұнай «гректiк от» құрамына енген. Орта ғасырда мұнай Таяу Шығыста, Оңтүстiк Италияда қалаларды жарықтандыруға қолданылған. 19 ғасырдың басында Ресейде, орта кезiнде Америкада мұнайды айдау жолымен керосин алынған. Ол шамдарда қолданылды. 19 ғасырдың орта кезiне дейiн мұнай өзiнiң жерге жақын жатқан жерiнен терең құдық қазу арқылы аз көлемде алынып отырды.

Мұнай - көмірсутектер қоспасы болып табылатын, 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.

Негізінен алғанда көмірсутектерінен (85 % -ға дейін) тұратын бұл заттар дербес үйірімдер шоғыры түрінде жекеленеді: метанды, нафтенді және ароматты (хош иісті) тізбектер. Оның құрамында оттегі, азот, күкірт, асфальтты шайыр қосындылары да кездеседі.

Мұнайдың түсі қызғылт, қоңыр қошқыл, кейде ол ашық сарғыш түсті, ақшыл болып та келеді. Мысалы, Әзірбайжанның Сурахана алқабында ақшыл түсті мұнай өндіріледі. Мұнай судан жеңіл, оның меншікті салмағы 0, 65-0, 95 г/см ³ . Мұнай өз бойынан электр тогын өткізбейді. Сондықтан ол электроникада изолятор (айырушы) ретінде қолданылады. Осы кезеңде мұнай құрамынан екі мыңнан астам халық шаруашылығына керекті заттар алынып отыр: бензин, керосин, лигроин, парафин, көптеген иіссу түрлері, кремдер, парфюмериялық жұмсақ майлар, дәрі-дәрмектер, пластмасса, машина дөңгелектері тағы басқа. Ол қуатты әрі арзан отын - бір тонна мұнай үш тонна көмірдің, 1, 3 тонна антрациттың, 3, 3 тонна шымтезектің қызуына тең [2] .

Қазір "Қара алтын" деп бағаланатын мұнайдың өзіндік мол тарихы бар. 1539 жылы ол тұңғыш рет Америка құрлығынан Еуропаға тасылатын тауарлардың тізіміне кіріпті. Сол жылы Венесуэладан Испанияға жөнелтілген мұнай тасымалының алғашқы легі бірнеше темір құтыға ғана құйылған жүк екен. Ол кезде дәрігерлер оны тек артрит ауруын емдеуге ғана пайдаланатын болған.

Сурет 1. Қазақстанның мұнай өндірісі

Қазақстан дүние жүзінде барланған мұнай қорының көлемі бойынша 13-орында. Республикада 200-ден астам мұнай және газ кенорындары, 14 ірі кенорындары, 3 мұнай өңдеу зауыттары мен 3 газ өңдеу зауыттары бар.

Сарапшылардың мәліметтеріне сәйкес Қазақстандағы мұнай мен газдың жалпы қоры 23 млрд. тонна, оның 13 млрд. тоннасы Каспий теңізінің астында жиналған.

Басқа мұнай кенорындары: Кенбай, Жаңажол, Жетібай, Қаламқас, Қаражанбас, Өзен, Кұмкөл.

Каспий теңізіндегі мұнай қорын ескермегендегі Қазақстанның дәлелденген мұнай қоры 26 млрд. баррель (3, 6 млрд. тонна), газ қоры 1, 9 трлн. м ³ .

Теңіз кенорынындағы өндіруге болатын мұнай қорының көлемі 1 млрд. тонн (7, 3 млрд. барр. ) астам. Қарашығанақ мұнай-газконденсат кенорынындағы өндіруге болатын мұнайдың қоры шамамен 700 млн. тонн (5, 1 млрд. барр. ), ал газконденсат қоры 1, 3 трлн. м ³ .

Каспий теңізінің Қазақстанның үлесіне тиісті секторындағы көмірсутектердің жорамалды қоры 13 млрд. тоннаға (100 млрд барр. ) тең деп саналуда. Бұл дүние жүзіндегі дәлелденген мұнай қорының 2 - 3 % мөлшерін құрайды. Солтүстік Каспийдегі Қашан кенорынындағы мұнайдың жорамалды қоры 2, 7 млрд. тоннаға (20 млрд. барр. ) тең.

Жердің шөгінді қабатында таралған, жанғыш майлы сұйықтық; маңызды пайдалы қазынды. Мұнай 1. 2-2, 0 км-ден астам тереңдікте газ тәрізді көмірсутектермен бірге түзіледі. Түсі ашық-қоңырдан қою қоңырға, қараға дейін өзгереді, тығыздығы 0, 65-1. 05 грамм/см3 аралығында. Мұнай жеңіл (тығыздығы 0. 83г/см3-ке дейін), орташа(0, 831-0, 860 г/см3), ауыр (0, 860г/см3-тен жоғары) болып бөлінеді. 28С градустан жоғары температурада қайнайды, қату температурасы 26-дан-60'С-қа дейін, меншікті жылу сыйымдылығы 1, 7-2, 1 кДж/(кг*К), меншікті жану жылуы 43, 7-46, 2 МДж/кг, диэл. өтімділігі2-2, 5; Электр өткізгіштігі 2*10*10(дәрежесі) -0, 3*10*-18(дәрежесі) Ом-1*см-1(дәрежесі), тұтану температурасы 35-120*С, органикалық еріткіштерде ериді, суда ерімейді. Мұнай-көмірсутектердің күрделі (негізінен парафинді және нафтенді, аз дәрежеде-ароматты) қоспасы. Әр түрлі кен орындарында мұнайдың көмірсутектік құрамы түрліше өзгеріп отырады. Негізгі қоспалары (4-5%) :нафтен қышқылдары, асфальтты-шайырлы заттар, меркаптандар, моно-және дисульфидтер, тиофендер және тиофандар, күкіртсутек, пиридин және пиперидин гомоглогтар, т. б. Элементтік құрамы: С 82, 5-87%; H 11. 5-14. 5%; O 0. 05-0. 35%; S 0. 001-5. 5%; N 0. 02-1. 5%. Өнеркәсіптік зерттеулерде негізінен мұнайдың тығыздылығын, оның фракциялы құрамын, тұтқырлығын, құрамындағы күкірт, шайыр асфальтен, парафиндердің мөлшерін және олардың балқу температураларын анықтайды. Құрамындағы күкіртке байланысты аз күкіртті, күкіртті, жоғары күкіртті болып үш топқа бөлінеді. Әдетте мұнай құрамындағы азот пен оттек 10%-дан аспайды, тек кейбір жағдайларда 1, 8 және 1, 2%-ға азаяды. Мұнайдың негізгі пайда болу көзі - құрамындағы сутектің мөлшері жоғары болатын планктон, сапропельді органикалық зат және өсімдік қалдықтарынан түзілетін гумосты зат. Мұнайда 20-дан астам әр түрлі элемент (V, Ni, Ca, Mg, Fe, Al, Si, Na, т. б) бар. Мұнай түзуші жыныстар - саз балшықтар, олар мезокатагенез белдемесіне жеткенде мұнай түзілетін басты фактор - органикалық заттар 50*С-тан жоғары температурада ұзақ уақыт қызады. Бұл белдемнің жоғ арғы шекарасы 1, 3-1, 7-ден 2, 7-3 км-ге дейін тереңдікте жатады. Төмен шекарасы -3, 5-5 км. Мезокатагенез белдемінде көп мөлшерде мұнай көмірсутектері түзіледі, олар бензин және керосин фракцияларын беріп, микромұнайдың қозғалғыштығын жоғарылатады.

Мұнай дүние жүзілік жанар-жағар май-энергетикалық балансында орасан зор үлеске ие: оның адамзат пайдаланатын қуат көздері ішінде 48% алады. Болашақта бұл көрсеткіш мұнай өндірудің қиындай беруінен, және атом және басқа қуат көздерін пайдалануының өсуінен кеми береді.

Химия мен мұнай-химия өнеркәсіптерінің қарқынды дамуына байланысты мұнайға деген сұраныс жанар-жағар майлар үшін ғана емес, синтетикалық каучук, синтетикалық талшықтар, пластмасс, жуу құралдарын, пластификатор, бояғыштар т. б. (әлемдік өндірістің 8%-нан астамы) өндіру шикізат көздері үшін өсуде. Осыларды шығаруға бастапқы заттар ретінде көп қолданылатындар: парафиндік көміртектер - метан, этан, пропан, бутан, пентан, гексан, және жоғарымолекулярлықтар (10-20 атомды молекулалы көміртектер), циклогексан; ароматты көміртектер - этилен, пропилен, бутадиен; ацетилен.

Мұнай-газ кендері - бірыңғай құрылымдық элементтермен сипатталатын жеке алаң қойнауында орналасқан мұнай мен газ иірімдері шоғырларының жиынтығы. Мұнай-газ кендері мұнай немесе газ түрінде және аралас мұнайлы-газды, газды-мұнайлы кендер түрінде ұшырасады.

Оқшауланған жеке кендер өте сирек, көбінесе топталған иірімдердің жиынтығы түрінде жатады. Қазақстанның мұнай-газ кендері геологиялық құрылысы мен геотектоникалық дамуы әр түрлі болатын үш мұнайлы-газды аймақта орналасқан. Ең көне мұнайлы-газды аймақтың кендері Солтүстік Каспий синеклизасымен байланысты. Мұнда өндіруге тұрарлық мұнай мен газ жүздеген м-ден 5000 м-ге дейінгі тереңдікте жатқан жоғарғы палеозойдан төменгі борға дейінгі шөгінділерде орналасқан.

Эпигерциндік платформа құрамына кіретін Маңғыстау мұнайлы-газды облысының қабатты кендері - 300 метрден 3000 метрге дейін тереңдіктегі құнарлы горизонттар төменгі бордан төменгі юраға дейінгі шөгінділерде орналасқан. Үшінші мұнайлы-газды аймақ герцин және каледон қатпарлы құрылымдарының арасынан орын алған Шу - Сарысу синеклизасында. Мұнда жанғыш және азот-гелий газдарының қоры шағын кендері ашылған.

Барлық мұнай құрамындағы алкан мөлшері 20-50 % аралығында болады. Парафинді мұнайда алкандардың мөлшері 60 % не одан көп болады, азпарафинді мұнайда оның құрамы 1-2 % дейін кездеседі. Егер алкандардың мұнай фракциялары бойынша таралуын қарастырсақ, келесідей барлық мұнайға ортақ заңдылыққа кезігеміз: алкан мөлшері фракцияның t _қайнау . Парафин- нафтенді мұнайда алкандар төмен қайнайтын фракцияларда (300 °С дейін) кездеседі. Парафинді мұнайда жоғары қайнайтын фракцияның өзінде алкан мөлшері көп болуы мүмкін.

Барлық жанғыш қазбалар бес негізгі элементтерден тұрады - көміртек, сутегі, азот, оттегі және күкірт. Дегенмен жанғыш қазбалардағы олардың мөлшері әртүрлі. Элементтік құрамындағы, ал демек, топтық құрамындағы айырмашылық бастапқы өсімдік материалына және мұнайдың түзілу жағдайларына байланысты. Мұнайдың барлық компоненттері тұратын негізгі элементтер - көміртек пен сутегі.

Мұнайды өндіргенде қысымның төмендеуі салдарынан газдар бөлінеді. Мұндайда бөлінетін газдарды серіктес (ілеспе) газдар деп атайды. Олардың құрамы мұнайдың орналасу жағдайына (температура мен қысым) тәуелді. [2]

1. 2 Мұнай және мұнай өнімдері

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.