Мұнай өңдеу және мұнай химиясы технологиялық кешендерінің математикалық модельдер жүйесін құру методологиясы
СЕМЕЙ қаласының ШӘКӘРІМ атындағы УНИВЕРСИТЕТІ КеАҚ
Инженерлік-технологиялық факультеті
Автоматтандыру, ақпараттық технологиялар және қала құрылысы кафедрасы
Магистрлік диссертация
6М070200- Автоматтандыру және басқару білім беру бағдарламасы
МҰНАЙ ӨҢДЕУ ЖӘНЕ МҰНАЙ ХИМИЯСЫ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ КЕШЕНДЕРІНІҢ МАТЕМАТИКАЛЫҚ МОДЕЛЬДЕРІН АНЫҚСЫЗДЫҚ ЖАҒДАЙДА ҚҰРУ ӘДІСТЕМЕСІ
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Орындаушы Турарбай Н. С. 15.03.2024ж.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Ғылыми жетекші Оспанов Е.А . 15.03.2024ж.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Қорғауға жіберілді:
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Кафедра меңгерушісі
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
_______________ Кожахметова Д.О. 15.03.2024ж.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Норма бақылаушы ___________________ 15.03.2024ж.
Семей - 2024ж.
МАЗМҰНЫ
НОРМАТИВТІК СІЛТЕМЕЛЕР . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
АНЫҚТАМАЛАР, БЕЛГІЛЕУЛЕР ЖӘНЕ ҚЫСҚАРТУЛАР . . . . . . . .
4
КІРІСПЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
1
Жалпы бөлім. Мұнай өңдеу және мұнай химиясы объектілерінің ерекшеліктері мен оларды математикалық модельдеу тәсілдері. . . .
8
1.1
Мұнай өңдеу және мұнай химиясы өндірісінің мәселелері мен зерттеу объектілері ретінде ерекшеліктері. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
1.2
Қазақстанның мұнай өңдеу және мұнай химиясы өндірісінің қазіргі жағдайы мен даму болашағы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13
1.3
Мұнай өңдеу және мұнай химиясы технологиялық кешендерінің тиімділігін математикалық модельдеу арқылы тиімділігін арттыру тәсілдері. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19
2
Арнаулы бөлім. Мұнай өңдеу және мұнай химиясы технологиялық кешендерінің математикалық модельдерін анықсыздық жағдайда құру методологиясы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
26
2.1
Мұнай өңдеу және мұнай химиясы технологиялық кешендерінің математикалық модельдер жүйесін құру методологиясы. . . . . . . . .
26
2.2
Мұнай өңдеу, мұнай химиясы технологиялық кешендерінің модельдерін ақпараттың жетіспеушілігі және айқын еместігі жағдайында құру тәсілін жасақтау. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
31
2.3
Мұнай өңдеу өндірісіндегі каталитикалық риформинг кешенінің математикалық модельдер жүйесін құру. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
39
2.4
Каталитикалық риформинг кешенінің модельдер жүйесінің схемасы, модельдеу нәтижелерінің нақтылығын бағалау және оларды салыстыру. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
56
3
Экономикалық бөлім
60
3.1
Компьютерлік модельдеу жүйесін қолданудан түсетін экономикалық тиімділікті есептеу
60
Қортынды
63
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
64
НОРМАТИВТІК СІЛТЕМЕЛЕР (НҰСҚАУЛАР)
НОPМАТИВТІК СІЛТЕМЕЛЕР
1. Қазақстан Республикасының Еңбек кодексі (04.02.2013 ж. жағдай бойынша өзгерістермен және толықтырулармен))
2. Қазақстан Республикасының Заңы өзгерістер мен толықтырулар енгізу туралы
3. қазақстан Республикасының кейбір заңнамалық актілеріне әлеуметтік қамсыздандыру мәселелері бойынша.
4. ҚР СТ 1042-2001 "ұйымдастыру-өкімдік құжаттама құжаттарды ресімдеуге қойылатын талаптар" мемлекеттік стандарты"
5. МЕСТ 19.001-77, МЕСТ 19.002-80, МЕСТ 19.004-80, МЕСТ 19402-78, МЕСТ 19.505-79. Бағдарламалық құжаттаманың бірыңғай жүйесі. - М. стандарттар жөніндегі мемлекеттік комитет 1982
6. П 042-1.08-2016 Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университетінде жоғары оқу орнынан кейінгі білім (магистратура) туралы ереже
7. МЕСТ 19.201-78 техникалық тапсырма, мазмұны мен дизайнына қойылатын талаптар
8. МЕСТ 19.202-78 сипаттамасы. Мазмұны мен дизайнына қойылатын талаптар
9. МЕСТ 34.201-89 автоматтандырылған жүйелерді құру кезінде құжаттардың түрлері, толықтығы және белгілері
10. Автоматтандырылған жүйелерге арналған стандарттар мен басқару құжаттарының кешені, БҚ 50 -34.698-91, ӘОЖ 628.012.011.5 б:00б. 354
11. МЕСТ 34.601-90 Автоматтандырылған жүйелер. Құру кезеңдері.
12. МЕСТ 34.602-89 автоматтандырылған жүйені құруға арналған техникалық тапсырма
АНЫҚТАМАЛАР, БЕЛГІЛЕУЛЕР ЖӘНЕ ҚЫСҚАРТУЛАР
Бұл магистерлік диссертацияда анықтамалары мыналарға сәйкес келесі терминдер және белгілеулер мен қысқартулар қолданылады:
АБЖ - Автоматтандырылған басқару жүйесі;
ДҚ- Деректор қоры;
ДҚБЖ- Деректер қорын басқару жүйесі;
КАЖ- Корпоративті ақпараттық жүйе;
БҚ- Бағдарламалық қамсыздандыру;
ЭЕМ- Электронды есептеуіш машина;
ҒЗЖ- Ғылыми-зерттеу жұмыстары;
ТКЖ- Тәжірибелік-конструкторлық жұмыстар;
АКБ- Арнайы конструкторлық бюро;
ТКБ- Тәжірибелік конструкторлық бюро;
ҒЗИ- Ғылыми зерттеу институты;
ЖБҚК- Қазақстандық басқару құжаттарының классификаторы.
Кіріспе
Шешілетін ғылыми-технологиялық мәселе мен міндеттердің қазіргі жағдайы, тақырып бойынша ғылыми-зерттеу жұмысының қажеттілігі, жұмыстың жоспарлы ғылыми-техникалық деңгейі. Мұнайдың мол қорына қарамастан Қазақстан Республика аймағы мұнай-газ өңдеу өнімдерін, әсіресе мұнайды терең өңдеуден алынатын сапалы өнімдерге, синтетикалық материал өндіруге, пластмасса, жоғары сапалы мотор отыны, майлау материалдары т.б өте қажет етеді. Соңғы өнімдермен қамтамасыз ету мақсатында мұнай химиясы саласын қалпына келтіру және дамыту мәселелері қойылған.
Қазақстанда мұнай өңдеу тереңдігінің орташа көрсеткіші 70%-ды құрайды. Осыған байланысты, бірінші кезекте, ғылым мен техниканың соңғы жетістіктерін, соның ішінде өндірістік объектілер мен процесстердің тиімділі-гін математикалық тәсілдер мен компьютерлік технологияның көмегімен арттыру, сонымен бірге көмірсутек шикізаттарын терең өңдеу мен мұнай химиясы саласын арттыруға бағытталған технологиялар жасақтау және енгізу қажет. Бұл бағытта Атырау мұнай өңдеу зауыты мен Атырау облысында жүзеге асырылып жатқан мұнай химиясы кешенін салу жобалары ерекше орын алады.
Аталған мәселелерді дұрыс ұйымдастыру және шешу алдын-ала ғылыми талдау мен зерттеу жұмыстарын жүргізуді талап етеді. Мұнай өңдеу және мұнай химиясы кешендерінің экономикалы-экологиялық критерий-лері бойынша жүйелі модельдеу арқылы тиімділігін арттыру үшін ғылыми негізделген тәсілдер, соның ішінде математикалық әдістерді қолданған жақсы нәтиже бере алады. Сондықтан бұл магистрлық диссертацияда мұнай өңдеу және мұнай химиясы өндірістік объектілерінің тиімділігін арттыру мәселелері математикалық модельдеу тәсілдері мен компьютерлік техниканың мүмкіншіліктерін пайдалана отырып шешу тәсілдері ұсынылады.
Жұмыста зерттеу барысында мұнай өңдеу мен мұнай химиясы саласында ғылыми-техникалық деңгейлері жоғары теориялық және практикалық нәтижелер алынуы жоспарланған
Зерттеу тақырыбының өзектілігі.Соңғы кездері мұнай өңдеу мен мұнай химиясын дамыту бағытында маңызды бірнеше мемлекеттік бағдарламалар мен жобалар жасақталып, жүзеге асырылуда. Алайда бұл бағдарламалар мен жобаларды тиімді жүзеге асыру барысында және қолданыстағы өндірістік кешендерді пайдалану барысында көптеген экономикалық, экологиялық, технологиялық, әлеуметтік т.б. мәселе-лер туындауда. Мұнай өңдеу мен мұнай химиясы өндірісіне байланысты мұндай кешенді және күрделі мәселелерді тиімді шешу үшін оларды жан-жақты, жүйелі, ғылыми негізделген тәсілдермен шешу қажет болады. Яғни, проблемаларды тиімді шешу үшін мұнай мен мұнай өнімдерін сақтау, өңдеу тереңдігін арттыру, негізгі өндіріс қалдықтарынан екінші мәрте мұнай өнімдері мен мұнай химиясы шикізаттарын, сондай-ақ мұнай химиясы өнімдерін өндірумен қоса, өндірісінің барлық циклін экономикалық-экологиялық көрсет-кіштері бойынша жүйелі зерттеу және оптималды жұмыс режимдерін анықтау тәсілдері қажет. Мұнай өңдеу, мұнай химиясы салаларын біртұтас жүйе ретінде қарастырған жөн. Бұл өндірістік салалардың технологиялық кешендерінің тиімділігін экономикалық, экологиялық және технологиялық критерийлерін ескере отырып, математикалық тәсілдер мен арнаулы компьютерлік жүйелердің соңғы жетістіктерін қолдана отырып шешу қажет. Сол себепті, осы магистрлық диссертацияда зерттеліп, ұсынылып отырған, мұнай өңдеу тереңдігін арттыру, мұнай өндеу мен мұнай химиясы технологиялық кешендерін математикалық модельдеу арқылы оптималды жұмыс режимдерін табу, яғни негізгі критерийлері бойынша олардың тиімділігін анықтау әдістемелері қазіргі таңда өте маңызды және өзекті болып табылады.
Мұнай өңдеу және мұнай химиясы технологиялық кешендері сияқты күрделі өндірістік жүйелердің элементтері әр түрлі (теориялық, статистикалық, айқын емес) ақпаратпен сипатталуы мүмкін. Мұндай жағдайда олардың мате-матикалық модельдерін қол жетерлік түрлі сипаттағы ақпарат негізінде құру әдістемесі теориялық тұрғыдан әлі негізделмеген. Сондықтан мұнай өңдеу және мұнай химиясы технологиялық кешендерінің математикалық модельдерін анықсыздық жағдайда құру методологиясын жасақтау, зерттеу объектілерін жүйелі моделеу тәсілдерін құру ғылыми әдебиеттерде әлі де аз зерттелген және толықтай шешілмеген пробле-малардың біріне жатады. Сонымен, мұнай өңдеу тереңдігін арттыру, мұнай өңдеу, мұнай химиясы кешендірінің тиімділігін экономикалық, технологиялық және экологиялық сипаттағы көпкритерийлік жағдай мен кешенді модельдеу негізінде арнаулы компьютерлік модельдеу жүйесі арқылы тиімділіг арттыру есептері бүгінгі таңда аса өзекті мәселе болып табылады.
Шешілетін ғылыми мәселенің қазіргі жағдайын бағалау.
Ғылыми жаңашылдығы.
- ұсынылған мұнай өңдеу және мұнай химиясы технологиялық кешендерінің математикалық модельдер жүйесін құру методологиясының оңтайлығы әр агрегатты зерттеу нәтижесiнде жиналған мәлiметтер мен таңдау критерийлері негiзiнде оның тиімді моделiн құруда, содан соң құрылған модельдерді, процестi жүйелі сипаттау үшін, бiртұтас модельдер кешеніне бiрiктiруінде;
- технологиялық кешендердің модельдерін бастапқы ақпараттың жетіспеушілігі жағдайында түрлі мәліметтер, соның ішінде айқын емес ақпараттар негізінде құру тәсілі жасақталған.
- жұмыста алынған теориялық нәтижелер негізінде Атырау МӨЗ каталитикалық риформинг қондырғысы кешенінің негізгі агрегаттарының адекватты математикалық модельдер кешені құрылған.
Зерттеудің теориялық мәнділігі. бастапқы ақпараттың жетіспеуші-лігі және анықсыздығымен сипатталатын мұнай өңдеу, мұнай химиясы т.б. өндіріс объектілерінің адекватты модельдерін жинауға болатын түрлі мәліметтер, соның ішінде айқын емес ақпарат негізінде құру методологиясының тұжырымдалуында.
Зерттеудің практикалық мәнділігі. Жұмыста құрылған мұнай өңдеу мен мұнай химиясы кешендерін ақпараттың жетіспеушілігі, анықсыздық және көпкритерийлік жағдайында модельдеу және оптимизациялаудың жаңа тиімді тәсілдері зерттеу объектілерінің тиімділігін айтарлықтай арттыруға мүмкіндік береді.
Зерттеу мақсаты мен міндеттері: Зерттеудің мақсаты мұнай өңдеу және мұнай химиясы технологиялық кешендерінің математикалық модельдерін анықсыздық жағдайда құру методологиясын жасақтау және оны каталитикалық риформинг технологиялық қондырғысы мысалында практикада қолдану сұрақтарын жүйелі түрде зерттеп, шешу.
Зерттеудің міндеттері қойылған мақсатқа сәйкес мынадай болады:
- Қазақстанның мұнай өңдеу және мұнай химиясы салаларының қазіргі жағдайы мен болашағын талдау, олардың тиімділігін арттыру мәселелері мен матемактикалық тәсілдерін зерттеу;
- мұнай өңдеу мен мұнай химиясы технологиялық кешендерінің модельдер жүйесін түрлі ақпараттар негізінде мәліметтердің жетіспеушілігі және айқын еместігін ескеретін тәсіл жасақтау.
- алынған нәтижелерді Атырау МӨЗ каталитикалық риформинг қондырғысының негізгі блоктарын математикалық модельдер кешенін құруда жүзеге асыру.
Зертеу нысаны. Бұл жұмыста зерттеу объектісі ретінде Атырау МӨЗ-ның каталитикалық риформинг қондырғысы, мұнай химиясы өндірісін салу және дамыту жобалары алынған. Зерттеудің заты болып зерттеу объектілері ретінде алынған мұнай өңдеу мен мұнай химиясы өндірістік кешендерін модельдеу және оптимизациялау арқылы тиімділіктерін арттырудың ғылыми негізделген тәсілдері табылады.
Зерттеудің әдістері: жұмыста мұнай өңдеу мен мұнай химиясы өндірістік кешендері тиімділіктерін арттыру үшін кешенді математикалық модельдеу әдістері қолданылады; айқын емес теориясының және экспертті бағалау тәсілдері қолданылған.
Магистрлық зерттеудің теориялық және әдістемелік негізі. Зерттеу келесі білім салаларының әдістеріне негізделеді: математикалық модельдеу және көпкрнитерийлік оптимизациялау, жүйелік талдау және жүйелер теориясы, эксперттік бағалау және шешім қабылдау тәсілдері.
Магистрлық жұмыстың практикалық базасы болып математикалық модельдерді анықсыздықө жағдайда жасақтау бойынша зерттеу нәтижелері жиналған деректер мен экспериментттер нәтижелері, алынған зерттеу нәтижелері мен жиналған мәліметтерді өңдеу және талдау, эксперттік бағалау нәтижелері табылады.
Жұмыстың талқылануы. Магистерлік диссертация нәтижелері мен ғылыми қағидалары Шәкәрім университетінің хабаршысы ғылыми журналында баяндалып, талқыланды.
1 Мұнай өңдеу және мұнай химиясы объектілерінің ерекшеліктері мен оларды математикалық модельдеу тәсілдері
1.1 Мұнай өңдеу және мұнай химиясы өндірісінің мәселелері мен зерттеу объектілері ретінде ерекшеліктері
Мұнай өңдеу кешендері шикі мұнайды өңдеуге дайындайтын, мұнайды және мұнай өнімдерін бастапқы және терең өңдеу физикалық және физикалық-химиялық процестерін жүзеге асыратын технологиялық агрегаттар жиынтығын құрайды [1]. Бұл агрегаттар мұнай өңдеу зауыттарында түрлі технологиялық қондырғыларға біріктіріліп жұмыс істейді.
Мұнай, негізінен - екі элементтің: көміртектің (79,5-87,5%) және сутектің (11,0-14,5%) синтезінен тұратын, жер қойнауынан өндірілетін өнім болып табылады. Ұңғыдан тікелей жер қабатынан алынатын мұнай шикі мұнай деп аталады. Халық шаруашылығының түрлі салаларында шикі мұнай ретінде де, оның әр алуан өнімдері түрінде де пайдаланылады [2].
Мұнай өңдеу зауыттары (МӨЗ) негізгі мұнай технологиялық процесстер (қондырғылар, цехтар, блоктар), сондай-ақ өнеркәсіптік мекеменің дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз ететін түрлі көмекші қызметтерден (тауарлық-шикізаттық, жөндеу-механикалық, бақылау-өлшеу құралдары мен автоматизация цехтары, бу, су және электрмен қамту, лабораториялар, өрттен сақтау құрылымдары, басшылық, диспетчерлік, қаржы, кадр, қамтамасыз ету бөлімдері, бухгалтерия т.б.) тұрады. МӨЗ мақсаты - қажетті көлемде және ассортиментте жоғары сапалы мұнай өнімдері мен мұнай химиясы үшін шикізаттарды, соңғы кездері қосымша халықтық тұтыну тауарларын өндіру.
Қазіргі МӨЗ, жылына миллиондаған тонна мұнай өңдейтін үлкен қуаттылығымен және күрделігімен сипатталады. Сондықтан МӨЗ-да технологиялық процесстерді автоматтандыру деңгейіне, олардың жұмыс режимдерін оптимизациялауға, жабдықтар мен технологияның сенімділігі мен қауіпсіздігіне, мамандар біліктілігіне жоғары талаптар қойылады.
Мұнай өңдеу өндірісінің аралық және ақырғы өнімдері әдетте түрлі, өзара байланысқан агрегаттар, мәселен, пештер, реакторлар, ректификациялау колонналары, жылу алмастырғыштар және т.с.с. технологиялық объектілер (агрегаттар) арқылы алынады, яғни олар күрделі өндірістік жүйеге жатады [3].
Өңдегенде мұнайдан түрлі мұнай өнімдері мен мұнай-химия өндірісінің шикізаты алынады. Мұнай өнімдерінің негізгі түрлеріне: автомобиль және авиациялық бензиндер, дизельдік отын, газойль, пеш отыны, мазут, гудрон, мұнай коксы, газ және басқаларын жатқызуға болады.
Мұнай өңдеу технологиялық физикалық және физика-химиялық деп екі үлкен топқа жіктеуге болады.
Физикалық процесс барысында өңделетін шикізаттың құрамы өзгермейді, мәселен, мұнайды тазарту, мұнайды ажырату мен газды фракциялау, көмірсутектердің түрлі тобын селективті еріткіштермен мұнай фракцияларынан экстракциялау процестері физикалық процестерге жатады.
Физикалық-химиялық процестер барысында сапасы бойынша жаңа қосындылардың түзілуімен қатар молекуланың құрамы мен құрылымы өзгереді. Мұнай мен газ өңдеу өндірісінде физикалық-химиялық процестер термиялық, термокаталитикалық және радиациялық-химиялық болып бөлінеді.
Термиялық процестерге пиролиз бен мұнай фракциясы мен газдың термиялық крекингі, парафин мен олефинді тотықтандыру және хлорлау, кокстеу процестері [4] және т.б. жатады.
Термокаталитикалық процестер бастапқы шикізаттың сапасын арттыру-да және мұнай мен химиялық шикізаттан түрлі бағалы өнімдер алу үшін өнеркәсіпте кең қолданылады. Бұл процестерге каталитикалық крекинг, ката-литикалық риформинг, гидротазалау, гидрокрекинг және басқа процестер жатады. Мұнай өңдеу өнеркәсібінде 70%-дан астам мұнай термокаталикалық процестер үлесі көмегімен өңделеді [5].
Барлық қарастырылған процестер арнайы жарақтандырылған технология-лық агрегаттар кешендерінде жүргізіледі. Бұл агрегаттар белгілі бір схема бойынша түрлі технологиялық қондырғылар құра отырып біріктіріледі. Мұнай өңдеудің негізгі технологиялық қондырғыларын жіктеуді қарастырайық [6,7].
Мұнайды бастапқы өңдеу қондырғыларына ЭТ-АТ-2 (ЭЛОУ-АТ-2) және ЭТ-АВТ (ЭЛОУ-АВТ) қондырғыларын жатқызуға болады. ЭТ-АТ-2 тікелей айыру қондырғысы мұнайды бастапқы өңдеу процесін жүргізуге арналған. ЭТ секциясы (электрлі тұзсыздандыру) электр өрісінде электрлі тұзсыздандыру және судан тазарту арқылы мұнай дайындауға арналған, ал АТ (атмосфералық-түтікшелі) секция қондырғысы тұзсыздандырылған және судан тазартылған мұнайды қыздыру, буландыру, фракциялау және дистиллят буын конденсациялау арқылы жеке фракцияларға бөлуге арналған. ЭТ-АВТ (атмосфералық-вакуумдық түтікшелі) қондырғысы мұнайды электрлі тұзсыздандыру блогында дайындауға және атмосфералық және вакуумдық блоктарда өңдеуге арналған.
Термокаталитикалық процестерді жүргізу қондырғыларына каталитика-лық риформинг қондырғысы жатады. Каталитикалық риформинг қондырғысы автомобильдік және авиациялық бензиндердің жоғары октанды жиынтығы мен сутек құрамды газ өндіруге арналған.
Мұнайды терең өңдеу қондырғысына баяу коксілеу қондырғысы мен термикалық процестер өтетін мұнай коксын қыздыру қондырғысын жатқызуға болады. Баяу коксілеу қондырғысы электродты өнеркәсіптің шикізаты болып табылатын мұнай коксын алуға арналған. Мақсаттық өнім - мұнай коксынан басқа қондырғыдан пеш отыны, ауыр газойль және майлы газ өндіріледі. Мұнай коксін қыздыру қондырғысы ұшқыр жиынтықтар мен ылғалды жоюға және тиісті талаптарға сай қыздырылған коксты алуға арналған.
Мұнай химиясы өнеркәсібі мұнай мен табиғи газды өңдеу өнімдеріне негізделген синтетикалық материалдар мен бұйымдарды қамтитын ауыр индустрия саласына жатады [8]. Мұнай химиясы өнеркәсібі кәсіпорындарында синтетикалық каучук, негізгі органикалық синтез өнімдері (этилен, пропилен, полиэтилен, полипропилен, беттік-белсендік заттар, жуу заттары, минералды тыңайтқыштар), күйе, резеңке бұйымдары (автотегершіктер, резеңке-техникалық бұйымдар және кең көлемдегі тұтыну заттары), асбеста-техникалық бұйымдар. Полимерлерді, майлау майларын, бояу еріткіштерді, сондай-ақ органикалық қосылыстардың өндірудің үлкен үлесі мұнай химиясына тиесілі.
Мұнай химиясы өнеркәсібі - прогрессивті, өндіріс тиімділігі үздіксіз, қарқынды дамушы сала. Бұл салаға жоғары өнімді қондырғылар ендірілуде, арнаулы көптонналық өндірістер құрылуда, автоматты басқару жүйелері ендірілуде [9]. Синтетикалық каучукты өндіруде изопрен алу қондырғылары кеңінен қолданылады. Бұл қондырғы өзіндік капиталдық шығынды 20% қысқартуға, изопреннің өзіндік құнын 5% төмендетуге және өнімділікті 2 есеге арттыруға мүмкіндік береді.
Өнеркәсібі дамыған елдерде мұнай химиясының даму қарқыны, оның қанағаттанарлық деңгейіне байланысты, салыстырмалы түрде баяу, бірақ дамушы елдерде (әсіресе Таяу және Шалғай Шығыс елдерінде) сала қазіргі таңда өте жоғары қарқынмен дамуда. Мысалы, Қытайда оның даму қарқыны жылына 10-15% құрайды. Мұнай химиясы саласы жылдам қарқынмен Оңтүстік Кореяда, Малайзияда, Сауд Арабиясында, Въетнамда, Иранда, Кувейтте және бірнеше басқа елдерде дамуда. Мұның нәтижесінде әлемдік химия индустриясында мұнай химиясы үлесі үздіксіз өсуде. Бүгінгі таңда ол 40% шамасында, соның ішінде өндірістік дамыған елдерде 35%, Ресейде - 40%, Таяу Шығыста - 80-85%. Мұнай негізіндегі органикалық химикаттар химия өнеркәсібінің барлық шикізатының 80% астамын құрайды.
Мұнай химиясы саласы мұнай өңдеу сияқты сыбайлас саласына қарағанда жылдам дамуда. Қазірдің өзінде мұнай мен мұнай өнімдерін сату көлеміне қарағанда мұнай химиясы өнімдерінің көлемі айтарлықтай артық. Мұнай сату көлемі 600 - 1000 млрд.долл. (әлемдік мұнай өндіру көлемі 3 млрд.т, мұнай бағасы - баррелі 30 - 50 долл.) бағаланса, мұнай химиясы өнімдері 650 млрд. долл. бағаланады.
Болашақта да мұнай химиясы өнімдерінің әлемдік нарығы мұнай мен мұнай өнімдері нарығына қарағанда жылдамырақ дамиды. 2020 ж. дейін пластмасса өндірудің жылдық қарқыны 5% деңгейінде күтілуде, полиэфирлік талшықтар - 6% т.с.с. Ал мұнайға деген сұраныс, Энергетикалық ақпараттық агенттіктің (АҚШ) болжамы бойынша жылына 1.7% құрайды, соның ішінде дамыған елдерде - жылына 1% шамасында.
Әлемдік мұнай химиясы өндірісінің жылдам дамуы, саланың жоғары капиталдық сиымдылығы арқасында әрдайым үлкен қаржылық ресурстарға ие болған, нақты ірі компаниялармен байланысты екенін атап өткен дұрыс. Бастапқыда оларға, алғаш рет қазіргі белгілі өнімдер полиэтиленді (Ай-Си-Ай компаниясы), полипропиленді (Монтедисон), нейлонды (Дюпон) және т.б. өндіріп, оны нарыққа ұсынған, жоғары инновациялық потенциалы бар химиялық фирмалар болды. Соңынан көптеген мұнай химиясы өнімдерін (полимерлер мен жоғарыда аталғандар) массалық өндіруге көшу, өндірістік шығын факторының маңызын жылдам көтерді, бұл әлемдік мұнай химиясының корпоративтік құрылымының өзгеруіне себеп болды.
Мұнай химиясы мұнай компаниялары, мұнай өңдеу өнеркәсібі үшін айтарлықтай пайдалы сала болып шықты. Оларға мұнай химиясы өндірісі мұнай өңдеуді тереңдету және құны жоғары өнімдерді өндіру есебінен, мұнай нарығында бағаның шайқалу мерзімінде тұрақтылықты қамтамасыз етуге және қосымша пайда (20% дейін) түсіруге мүмкіндік берді. Мұнай өңдеу дәрежесінің артқаны сайын, өнімдерді өткізуден түсетін түсім шұғыл артады - шикі мұнайдың тоннасынан келетін түсім 100 долл. (мұнайдың 1 барреллінің құны 15 долл. болса) құрайды, мұнай өнімдерін көтерме бағамен сатқанда - 150 долл., автокөліктерге жанармай құятын бекеттер арқылы сатылса - 385 долл., мұнай химиясы өнімдері өткізілсе - 800-900 долл. дейін пайда түседі.
Әлемдік мұнай химиясының корпоративтік құрылымындағы тағы бір өзгеріс - нарыққа дамушы елдердің химиялық (САБИК, Хендаи, Самсунг, Формоза пластикс т.б.) және мұнай (Пемекс, Петронас, т.б.) компанияларының келуі. Олардың әлемдік нарықтағы бәсекелестігі, мемлекет тарапынан немесе дамыған елдердің фирмалары тарапынан болатын, сыртқы қолдауға байланысты.
Мұнай компанияларының мұнай химиясына белсенді енуі, олардың өнімдеріндегі мұнай химиясы өнімдерінің үлесін айтарлықтай арттырды және олардың қызметтерінің сипатын өзгертті. Бүгінгі таңда бұл көрсеткіш Бритиш Петролеум мен Шеврон компанияларында 10% құрайды, Шелл - 12%, ЭНИ - 22%, Эльф Акитэн - 25% т.с.с. Мұнай компанияаларының үлесіне әлемде өндірілетін олефиндер мен ароматты көмірсутектердің 50% астамы, полистиролдың - 33%, полиолефиндердің 25% келеді.
Ресей мұнай химиясында, әлемдік нарықтағы сияқты, көптеген таза химиялық фирмалар (Пластик, Оргстекло, Тольяттиазот т.б.) жұмыс жасап келді және жасауда, бірақ олардың рөлі салада салыстырмалы алғанда үлкен емес. Шетелдік технологиялар мен сатып алынған шикізатты қолдана отырып олар жергілікті нарықта монополялық әсер ету немесе белгілі бір арнаулы артықшылық (мысалы, эксперттік аммиак өткізу) арқылы жұмыстануда. Салада ірі мұнай-газ корпорациялары - ЛУКОЙЛ, ТНК, Газпром, СИБУР т.б. маңызды орын алып отыр. Соңғы 4-5 жылда олардың мұнай химиясындағы ролі арта түсті, себебі олар пайданың артуы мен мұнай және газдың құнының өсуіне байланысты өндірісті диверсификациялауға (әртараптандыруға), мұнай химиясы активтерін сатып алуға көшті.
Соңғы жылдары Қазақстан мұнай-газ саласының, оның ішінде мұнай өңдеу және мұнай химиясы өндірістерінің қарқынды дамуы мен ірі жобалардың жүзеге аса бастауы, бұл өндірістердің технологиялық процестерін тиімді жүргізу және оларды экономикалық, технологиялық және экологиялық критерийлері бойынша оптимизациялау мәселелері соңғы кезде өте өзекті тақырыпқа айналды. Осыған байланысты оларды шешуге бағытталған зерттеу жұмыстары жандана бастады. Мұнай өңдеу және мұнай химиясы технологиясын дамытуда Серіков Т.П., Сармурзина Р.Ғ. және т.б. қазақстандық ғалымдар қомақты үлес қосты. Оразбаев Б.Б., Серіков Ф.Т., Оразбаева К.Н. осы өндірістегі мәселелерді шешуде математикалық тәсілдер мен компьютерлік жүйелерді жасақтау мен пайдалану бойынша үлкен нәтижелерге қол жеткізді.
Мұнай өңдеу және мұнай химиясы өндірістерінің кешендері түрлі процестер (мысалы жоғарыда қарастырылған физикалық, физика-химиялық) өтетін өз ара байланысқан түрлі технологиялық агрегаттардан тұратын күрделі жүйе болып табылады. Сол себепті, олардың тиімділігін арттыру мақсатында зерттеу мен оптимизациялау үшін олардың табиғаты мен жағдайын, типін және басқа ерекшеліктерін ескеретін математикалық модельдерін құру керек. Мұндай модельдер компьютердің көмегімен зерттеу барысын тездете және жеңілдете алады, ал зерттеу объектілерін тиімді оптимизациялау үшін, математикалық модельдер негізінде технологиялық кешендердің тиімді жұмыс режимдерін табуға мүмкіндік беретін алгоритмдер қажет болады.
Сонымен көмірсутекті шикізатты өңдеу технологиясы мен кешендерінің күрделілігі процестерді тиімді жобалауға және басқаруға математикалық модельдеу мен оптимизациялау тәсілдері және компьютерлік жүйелерді қолдану қажеттігін талап етеді. Мұндай объектілердің математикалық моделін құру, олардың күрделігіне, бастапқы ақпараттардың жетіспеушілігіне және олардың айқын еместігіне байланысты, айтарлықтай көп еңбекті қажет ететін процесс болып табылады, сондай-ақ зерттеу жұмысының көп көлемін орындаумен байланысты. Мұнай өңдеу және мұнай химиясы кешендері мен процестерінің модельдерін құру кезінде жұмыстарды түрлі күрделілік деңгей бойынша жүргізеді, бұл қойылған есепке, жинақталған мәліметтерге және зерттеушілердің тәжірибесіне, жабдықталуы мен ақпараттылығына байланысты бөлінеді.
Бастапқыда, агрегаттың, процестің типін анықтайды, оны тиісті класқа жатқызады және процесс кезінде анықталған заңдылықтарға зерттеу жүргізеді. Берілген процеске әр алуан термодинамикалық, жылутехникалық, кинетика-лық және басқа есептеулер мен тәжірибелік зерттеулер жүргізіледі. Сонымен қатар, процестің кіріс және шығыс, ішкі және сыртқы айнымалы шамаларының арасындағы байланысты анықтау қажет. Содан кейін, егер бұл мүмкін болса, зерттеу технологиялық кешендері мен процестері туралы теориялық түсінікті зерттеп, дамытады.
Теориялық және тәжірибелік зерттеулер нәтижелері бойынша зерттеу объектісінің математикалық модельдері құрастырылады. Бірақ, практикада өндірістік объектілер мен процестердің күрделігіне, көптеген параметрлердің қиын өлшенетіндігіне, немесе тіпті өлшенбейтігіне, өлшеу приболарының жетіспеушілігіне, олардың сенімсіздігіне немесе жоқтығына байланысты, көп жағдайда, теориялық және эксперименталдық-статистикалық мәліметтер жетіспейтіндігін, ал оларды жинау мүмкін еместігін атап өткен дұрыс. Бұл жағдайда, ақпараттың бірден-бір көзі болып, зерттеу объектісі бойынша білімі мен практикалық тәжірибесі бар маман-эксперттер мен шешім қабылдайтын тұлға (ШҚТ), табылады. Олардан алынған ақпарат (білімі, тәжірибесі, ойы, тұжырымдамасы) негізінен сандық түрде емес, сапалық түрде, яғни сөз, сөйлем, тұжырымдама түрінде болады. Ақпараттың мұндай түрі айқын емес ақпарат деп аталады және оларды жинау мен өңдеудің тиімді тәсіліне айқын емес жиындар (айқын емес математика) теориясының тәсілдерін жатқызуға болады.
Сонымен, кешен мен онда өтетін процесс типін ескере отырып жиналған және өңделген теориялық, эксперименталдық-статистикалық мәліметтер және (немесе) сарапшы-мамандардың ақпаратының негізінде математикалық модельдерді нақтылайды және модельдің түпнұсқаға (өндірістік объектіге) адекваттылығының бар немесе жоқ екенін анықтайды. Егер құрылған моделдің адекваттығы анықталған болса, ол зерттеу объектісін зерттеуге, оның оптималды жұмыс режимдерін табуға, оны басқаруға ұсынылады. Масштабының ірілігіне және шикізаттың, катализатордың, энергияның көп жұмсалуына, сонымен қатар, шығындардың басқа түрлеріне байланысты процестер оптимималды режимге жақын режимде жүргізілуі тиіс. Мұндай режимді құрылған математикалық модель табуға мүмкіндік береді. Бұл технологиялық қондырғының жұмысы туралы алынған ақпараттың құндылығын түсірмей энергетикалық және басқа шығындарды, шикізат және уақыт шығындарын төмендетеді.
Қорытынды ретінде, бұл магистрлық диссертация зерттеу объектісі ретінде қарастырылатын мұнай өңдеу және мұнай химиясы технологиялық кешендері мен процестерінің негізгі ерекшеліктеріне; олардың күрделілігін; өз ара байланысқан агрегаттар жүйесі түрінде болатынын; экономикалық, технологиялық, экологиялық т.б. көрсеткіштерімен анықталатын көпкритерий-лігін және математикалық сипаттау үшін қажетті ақпараттың жетіспеушілігі мен айқын еместігін жатқызуға болады.
1.2 Қазақстанның мұнай өңдеу және мұнай химиясы өндірісінің қазіргі жағдайы мен даму болашағы
Бүгінгі таңда Қазақстанда мұнай ңдейтін үш мұнай өңдеу зауыттары жұмыс істейді. Олар Атырау МӨЗ, Шымкент МӨЗ және Павлодар мұнай химиясы зауыты.
Атырау МӨЗ қазақстандық бірінші мұнай өңдеу кәсіпорны, ол отындық схема бойынша Каспий теңізінің солтүстік жағалауында 1945 жылы салынып іске қосылған. Республиканың батысында, Жетібай, Өзен, Ембі, Мартышы, Теңіз секілді ірі мұнай кен орындарына, Каспий теңізінің көмірсутек қорына жақын орналасқан және қазақстандық мұнайды өңдейді.
Зауыттың алғашқы мұнай өңдеу қуаттылығы жылына 800 мың тонна болған және Ембі кең орындары мұнайларын өңдеуге бағытталған [10]. Қазіргі таңда Атырау МӨЗ өңдеу қуаттылығы жылына 5 млн. тоннадан асты, жаңа талаптарға сай, болашағы мол ірі кәсіпорын болып табылады.
2006 жылы Атырау МӨЗ қайта жаңартудың I кезеңі орындалды, оның ерекшілігі Қазақстанда бірінші рет жаңарту өндірісті тоқтатпай жүргізілді. Атырау МӨЗ қайта жаңартудың негізгі мақсаты - ескірген жабдықтарды ауыстыру, Еуро Одақ талаптарына сай келетін жоғары сапалы өнімдерді өндіру арқылы қоршаған ортаға зиянды әсерді төмендету, қосымша құны жоғары ақшыл мұнай өнімдерін өндіру көлемін арттыру және қосымша жұмыс орындарын құру, толығымен жүзеге асуда [11,12].
Бұл мақсаттарды орындау үшін келесі жаңа қондырғылар салынды: бензинді гидротазалау; дизельдік отынды гидротазалаудюепарафинизациялау; изомерлеу; газдарды аминдік тазалау; сутегін (водород) алу; қолданылған суларды биотазалау және күкірт өндіру.
2007 жылдың басында Еуростандарт талаптарына сай бензин (құрамын-дағы күкірт 10 ррм аспайды) мен дизельдік отынның (құрамында күкірт 50 ррм дейін, қату температурасы минус 35оС) алғашқы партиясы өндірілді. Қоршаған ортаға зиянды этил қосылған бензиндерді өндіру тоқтатылды. Қазіргі кезде зауыттың өңдеу тереңдігі - 72%, еуростандарттар талаптарына сай экологиялық таза өнімдер: Нормаль-80, Регуляр-92, Премиум-95; ДЛЭЧ (Э), ДЗЭЧ (Э) маркалы дизельдік отындар өндіру игерілген.
Шымкент МӨЗ пайдалануға 1985 жылы берілген, Қазақстанның оңтүстігінде орналасқан. Мұнай өңдеу бойынша жобалық қуаттылығы жылына 6 млн. тонна. 2000 жылы дизельдік отын мен керосинді гидротазалау секциялары қайта жаңартылды. Қазіргі кезде зауыт жылына 5,25 млн.тонна қуаттылықпен жұмыс жасауда. . Қайта жаңарту нәтижесінде зауыт жылына 6,65 млн. тоннаға дейін мұнай өңдеуге қабілетті.
Шымкент МӨЗ Құмкөл кен орны мұнайы (80 %) мен Ресейдің Батыс сібір кен орындарының мұнайын (20%) өңдейді. Зауыттың өндірістік қуаты келесі қондырғылардан тұрады: ЛК-6У комбинацияланған (құрамдастырылған) қондырғысы (атмосфералық айдау, каталитикалық риформинг, дизотынды гидротазалау, керосинді гидротазалау, газды фракциялау қондырғысы); мазутты вакуумдық айдау қондырғысы.
Мұнайды өңдеу тереңдігін және моторлық отындардың өндіру көлемін арттыру мақсатында 1998 жылы қуаттылығы 1,8 тоннажылына болатын мазутты каталитикалық крекингтеу қондырғысын салу басталған еді, бірақ . қаржыландырудың жетіспеуінен аяқсыз қалды. Бұл аяқталмаған құрылыс объектілерінің 50 % қайта жаңартуда қолдануға болады.
Қазіргі жағдайда зауыттың технологиялық мүмкіндіктері мұнай өнімдерінің келесі ассортиментін шығара алады: сұйытылған көмірсутек газдары; Еуро-2 талаптарына сәйкес келетін АИ-80, АИ-92, АИ-96 маркалы автомобиль бензиндері; Еуро-2 талаптарына сәйкес келетін ДТ З-02 (-35), Л-0,2-40, ЛД-0,2 және басқа маркалы дизельдік отындар; авиациялық керосин; вакуумдық газойль және мазут.
Шымкент МӨЗ-ның даму перспективасы. 2007 жылы 6 шілдеде ПетроКазахстан Ойл Продактс ЖШС (Шымкент МӨЗ) 50% үлесін иелену және оны ҚазМұнайГаз СҮ АҚ беру келісімі аяқталды. Шымкент МӨЗ қайта жаңарту аясында CNPC (EastChina Design Institute) - Шығыс қытай жобалау институты ПетроКазахстан Ойл Продактс МӨЗ модернизациялау (жетілдіру) жобасы бойынша алдын-ала техникалық-экономикалық негіздеуімен бірге Есеп дайындады.
Қайта жаңартудың басты бағыттары: дизотынды депарафинизациялау қондырғысын жетілдіру; RFCCМТБЭАГФУ қондырғыларын жаңарту; жаңадан изомерлеу және полипропилен мен күкірт өндіретін қондырғыларды салу. МӨЗ қайта жаңарту жобасын жүзеге асырғаннан кейін 80 % күкірті аз Құмкөл мұнай мен 20% Батыс сібір күкіртті мұнайын өңдеу жаспарлануда. Қайта жаңартудан кейін өндірілетін бензиндер мен дизельдік отындар экологиялық көрсеткіштері бойынша Еуро-4 талаптарына сәйкес болады.
Павлодар мұнай химиясы зауыты пайдалануға 1978 жылы берілген, республиканың солтүстік-шығысында орналасқан. Мұнай өңдеу бойынша зауыттың жобалық қуаты жылына 6 млн. тонна. 1978 жылы битум өндіру қондырғысы пайдалануға берілді. 1983 жылы Павлодар МӨЗ кеңейту бойынша ірі жоба іске асты, мұнайды терең өңдеу кешені салынып, пайдалануға берілді, ал 1986 жылы баяу коксілеу қондырғысы іске қосылды. Зауыт, Омск - Павлодар мұнай құбырымен келетін, батыс сібір мұнайларының қоспасын өңдейді. Бүгінгі таңда зауыттың қуаттылығы жылына 5,0 млн. тонна шикі мұнайды құрайды. Қайта жаңартудың нәтижесінде Павлодар МӨЗ-ы мұнайды жылына 7,50 млн.тоннаға дейін өңдеуге қабілетті.
Зауыттың негізі технологиялық жабдықтары екі кешеннен тұрады. Біріншісі - ЛК-6У (атмосфералық ректификация, каталитикалық риформинг, газойлды гидротазалау, газды фракциялау қондырғысы) кешені, ал екіншісі - КТ-1 (вакуумдық айдау қондырғысы, вакуумдық газойлды гидротазалау қондырғысы, каталитикалық риформинг қондырғысы және газды фракциялау қондырғысы) кешені. 2008 жылдың қыркүйегінде зауытта, гидрогенизациялық процестерге қажетті сутекқұрамды газдың жетіспеушілігін шешуге және дайын өнімдердің сапалық көрсеткіштерін жақсартуға мүмкіндік беретін сутегін өндіру қондырғысы пайдалануға берілді.
Мұнай өңдеудің негізгі процестерінің ерекшеліктері, экономикалық-экологиялық және басқа сипаттамалары көптеген, мәселен, [13-18] жұмыстарда қарастырылған. Негізінен қазақстандық мұнай өңдеу кәсіпорындары екі технологиялық процестер схемасы бойынша құрылған [19, II том]. Бірінші жеңілдетілген процесте шикі мұнайды айыру блогы, риформинг блогы, дистилляттарды гидротазалау блогы болады. Екінші процесс - қалдықтарды өңдеу кешені. Онда вакуумдық айыру, газойльды гидротазалау, каталитикалық крекинг блоктары және газды фракциялау қондырғылар болады.
Гидрокрекинг, алкилизациялау, каталитикалық полимерлеу, демеркап-танизациялау секілді процестер Қазақстанның мұнай өңдеу кәсіпорындарында жоқ. Республика бойынша МӨЗ-ның орташа өңдеу тереңдігі 70%, бұл қазіргі талаптарға сай келмейді. Республика МӨЗ-ның негізгі таяудағы мақсаты өңдеу тереңдіктерін көбейту, бар жабдықтарды жаңалау, өндірістік экологиялы-лығын арттыру бойынша шаралар жүргізу болып табылады.
Республиканың мұнай өңдеу кәсіпорындарының ортақ белгісі қазіргі құрал-жабдықтармен жеткіліксіз жабдықталғандығы болып отыр. Техноло-гиялық процестердің автоматтандырылған басқару жүйелері (ТП АБЖ) жоқ деуге болады. Шымкент МӨЗ-да ТП АБЖ енгізу жұмыстары басталды, Атырау МӨЗ-да кеңесші режимінде жұмыс істейтін қондырғы операторларының бірнеше автоматтандырылған жұмыс орындары (АЖО) енгізілді.
Республикадағы мұнай өңдеу зауыттарының жалпы сипаты - мол энергия шығыны мен қоршаған ортаны қорғау аясындағы қабылданатын шаралардың жеткіліксіздігі болып табылады. Атырау МӨЗ-ын қайта жаңарту мен кеңейту барысында күкірт өндіру қондырғысы, технологиялық қондырғыларда қолда-нылған суларды биологиялық тазалау қондырғысы салынып, іске қосылды, яғни қоршаған ортаны қорғау мәселелері қажетті деңгейде шешіле басталды.
Осылайша, Атырау МӨЗ-ың экономикасының түбегейлі өзгеруі кәсіп-орынның қайта жаңарту жобасын жүзеге асырумен іске асады. 2001 ж. Атырау МӨЗ-ын толықтай қайта жаңарту жөнінде "ҚазМұнайГаз" ҰК мен "Атырау МӨЗ" ЖШС, бір тарапынан, "Марубени Корпорейшн" мен "JGS Корпорейшн" (мердігер) екінші тарапынан, арасындағы жасалған келісім қазіргі кезде зауытты қайта жаңарту толығымен жүруде, жоспар бойынша бастапқы процестер тексеріліп, іске қосылды. Зауытты қайта жаңарту толық аяқтал-ғаннан кейін мұнайды өңдеу тереңдігі 82%-дан кем құрамауы керек. Жобаны жүзеге асыру мерзімі - 2003-2015 жж.
Мұнай өңдеу өнеркәсібі үшін қоршаған ортаны қорғау мәселесі анағұр-лым өзекті болып табылады. Бұл осы сала өндірісінің даму жылдамдығы табиғат қорғау шараларын жетілдірумен салыстырғанда жоғары екендігімен, қиын пайдаға асырылатын қалдықтардың, ал кейбір жағдайларға байланысты өнімдердің - өндіріс қалдықтарының пайда болуымен, мұнай құрамының өзгеруімен - күкіртті және жоғары күкіртті мұнай мен газ конденсатының пайда болуымен, сонымен қатар техникалық шешім мен қомақты капиталдық шығын талап етуімен түсіндіріледі [20,21].
Қазіргі заманғы мұнай өңдеу объектілері үшін әлеуетті қауіптердің жоғарғы концентрациясы тән. Жыл сайын дүние жүзінде мұнай өңдеу кәсіпорындарында, материалдық зияны орташа есеппен алғанда жылына 100 млн. доллардан астам, шамамен 1500 апат болады, жалпы апаттылық деңгейі өсу қарқындылығына ие [23,23].
Мұнай өңдеу және мұнай химиясы объектілерінің өнеркәсіптік территориясы қауіптілігінің негізгі түрлері өрт, газдану және жарылыс болып табылады. Статистика бойынша өрт апат санының 58,5%-ын, газдану - 17,9%, жарылыс - 15,1%, басқа апаттық жағдайлар 8,5% құраған. Мұнай өңдеу мен мұнай химиясы объектілерінің өнеркәсіптік территорияларының газдану қауіптілігі шекті мәннен асатын және технологиялық жабдықтардың апат болған жағдайда да, қалыпты жұмыс режимінде де жалынның таралуының төменгі шоғырлану шегіне жететін көмірсутек шоғырының өрісі (аумағы) түзілуімен байланысты [24,25].
Мұнай өңдеу және мұнай химиясы өндірістерінің өнеркәсіптік территориясының газдануын, апат кезінде әуе отыны қоспалары бұлтының немесе көмірсутектің ірі қалдығының түзілуі мен ыдырауын зерттеу үлкен қауіппен және толық масштабтағы эксперименттердің қымбатқа түсуімен сипатталады [26]. Осы проблемаларды шешуде, зиянды және тұтанғыш заттарды ыдыратуды зерттеу мен болжаудың анағұрлым тиімді әдісі математикалық модельдеу тәсілдері болып табылады. Бұл мәселеге көптеген зерттеулер [27-31] арналған. Алайда, өндірістің ерекшелігіне, технологияда пайдаланатын заттарға, жердің бедеріне және метеожағдайына байланысты, мұнай өңдеу мен мұнай химиясы объектілерінің өнеркәсіптік территориясының апаттық газдануының өрісін есептеу үшін қолдануға болатын модельдердің саны анағұрлым шектеулі. Қажетті математикалық модельдерді құрудың қиындықтары бастапқы ақпараттың жетіспеушілігінен және айқынсыздығынан да туындап жатады.
Нормативтік талаптарға сәйкес мұнай өңдеу мен мұнай химиясы технологиялық кешендерінің өнеркәсіптік территориясы дүние жүзінде кең көлемде өндірілетін автоматты газ талдаушы-сигнал берушімен жабдықталады [32-34]. Бұл аспаптардың негізінде бар апатқа қарсы күрес жүйесінің жалпы кемшіліктері болып жеке газ талдаушының аз арналылығы, осыған байланысты екінші реттік аспаптардың көп болуы; аз ақпараттылығы; апаттық газдану қауіптілігін болжаудың мүмкін еместігі; өзіне диагностика жасалынбауы; қорғаныс жүйесі ақауларының қадағаланбауы; газданған немесе ақау болған жағдайда апатты режимнің (күні, уақыты, орны, себебі және т.б.) белгіленбеуі болып табылады.
Аталмыш кемшіліктер мұнай өңдеу және мұнай химиясы объектілерінде автоматтандырылған жарылғыштан-өрттен-апаттан қорғау кешенін (ЖӨАҚ АК) жобалау мен енгізу кезінде белгілі бір деңгейде жойылуы мүмкін. Қазіргі кезде өрттен қорғау ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Инженерлік-технологиялық факультеті
Автоматтандыру, ақпараттық технологиялар және қала құрылысы кафедрасы
Магистрлік диссертация
6М070200- Автоматтандыру және басқару білім беру бағдарламасы
МҰНАЙ ӨҢДЕУ ЖӘНЕ МҰНАЙ ХИМИЯСЫ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ КЕШЕНДЕРІНІҢ МАТЕМАТИКАЛЫҚ МОДЕЛЬДЕРІН АНЫҚСЫЗДЫҚ ЖАҒДАЙДА ҚҰРУ ӘДІСТЕМЕСІ
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Орындаушы Турарбай Н. С. 15.03.2024ж.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Ғылыми жетекші Оспанов Е.А . 15.03.2024ж.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Қорғауға жіберілді:
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Кафедра меңгерушісі
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
_______________ Кожахметова Д.О. 15.03.2024ж.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Норма бақылаушы ___________________ 15.03.2024ж.
Семей - 2024ж.
МАЗМҰНЫ
НОРМАТИВТІК СІЛТЕМЕЛЕР . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
АНЫҚТАМАЛАР, БЕЛГІЛЕУЛЕР ЖӘНЕ ҚЫСҚАРТУЛАР . . . . . . . .
4
КІРІСПЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
1
Жалпы бөлім. Мұнай өңдеу және мұнай химиясы объектілерінің ерекшеліктері мен оларды математикалық модельдеу тәсілдері. . . .
8
1.1
Мұнай өңдеу және мұнай химиясы өндірісінің мәселелері мен зерттеу объектілері ретінде ерекшеліктері. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
1.2
Қазақстанның мұнай өңдеу және мұнай химиясы өндірісінің қазіргі жағдайы мен даму болашағы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13
1.3
Мұнай өңдеу және мұнай химиясы технологиялық кешендерінің тиімділігін математикалық модельдеу арқылы тиімділігін арттыру тәсілдері. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
19
2
Арнаулы бөлім. Мұнай өңдеу және мұнай химиясы технологиялық кешендерінің математикалық модельдерін анықсыздық жағдайда құру методологиясы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
26
2.1
Мұнай өңдеу және мұнай химиясы технологиялық кешендерінің математикалық модельдер жүйесін құру методологиясы. . . . . . . . .
26
2.2
Мұнай өңдеу, мұнай химиясы технологиялық кешендерінің модельдерін ақпараттың жетіспеушілігі және айқын еместігі жағдайында құру тәсілін жасақтау. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
31
2.3
Мұнай өңдеу өндірісіндегі каталитикалық риформинг кешенінің математикалық модельдер жүйесін құру. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
39
2.4
Каталитикалық риформинг кешенінің модельдер жүйесінің схемасы, модельдеу нәтижелерінің нақтылығын бағалау және оларды салыстыру. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
56
3
Экономикалық бөлім
60
3.1
Компьютерлік модельдеу жүйесін қолданудан түсетін экономикалық тиімділікті есептеу
60
Қортынды
63
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
64
НОРМАТИВТІК СІЛТЕМЕЛЕР (НҰСҚАУЛАР)
НОPМАТИВТІК СІЛТЕМЕЛЕР
1. Қазақстан Республикасының Еңбек кодексі (04.02.2013 ж. жағдай бойынша өзгерістермен және толықтырулармен))
2. Қазақстан Республикасының Заңы өзгерістер мен толықтырулар енгізу туралы
3. қазақстан Республикасының кейбір заңнамалық актілеріне әлеуметтік қамсыздандыру мәселелері бойынша.
4. ҚР СТ 1042-2001 "ұйымдастыру-өкімдік құжаттама құжаттарды ресімдеуге қойылатын талаптар" мемлекеттік стандарты"
5. МЕСТ 19.001-77, МЕСТ 19.002-80, МЕСТ 19.004-80, МЕСТ 19402-78, МЕСТ 19.505-79. Бағдарламалық құжаттаманың бірыңғай жүйесі. - М. стандарттар жөніндегі мемлекеттік комитет 1982
6. П 042-1.08-2016 Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университетінде жоғары оқу орнынан кейінгі білім (магистратура) туралы ереже
7. МЕСТ 19.201-78 техникалық тапсырма, мазмұны мен дизайнына қойылатын талаптар
8. МЕСТ 19.202-78 сипаттамасы. Мазмұны мен дизайнына қойылатын талаптар
9. МЕСТ 34.201-89 автоматтандырылған жүйелерді құру кезінде құжаттардың түрлері, толықтығы және белгілері
10. Автоматтандырылған жүйелерге арналған стандарттар мен басқару құжаттарының кешені, БҚ 50 -34.698-91, ӘОЖ 628.012.011.5 б:00б. 354
11. МЕСТ 34.601-90 Автоматтандырылған жүйелер. Құру кезеңдері.
12. МЕСТ 34.602-89 автоматтандырылған жүйені құруға арналған техникалық тапсырма
АНЫҚТАМАЛАР, БЕЛГІЛЕУЛЕР ЖӘНЕ ҚЫСҚАРТУЛАР
Бұл магистерлік диссертацияда анықтамалары мыналарға сәйкес келесі терминдер және белгілеулер мен қысқартулар қолданылады:
АБЖ - Автоматтандырылған басқару жүйесі;
ДҚ- Деректор қоры;
ДҚБЖ- Деректер қорын басқару жүйесі;
КАЖ- Корпоративті ақпараттық жүйе;
БҚ- Бағдарламалық қамсыздандыру;
ЭЕМ- Электронды есептеуіш машина;
ҒЗЖ- Ғылыми-зерттеу жұмыстары;
ТКЖ- Тәжірибелік-конструкторлық жұмыстар;
АКБ- Арнайы конструкторлық бюро;
ТКБ- Тәжірибелік конструкторлық бюро;
ҒЗИ- Ғылыми зерттеу институты;
ЖБҚК- Қазақстандық басқару құжаттарының классификаторы.
Кіріспе
Шешілетін ғылыми-технологиялық мәселе мен міндеттердің қазіргі жағдайы, тақырып бойынша ғылыми-зерттеу жұмысының қажеттілігі, жұмыстың жоспарлы ғылыми-техникалық деңгейі. Мұнайдың мол қорына қарамастан Қазақстан Республика аймағы мұнай-газ өңдеу өнімдерін, әсіресе мұнайды терең өңдеуден алынатын сапалы өнімдерге, синтетикалық материал өндіруге, пластмасса, жоғары сапалы мотор отыны, майлау материалдары т.б өте қажет етеді. Соңғы өнімдермен қамтамасыз ету мақсатында мұнай химиясы саласын қалпына келтіру және дамыту мәселелері қойылған.
Қазақстанда мұнай өңдеу тереңдігінің орташа көрсеткіші 70%-ды құрайды. Осыған байланысты, бірінші кезекте, ғылым мен техниканың соңғы жетістіктерін, соның ішінде өндірістік объектілер мен процесстердің тиімділі-гін математикалық тәсілдер мен компьютерлік технологияның көмегімен арттыру, сонымен бірге көмірсутек шикізаттарын терең өңдеу мен мұнай химиясы саласын арттыруға бағытталған технологиялар жасақтау және енгізу қажет. Бұл бағытта Атырау мұнай өңдеу зауыты мен Атырау облысында жүзеге асырылып жатқан мұнай химиясы кешенін салу жобалары ерекше орын алады.
Аталған мәселелерді дұрыс ұйымдастыру және шешу алдын-ала ғылыми талдау мен зерттеу жұмыстарын жүргізуді талап етеді. Мұнай өңдеу және мұнай химиясы кешендерінің экономикалы-экологиялық критерий-лері бойынша жүйелі модельдеу арқылы тиімділігін арттыру үшін ғылыми негізделген тәсілдер, соның ішінде математикалық әдістерді қолданған жақсы нәтиже бере алады. Сондықтан бұл магистрлық диссертацияда мұнай өңдеу және мұнай химиясы өндірістік объектілерінің тиімділігін арттыру мәселелері математикалық модельдеу тәсілдері мен компьютерлік техниканың мүмкіншіліктерін пайдалана отырып шешу тәсілдері ұсынылады.
Жұмыста зерттеу барысында мұнай өңдеу мен мұнай химиясы саласында ғылыми-техникалық деңгейлері жоғары теориялық және практикалық нәтижелер алынуы жоспарланған
Зерттеу тақырыбының өзектілігі.Соңғы кездері мұнай өңдеу мен мұнай химиясын дамыту бағытында маңызды бірнеше мемлекеттік бағдарламалар мен жобалар жасақталып, жүзеге асырылуда. Алайда бұл бағдарламалар мен жобаларды тиімді жүзеге асыру барысында және қолданыстағы өндірістік кешендерді пайдалану барысында көптеген экономикалық, экологиялық, технологиялық, әлеуметтік т.б. мәселе-лер туындауда. Мұнай өңдеу мен мұнай химиясы өндірісіне байланысты мұндай кешенді және күрделі мәселелерді тиімді шешу үшін оларды жан-жақты, жүйелі, ғылыми негізделген тәсілдермен шешу қажет болады. Яғни, проблемаларды тиімді шешу үшін мұнай мен мұнай өнімдерін сақтау, өңдеу тереңдігін арттыру, негізгі өндіріс қалдықтарынан екінші мәрте мұнай өнімдері мен мұнай химиясы шикізаттарын, сондай-ақ мұнай химиясы өнімдерін өндірумен қоса, өндірісінің барлық циклін экономикалық-экологиялық көрсет-кіштері бойынша жүйелі зерттеу және оптималды жұмыс режимдерін анықтау тәсілдері қажет. Мұнай өңдеу, мұнай химиясы салаларын біртұтас жүйе ретінде қарастырған жөн. Бұл өндірістік салалардың технологиялық кешендерінің тиімділігін экономикалық, экологиялық және технологиялық критерийлерін ескере отырып, математикалық тәсілдер мен арнаулы компьютерлік жүйелердің соңғы жетістіктерін қолдана отырып шешу қажет. Сол себепті, осы магистрлық диссертацияда зерттеліп, ұсынылып отырған, мұнай өңдеу тереңдігін арттыру, мұнай өндеу мен мұнай химиясы технологиялық кешендерін математикалық модельдеу арқылы оптималды жұмыс режимдерін табу, яғни негізгі критерийлері бойынша олардың тиімділігін анықтау әдістемелері қазіргі таңда өте маңызды және өзекті болып табылады.
Мұнай өңдеу және мұнай химиясы технологиялық кешендері сияқты күрделі өндірістік жүйелердің элементтері әр түрлі (теориялық, статистикалық, айқын емес) ақпаратпен сипатталуы мүмкін. Мұндай жағдайда олардың мате-матикалық модельдерін қол жетерлік түрлі сипаттағы ақпарат негізінде құру әдістемесі теориялық тұрғыдан әлі негізделмеген. Сондықтан мұнай өңдеу және мұнай химиясы технологиялық кешендерінің математикалық модельдерін анықсыздық жағдайда құру методологиясын жасақтау, зерттеу объектілерін жүйелі моделеу тәсілдерін құру ғылыми әдебиеттерде әлі де аз зерттелген және толықтай шешілмеген пробле-малардың біріне жатады. Сонымен, мұнай өңдеу тереңдігін арттыру, мұнай өңдеу, мұнай химиясы кешендірінің тиімділігін экономикалық, технологиялық және экологиялық сипаттағы көпкритерийлік жағдай мен кешенді модельдеу негізінде арнаулы компьютерлік модельдеу жүйесі арқылы тиімділіг арттыру есептері бүгінгі таңда аса өзекті мәселе болып табылады.
Шешілетін ғылыми мәселенің қазіргі жағдайын бағалау.
Ғылыми жаңашылдығы.
- ұсынылған мұнай өңдеу және мұнай химиясы технологиялық кешендерінің математикалық модельдер жүйесін құру методологиясының оңтайлығы әр агрегатты зерттеу нәтижесiнде жиналған мәлiметтер мен таңдау критерийлері негiзiнде оның тиімді моделiн құруда, содан соң құрылған модельдерді, процестi жүйелі сипаттау үшін, бiртұтас модельдер кешеніне бiрiктiруінде;
- технологиялық кешендердің модельдерін бастапқы ақпараттың жетіспеушілігі жағдайында түрлі мәліметтер, соның ішінде айқын емес ақпараттар негізінде құру тәсілі жасақталған.
- жұмыста алынған теориялық нәтижелер негізінде Атырау МӨЗ каталитикалық риформинг қондырғысы кешенінің негізгі агрегаттарының адекватты математикалық модельдер кешені құрылған.
Зерттеудің теориялық мәнділігі. бастапқы ақпараттың жетіспеуші-лігі және анықсыздығымен сипатталатын мұнай өңдеу, мұнай химиясы т.б. өндіріс объектілерінің адекватты модельдерін жинауға болатын түрлі мәліметтер, соның ішінде айқын емес ақпарат негізінде құру методологиясының тұжырымдалуында.
Зерттеудің практикалық мәнділігі. Жұмыста құрылған мұнай өңдеу мен мұнай химиясы кешендерін ақпараттың жетіспеушілігі, анықсыздық және көпкритерийлік жағдайында модельдеу және оптимизациялаудың жаңа тиімді тәсілдері зерттеу объектілерінің тиімділігін айтарлықтай арттыруға мүмкіндік береді.
Зерттеу мақсаты мен міндеттері: Зерттеудің мақсаты мұнай өңдеу және мұнай химиясы технологиялық кешендерінің математикалық модельдерін анықсыздық жағдайда құру методологиясын жасақтау және оны каталитикалық риформинг технологиялық қондырғысы мысалында практикада қолдану сұрақтарын жүйелі түрде зерттеп, шешу.
Зерттеудің міндеттері қойылған мақсатқа сәйкес мынадай болады:
- Қазақстанның мұнай өңдеу және мұнай химиясы салаларының қазіргі жағдайы мен болашағын талдау, олардың тиімділігін арттыру мәселелері мен матемактикалық тәсілдерін зерттеу;
- мұнай өңдеу мен мұнай химиясы технологиялық кешендерінің модельдер жүйесін түрлі ақпараттар негізінде мәліметтердің жетіспеушілігі және айқын еместігін ескеретін тәсіл жасақтау.
- алынған нәтижелерді Атырау МӨЗ каталитикалық риформинг қондырғысының негізгі блоктарын математикалық модельдер кешенін құруда жүзеге асыру.
Зертеу нысаны. Бұл жұмыста зерттеу объектісі ретінде Атырау МӨЗ-ның каталитикалық риформинг қондырғысы, мұнай химиясы өндірісін салу және дамыту жобалары алынған. Зерттеудің заты болып зерттеу объектілері ретінде алынған мұнай өңдеу мен мұнай химиясы өндірістік кешендерін модельдеу және оптимизациялау арқылы тиімділіктерін арттырудың ғылыми негізделген тәсілдері табылады.
Зерттеудің әдістері: жұмыста мұнай өңдеу мен мұнай химиясы өндірістік кешендері тиімділіктерін арттыру үшін кешенді математикалық модельдеу әдістері қолданылады; айқын емес теориясының және экспертті бағалау тәсілдері қолданылған.
Магистрлық зерттеудің теориялық және әдістемелік негізі. Зерттеу келесі білім салаларының әдістеріне негізделеді: математикалық модельдеу және көпкрнитерийлік оптимизациялау, жүйелік талдау және жүйелер теориясы, эксперттік бағалау және шешім қабылдау тәсілдері.
Магистрлық жұмыстың практикалық базасы болып математикалық модельдерді анықсыздықө жағдайда жасақтау бойынша зерттеу нәтижелері жиналған деректер мен экспериментттер нәтижелері, алынған зерттеу нәтижелері мен жиналған мәліметтерді өңдеу және талдау, эксперттік бағалау нәтижелері табылады.
Жұмыстың талқылануы. Магистерлік диссертация нәтижелері мен ғылыми қағидалары Шәкәрім университетінің хабаршысы ғылыми журналында баяндалып, талқыланды.
1 Мұнай өңдеу және мұнай химиясы объектілерінің ерекшеліктері мен оларды математикалық модельдеу тәсілдері
1.1 Мұнай өңдеу және мұнай химиясы өндірісінің мәселелері мен зерттеу объектілері ретінде ерекшеліктері
Мұнай өңдеу кешендері шикі мұнайды өңдеуге дайындайтын, мұнайды және мұнай өнімдерін бастапқы және терең өңдеу физикалық және физикалық-химиялық процестерін жүзеге асыратын технологиялық агрегаттар жиынтығын құрайды [1]. Бұл агрегаттар мұнай өңдеу зауыттарында түрлі технологиялық қондырғыларға біріктіріліп жұмыс істейді.
Мұнай, негізінен - екі элементтің: көміртектің (79,5-87,5%) және сутектің (11,0-14,5%) синтезінен тұратын, жер қойнауынан өндірілетін өнім болып табылады. Ұңғыдан тікелей жер қабатынан алынатын мұнай шикі мұнай деп аталады. Халық шаруашылығының түрлі салаларында шикі мұнай ретінде де, оның әр алуан өнімдері түрінде де пайдаланылады [2].
Мұнай өңдеу зауыттары (МӨЗ) негізгі мұнай технологиялық процесстер (қондырғылар, цехтар, блоктар), сондай-ақ өнеркәсіптік мекеменің дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз ететін түрлі көмекші қызметтерден (тауарлық-шикізаттық, жөндеу-механикалық, бақылау-өлшеу құралдары мен автоматизация цехтары, бу, су және электрмен қамту, лабораториялар, өрттен сақтау құрылымдары, басшылық, диспетчерлік, қаржы, кадр, қамтамасыз ету бөлімдері, бухгалтерия т.б.) тұрады. МӨЗ мақсаты - қажетті көлемде және ассортиментте жоғары сапалы мұнай өнімдері мен мұнай химиясы үшін шикізаттарды, соңғы кездері қосымша халықтық тұтыну тауарларын өндіру.
Қазіргі МӨЗ, жылына миллиондаған тонна мұнай өңдейтін үлкен қуаттылығымен және күрделігімен сипатталады. Сондықтан МӨЗ-да технологиялық процесстерді автоматтандыру деңгейіне, олардың жұмыс режимдерін оптимизациялауға, жабдықтар мен технологияның сенімділігі мен қауіпсіздігіне, мамандар біліктілігіне жоғары талаптар қойылады.
Мұнай өңдеу өндірісінің аралық және ақырғы өнімдері әдетте түрлі, өзара байланысқан агрегаттар, мәселен, пештер, реакторлар, ректификациялау колонналары, жылу алмастырғыштар және т.с.с. технологиялық объектілер (агрегаттар) арқылы алынады, яғни олар күрделі өндірістік жүйеге жатады [3].
Өңдегенде мұнайдан түрлі мұнай өнімдері мен мұнай-химия өндірісінің шикізаты алынады. Мұнай өнімдерінің негізгі түрлеріне: автомобиль және авиациялық бензиндер, дизельдік отын, газойль, пеш отыны, мазут, гудрон, мұнай коксы, газ және басқаларын жатқызуға болады.
Мұнай өңдеу технологиялық физикалық және физика-химиялық деп екі үлкен топқа жіктеуге болады.
Физикалық процесс барысында өңделетін шикізаттың құрамы өзгермейді, мәселен, мұнайды тазарту, мұнайды ажырату мен газды фракциялау, көмірсутектердің түрлі тобын селективті еріткіштермен мұнай фракцияларынан экстракциялау процестері физикалық процестерге жатады.
Физикалық-химиялық процестер барысында сапасы бойынша жаңа қосындылардың түзілуімен қатар молекуланың құрамы мен құрылымы өзгереді. Мұнай мен газ өңдеу өндірісінде физикалық-химиялық процестер термиялық, термокаталитикалық және радиациялық-химиялық болып бөлінеді.
Термиялық процестерге пиролиз бен мұнай фракциясы мен газдың термиялық крекингі, парафин мен олефинді тотықтандыру және хлорлау, кокстеу процестері [4] және т.б. жатады.
Термокаталитикалық процестер бастапқы шикізаттың сапасын арттыру-да және мұнай мен химиялық шикізаттан түрлі бағалы өнімдер алу үшін өнеркәсіпте кең қолданылады. Бұл процестерге каталитикалық крекинг, ката-литикалық риформинг, гидротазалау, гидрокрекинг және басқа процестер жатады. Мұнай өңдеу өнеркәсібінде 70%-дан астам мұнай термокаталикалық процестер үлесі көмегімен өңделеді [5].
Барлық қарастырылған процестер арнайы жарақтандырылған технология-лық агрегаттар кешендерінде жүргізіледі. Бұл агрегаттар белгілі бір схема бойынша түрлі технологиялық қондырғылар құра отырып біріктіріледі. Мұнай өңдеудің негізгі технологиялық қондырғыларын жіктеуді қарастырайық [6,7].
Мұнайды бастапқы өңдеу қондырғыларына ЭТ-АТ-2 (ЭЛОУ-АТ-2) және ЭТ-АВТ (ЭЛОУ-АВТ) қондырғыларын жатқызуға болады. ЭТ-АТ-2 тікелей айыру қондырғысы мұнайды бастапқы өңдеу процесін жүргізуге арналған. ЭТ секциясы (электрлі тұзсыздандыру) электр өрісінде электрлі тұзсыздандыру және судан тазарту арқылы мұнай дайындауға арналған, ал АТ (атмосфералық-түтікшелі) секция қондырғысы тұзсыздандырылған және судан тазартылған мұнайды қыздыру, буландыру, фракциялау және дистиллят буын конденсациялау арқылы жеке фракцияларға бөлуге арналған. ЭТ-АВТ (атмосфералық-вакуумдық түтікшелі) қондырғысы мұнайды электрлі тұзсыздандыру блогында дайындауға және атмосфералық және вакуумдық блоктарда өңдеуге арналған.
Термокаталитикалық процестерді жүргізу қондырғыларына каталитика-лық риформинг қондырғысы жатады. Каталитикалық риформинг қондырғысы автомобильдік және авиациялық бензиндердің жоғары октанды жиынтығы мен сутек құрамды газ өндіруге арналған.
Мұнайды терең өңдеу қондырғысына баяу коксілеу қондырғысы мен термикалық процестер өтетін мұнай коксын қыздыру қондырғысын жатқызуға болады. Баяу коксілеу қондырғысы электродты өнеркәсіптің шикізаты болып табылатын мұнай коксын алуға арналған. Мақсаттық өнім - мұнай коксынан басқа қондырғыдан пеш отыны, ауыр газойль және майлы газ өндіріледі. Мұнай коксін қыздыру қондырғысы ұшқыр жиынтықтар мен ылғалды жоюға және тиісті талаптарға сай қыздырылған коксты алуға арналған.
Мұнай химиясы өнеркәсібі мұнай мен табиғи газды өңдеу өнімдеріне негізделген синтетикалық материалдар мен бұйымдарды қамтитын ауыр индустрия саласына жатады [8]. Мұнай химиясы өнеркәсібі кәсіпорындарында синтетикалық каучук, негізгі органикалық синтез өнімдері (этилен, пропилен, полиэтилен, полипропилен, беттік-белсендік заттар, жуу заттары, минералды тыңайтқыштар), күйе, резеңке бұйымдары (автотегершіктер, резеңке-техникалық бұйымдар және кең көлемдегі тұтыну заттары), асбеста-техникалық бұйымдар. Полимерлерді, майлау майларын, бояу еріткіштерді, сондай-ақ органикалық қосылыстардың өндірудің үлкен үлесі мұнай химиясына тиесілі.
Мұнай химиясы өнеркәсібі - прогрессивті, өндіріс тиімділігі үздіксіз, қарқынды дамушы сала. Бұл салаға жоғары өнімді қондырғылар ендірілуде, арнаулы көптонналық өндірістер құрылуда, автоматты басқару жүйелері ендірілуде [9]. Синтетикалық каучукты өндіруде изопрен алу қондырғылары кеңінен қолданылады. Бұл қондырғы өзіндік капиталдық шығынды 20% қысқартуға, изопреннің өзіндік құнын 5% төмендетуге және өнімділікті 2 есеге арттыруға мүмкіндік береді.
Өнеркәсібі дамыған елдерде мұнай химиясының даму қарқыны, оның қанағаттанарлық деңгейіне байланысты, салыстырмалы түрде баяу, бірақ дамушы елдерде (әсіресе Таяу және Шалғай Шығыс елдерінде) сала қазіргі таңда өте жоғары қарқынмен дамуда. Мысалы, Қытайда оның даму қарқыны жылына 10-15% құрайды. Мұнай химиясы саласы жылдам қарқынмен Оңтүстік Кореяда, Малайзияда, Сауд Арабиясында, Въетнамда, Иранда, Кувейтте және бірнеше басқа елдерде дамуда. Мұның нәтижесінде әлемдік химия индустриясында мұнай химиясы үлесі үздіксіз өсуде. Бүгінгі таңда ол 40% шамасында, соның ішінде өндірістік дамыған елдерде 35%, Ресейде - 40%, Таяу Шығыста - 80-85%. Мұнай негізіндегі органикалық химикаттар химия өнеркәсібінің барлық шикізатының 80% астамын құрайды.
Мұнай химиясы саласы мұнай өңдеу сияқты сыбайлас саласына қарағанда жылдам дамуда. Қазірдің өзінде мұнай мен мұнай өнімдерін сату көлеміне қарағанда мұнай химиясы өнімдерінің көлемі айтарлықтай артық. Мұнай сату көлемі 600 - 1000 млрд.долл. (әлемдік мұнай өндіру көлемі 3 млрд.т, мұнай бағасы - баррелі 30 - 50 долл.) бағаланса, мұнай химиясы өнімдері 650 млрд. долл. бағаланады.
Болашақта да мұнай химиясы өнімдерінің әлемдік нарығы мұнай мен мұнай өнімдері нарығына қарағанда жылдамырақ дамиды. 2020 ж. дейін пластмасса өндірудің жылдық қарқыны 5% деңгейінде күтілуде, полиэфирлік талшықтар - 6% т.с.с. Ал мұнайға деген сұраныс, Энергетикалық ақпараттық агенттіктің (АҚШ) болжамы бойынша жылына 1.7% құрайды, соның ішінде дамыған елдерде - жылына 1% шамасында.
Әлемдік мұнай химиясы өндірісінің жылдам дамуы, саланың жоғары капиталдық сиымдылығы арқасында әрдайым үлкен қаржылық ресурстарға ие болған, нақты ірі компаниялармен байланысты екенін атап өткен дұрыс. Бастапқыда оларға, алғаш рет қазіргі белгілі өнімдер полиэтиленді (Ай-Си-Ай компаниясы), полипропиленді (Монтедисон), нейлонды (Дюпон) және т.б. өндіріп, оны нарыққа ұсынған, жоғары инновациялық потенциалы бар химиялық фирмалар болды. Соңынан көптеген мұнай химиясы өнімдерін (полимерлер мен жоғарыда аталғандар) массалық өндіруге көшу, өндірістік шығын факторының маңызын жылдам көтерді, бұл әлемдік мұнай химиясының корпоративтік құрылымының өзгеруіне себеп болды.
Мұнай химиясы мұнай компаниялары, мұнай өңдеу өнеркәсібі үшін айтарлықтай пайдалы сала болып шықты. Оларға мұнай химиясы өндірісі мұнай өңдеуді тереңдету және құны жоғары өнімдерді өндіру есебінен, мұнай нарығында бағаның шайқалу мерзімінде тұрақтылықты қамтамасыз етуге және қосымша пайда (20% дейін) түсіруге мүмкіндік берді. Мұнай өңдеу дәрежесінің артқаны сайын, өнімдерді өткізуден түсетін түсім шұғыл артады - шикі мұнайдың тоннасынан келетін түсім 100 долл. (мұнайдың 1 барреллінің құны 15 долл. болса) құрайды, мұнай өнімдерін көтерме бағамен сатқанда - 150 долл., автокөліктерге жанармай құятын бекеттер арқылы сатылса - 385 долл., мұнай химиясы өнімдері өткізілсе - 800-900 долл. дейін пайда түседі.
Әлемдік мұнай химиясының корпоративтік құрылымындағы тағы бір өзгеріс - нарыққа дамушы елдердің химиялық (САБИК, Хендаи, Самсунг, Формоза пластикс т.б.) және мұнай (Пемекс, Петронас, т.б.) компанияларының келуі. Олардың әлемдік нарықтағы бәсекелестігі, мемлекет тарапынан немесе дамыған елдердің фирмалары тарапынан болатын, сыртқы қолдауға байланысты.
Мұнай компанияларының мұнай химиясына белсенді енуі, олардың өнімдеріндегі мұнай химиясы өнімдерінің үлесін айтарлықтай арттырды және олардың қызметтерінің сипатын өзгертті. Бүгінгі таңда бұл көрсеткіш Бритиш Петролеум мен Шеврон компанияларында 10% құрайды, Шелл - 12%, ЭНИ - 22%, Эльф Акитэн - 25% т.с.с. Мұнай компанияаларының үлесіне әлемде өндірілетін олефиндер мен ароматты көмірсутектердің 50% астамы, полистиролдың - 33%, полиолефиндердің 25% келеді.
Ресей мұнай химиясында, әлемдік нарықтағы сияқты, көптеген таза химиялық фирмалар (Пластик, Оргстекло, Тольяттиазот т.б.) жұмыс жасап келді және жасауда, бірақ олардың рөлі салада салыстырмалы алғанда үлкен емес. Шетелдік технологиялар мен сатып алынған шикізатты қолдана отырып олар жергілікті нарықта монополялық әсер ету немесе белгілі бір арнаулы артықшылық (мысалы, эксперттік аммиак өткізу) арқылы жұмыстануда. Салада ірі мұнай-газ корпорациялары - ЛУКОЙЛ, ТНК, Газпром, СИБУР т.б. маңызды орын алып отыр. Соңғы 4-5 жылда олардың мұнай химиясындағы ролі арта түсті, себебі олар пайданың артуы мен мұнай және газдың құнының өсуіне байланысты өндірісті диверсификациялауға (әртараптандыруға), мұнай химиясы активтерін сатып алуға көшті.
Соңғы жылдары Қазақстан мұнай-газ саласының, оның ішінде мұнай өңдеу және мұнай химиясы өндірістерінің қарқынды дамуы мен ірі жобалардың жүзеге аса бастауы, бұл өндірістердің технологиялық процестерін тиімді жүргізу және оларды экономикалық, технологиялық және экологиялық критерийлері бойынша оптимизациялау мәселелері соңғы кезде өте өзекті тақырыпқа айналды. Осыған байланысты оларды шешуге бағытталған зерттеу жұмыстары жандана бастады. Мұнай өңдеу және мұнай химиясы технологиясын дамытуда Серіков Т.П., Сармурзина Р.Ғ. және т.б. қазақстандық ғалымдар қомақты үлес қосты. Оразбаев Б.Б., Серіков Ф.Т., Оразбаева К.Н. осы өндірістегі мәселелерді шешуде математикалық тәсілдер мен компьютерлік жүйелерді жасақтау мен пайдалану бойынша үлкен нәтижелерге қол жеткізді.
Мұнай өңдеу және мұнай химиясы өндірістерінің кешендері түрлі процестер (мысалы жоғарыда қарастырылған физикалық, физика-химиялық) өтетін өз ара байланысқан түрлі технологиялық агрегаттардан тұратын күрделі жүйе болып табылады. Сол себепті, олардың тиімділігін арттыру мақсатында зерттеу мен оптимизациялау үшін олардың табиғаты мен жағдайын, типін және басқа ерекшеліктерін ескеретін математикалық модельдерін құру керек. Мұндай модельдер компьютердің көмегімен зерттеу барысын тездете және жеңілдете алады, ал зерттеу объектілерін тиімді оптимизациялау үшін, математикалық модельдер негізінде технологиялық кешендердің тиімді жұмыс режимдерін табуға мүмкіндік беретін алгоритмдер қажет болады.
Сонымен көмірсутекті шикізатты өңдеу технологиясы мен кешендерінің күрделілігі процестерді тиімді жобалауға және басқаруға математикалық модельдеу мен оптимизациялау тәсілдері және компьютерлік жүйелерді қолдану қажеттігін талап етеді. Мұндай объектілердің математикалық моделін құру, олардың күрделігіне, бастапқы ақпараттардың жетіспеушілігіне және олардың айқын еместігіне байланысты, айтарлықтай көп еңбекті қажет ететін процесс болып табылады, сондай-ақ зерттеу жұмысының көп көлемін орындаумен байланысты. Мұнай өңдеу және мұнай химиясы кешендері мен процестерінің модельдерін құру кезінде жұмыстарды түрлі күрделілік деңгей бойынша жүргізеді, бұл қойылған есепке, жинақталған мәліметтерге және зерттеушілердің тәжірибесіне, жабдықталуы мен ақпараттылығына байланысты бөлінеді.
Бастапқыда, агрегаттың, процестің типін анықтайды, оны тиісті класқа жатқызады және процесс кезінде анықталған заңдылықтарға зерттеу жүргізеді. Берілген процеске әр алуан термодинамикалық, жылутехникалық, кинетика-лық және басқа есептеулер мен тәжірибелік зерттеулер жүргізіледі. Сонымен қатар, процестің кіріс және шығыс, ішкі және сыртқы айнымалы шамаларының арасындағы байланысты анықтау қажет. Содан кейін, егер бұл мүмкін болса, зерттеу технологиялық кешендері мен процестері туралы теориялық түсінікті зерттеп, дамытады.
Теориялық және тәжірибелік зерттеулер нәтижелері бойынша зерттеу объектісінің математикалық модельдері құрастырылады. Бірақ, практикада өндірістік объектілер мен процестердің күрделігіне, көптеген параметрлердің қиын өлшенетіндігіне, немесе тіпті өлшенбейтігіне, өлшеу приболарының жетіспеушілігіне, олардың сенімсіздігіне немесе жоқтығына байланысты, көп жағдайда, теориялық және эксперименталдық-статистикалық мәліметтер жетіспейтіндігін, ал оларды жинау мүмкін еместігін атап өткен дұрыс. Бұл жағдайда, ақпараттың бірден-бір көзі болып, зерттеу объектісі бойынша білімі мен практикалық тәжірибесі бар маман-эксперттер мен шешім қабылдайтын тұлға (ШҚТ), табылады. Олардан алынған ақпарат (білімі, тәжірибесі, ойы, тұжырымдамасы) негізінен сандық түрде емес, сапалық түрде, яғни сөз, сөйлем, тұжырымдама түрінде болады. Ақпараттың мұндай түрі айқын емес ақпарат деп аталады және оларды жинау мен өңдеудің тиімді тәсіліне айқын емес жиындар (айқын емес математика) теориясының тәсілдерін жатқызуға болады.
Сонымен, кешен мен онда өтетін процесс типін ескере отырып жиналған және өңделген теориялық, эксперименталдық-статистикалық мәліметтер және (немесе) сарапшы-мамандардың ақпаратының негізінде математикалық модельдерді нақтылайды және модельдің түпнұсқаға (өндірістік объектіге) адекваттылығының бар немесе жоқ екенін анықтайды. Егер құрылған моделдің адекваттығы анықталған болса, ол зерттеу объектісін зерттеуге, оның оптималды жұмыс режимдерін табуға, оны басқаруға ұсынылады. Масштабының ірілігіне және шикізаттың, катализатордың, энергияның көп жұмсалуына, сонымен қатар, шығындардың басқа түрлеріне байланысты процестер оптимималды режимге жақын режимде жүргізілуі тиіс. Мұндай режимді құрылған математикалық модель табуға мүмкіндік береді. Бұл технологиялық қондырғының жұмысы туралы алынған ақпараттың құндылығын түсірмей энергетикалық және басқа шығындарды, шикізат және уақыт шығындарын төмендетеді.
Қорытынды ретінде, бұл магистрлық диссертация зерттеу объектісі ретінде қарастырылатын мұнай өңдеу және мұнай химиясы технологиялық кешендері мен процестерінің негізгі ерекшеліктеріне; олардың күрделілігін; өз ара байланысқан агрегаттар жүйесі түрінде болатынын; экономикалық, технологиялық, экологиялық т.б. көрсеткіштерімен анықталатын көпкритерий-лігін және математикалық сипаттау үшін қажетті ақпараттың жетіспеушілігі мен айқын еместігін жатқызуға болады.
1.2 Қазақстанның мұнай өңдеу және мұнай химиясы өндірісінің қазіргі жағдайы мен даму болашағы
Бүгінгі таңда Қазақстанда мұнай ңдейтін үш мұнай өңдеу зауыттары жұмыс істейді. Олар Атырау МӨЗ, Шымкент МӨЗ және Павлодар мұнай химиясы зауыты.
Атырау МӨЗ қазақстандық бірінші мұнай өңдеу кәсіпорны, ол отындық схема бойынша Каспий теңізінің солтүстік жағалауында 1945 жылы салынып іске қосылған. Республиканың батысында, Жетібай, Өзен, Ембі, Мартышы, Теңіз секілді ірі мұнай кен орындарына, Каспий теңізінің көмірсутек қорына жақын орналасқан және қазақстандық мұнайды өңдейді.
Зауыттың алғашқы мұнай өңдеу қуаттылығы жылына 800 мың тонна болған және Ембі кең орындары мұнайларын өңдеуге бағытталған [10]. Қазіргі таңда Атырау МӨЗ өңдеу қуаттылығы жылына 5 млн. тоннадан асты, жаңа талаптарға сай, болашағы мол ірі кәсіпорын болып табылады.
2006 жылы Атырау МӨЗ қайта жаңартудың I кезеңі орындалды, оның ерекшілігі Қазақстанда бірінші рет жаңарту өндірісті тоқтатпай жүргізілді. Атырау МӨЗ қайта жаңартудың негізгі мақсаты - ескірген жабдықтарды ауыстыру, Еуро Одақ талаптарына сай келетін жоғары сапалы өнімдерді өндіру арқылы қоршаған ортаға зиянды әсерді төмендету, қосымша құны жоғары ақшыл мұнай өнімдерін өндіру көлемін арттыру және қосымша жұмыс орындарын құру, толығымен жүзеге асуда [11,12].
Бұл мақсаттарды орындау үшін келесі жаңа қондырғылар салынды: бензинді гидротазалау; дизельдік отынды гидротазалаудюепарафинизациялау; изомерлеу; газдарды аминдік тазалау; сутегін (водород) алу; қолданылған суларды биотазалау және күкірт өндіру.
2007 жылдың басында Еуростандарт талаптарына сай бензин (құрамын-дағы күкірт 10 ррм аспайды) мен дизельдік отынның (құрамында күкірт 50 ррм дейін, қату температурасы минус 35оС) алғашқы партиясы өндірілді. Қоршаған ортаға зиянды этил қосылған бензиндерді өндіру тоқтатылды. Қазіргі кезде зауыттың өңдеу тереңдігі - 72%, еуростандарттар талаптарына сай экологиялық таза өнімдер: Нормаль-80, Регуляр-92, Премиум-95; ДЛЭЧ (Э), ДЗЭЧ (Э) маркалы дизельдік отындар өндіру игерілген.
Шымкент МӨЗ пайдалануға 1985 жылы берілген, Қазақстанның оңтүстігінде орналасқан. Мұнай өңдеу бойынша жобалық қуаттылығы жылына 6 млн. тонна. 2000 жылы дизельдік отын мен керосинді гидротазалау секциялары қайта жаңартылды. Қазіргі кезде зауыт жылына 5,25 млн.тонна қуаттылықпен жұмыс жасауда. . Қайта жаңарту нәтижесінде зауыт жылына 6,65 млн. тоннаға дейін мұнай өңдеуге қабілетті.
Шымкент МӨЗ Құмкөл кен орны мұнайы (80 %) мен Ресейдің Батыс сібір кен орындарының мұнайын (20%) өңдейді. Зауыттың өндірістік қуаты келесі қондырғылардан тұрады: ЛК-6У комбинацияланған (құрамдастырылған) қондырғысы (атмосфералық айдау, каталитикалық риформинг, дизотынды гидротазалау, керосинді гидротазалау, газды фракциялау қондырғысы); мазутты вакуумдық айдау қондырғысы.
Мұнайды өңдеу тереңдігін және моторлық отындардың өндіру көлемін арттыру мақсатында 1998 жылы қуаттылығы 1,8 тоннажылына болатын мазутты каталитикалық крекингтеу қондырғысын салу басталған еді, бірақ . қаржыландырудың жетіспеуінен аяқсыз қалды. Бұл аяқталмаған құрылыс объектілерінің 50 % қайта жаңартуда қолдануға болады.
Қазіргі жағдайда зауыттың технологиялық мүмкіндіктері мұнай өнімдерінің келесі ассортиментін шығара алады: сұйытылған көмірсутек газдары; Еуро-2 талаптарына сәйкес келетін АИ-80, АИ-92, АИ-96 маркалы автомобиль бензиндері; Еуро-2 талаптарына сәйкес келетін ДТ З-02 (-35), Л-0,2-40, ЛД-0,2 және басқа маркалы дизельдік отындар; авиациялық керосин; вакуумдық газойль және мазут.
Шымкент МӨЗ-ның даму перспективасы. 2007 жылы 6 шілдеде ПетроКазахстан Ойл Продактс ЖШС (Шымкент МӨЗ) 50% үлесін иелену және оны ҚазМұнайГаз СҮ АҚ беру келісімі аяқталды. Шымкент МӨЗ қайта жаңарту аясында CNPC (EastChina Design Institute) - Шығыс қытай жобалау институты ПетроКазахстан Ойл Продактс МӨЗ модернизациялау (жетілдіру) жобасы бойынша алдын-ала техникалық-экономикалық негіздеуімен бірге Есеп дайындады.
Қайта жаңартудың басты бағыттары: дизотынды депарафинизациялау қондырғысын жетілдіру; RFCCМТБЭАГФУ қондырғыларын жаңарту; жаңадан изомерлеу және полипропилен мен күкірт өндіретін қондырғыларды салу. МӨЗ қайта жаңарту жобасын жүзеге асырғаннан кейін 80 % күкірті аз Құмкөл мұнай мен 20% Батыс сібір күкіртті мұнайын өңдеу жаспарлануда. Қайта жаңартудан кейін өндірілетін бензиндер мен дизельдік отындар экологиялық көрсеткіштері бойынша Еуро-4 талаптарына сәйкес болады.
Павлодар мұнай химиясы зауыты пайдалануға 1978 жылы берілген, республиканың солтүстік-шығысында орналасқан. Мұнай өңдеу бойынша зауыттың жобалық қуаты жылына 6 млн. тонна. 1978 жылы битум өндіру қондырғысы пайдалануға берілді. 1983 жылы Павлодар МӨЗ кеңейту бойынша ірі жоба іске асты, мұнайды терең өңдеу кешені салынып, пайдалануға берілді, ал 1986 жылы баяу коксілеу қондырғысы іске қосылды. Зауыт, Омск - Павлодар мұнай құбырымен келетін, батыс сібір мұнайларының қоспасын өңдейді. Бүгінгі таңда зауыттың қуаттылығы жылына 5,0 млн. тонна шикі мұнайды құрайды. Қайта жаңартудың нәтижесінде Павлодар МӨЗ-ы мұнайды жылына 7,50 млн.тоннаға дейін өңдеуге қабілетті.
Зауыттың негізі технологиялық жабдықтары екі кешеннен тұрады. Біріншісі - ЛК-6У (атмосфералық ректификация, каталитикалық риформинг, газойлды гидротазалау, газды фракциялау қондырғысы) кешені, ал екіншісі - КТ-1 (вакуумдық айдау қондырғысы, вакуумдық газойлды гидротазалау қондырғысы, каталитикалық риформинг қондырғысы және газды фракциялау қондырғысы) кешені. 2008 жылдың қыркүйегінде зауытта, гидрогенизациялық процестерге қажетті сутекқұрамды газдың жетіспеушілігін шешуге және дайын өнімдердің сапалық көрсеткіштерін жақсартуға мүмкіндік беретін сутегін өндіру қондырғысы пайдалануға берілді.
Мұнай өңдеудің негізгі процестерінің ерекшеліктері, экономикалық-экологиялық және басқа сипаттамалары көптеген, мәселен, [13-18] жұмыстарда қарастырылған. Негізінен қазақстандық мұнай өңдеу кәсіпорындары екі технологиялық процестер схемасы бойынша құрылған [19, II том]. Бірінші жеңілдетілген процесте шикі мұнайды айыру блогы, риформинг блогы, дистилляттарды гидротазалау блогы болады. Екінші процесс - қалдықтарды өңдеу кешені. Онда вакуумдық айыру, газойльды гидротазалау, каталитикалық крекинг блоктары және газды фракциялау қондырғылар болады.
Гидрокрекинг, алкилизациялау, каталитикалық полимерлеу, демеркап-танизациялау секілді процестер Қазақстанның мұнай өңдеу кәсіпорындарында жоқ. Республика бойынша МӨЗ-ның орташа өңдеу тереңдігі 70%, бұл қазіргі талаптарға сай келмейді. Республика МӨЗ-ның негізгі таяудағы мақсаты өңдеу тереңдіктерін көбейту, бар жабдықтарды жаңалау, өндірістік экологиялы-лығын арттыру бойынша шаралар жүргізу болып табылады.
Республиканың мұнай өңдеу кәсіпорындарының ортақ белгісі қазіргі құрал-жабдықтармен жеткіліксіз жабдықталғандығы болып отыр. Техноло-гиялық процестердің автоматтандырылған басқару жүйелері (ТП АБЖ) жоқ деуге болады. Шымкент МӨЗ-да ТП АБЖ енгізу жұмыстары басталды, Атырау МӨЗ-да кеңесші режимінде жұмыс істейтін қондырғы операторларының бірнеше автоматтандырылған жұмыс орындары (АЖО) енгізілді.
Республикадағы мұнай өңдеу зауыттарының жалпы сипаты - мол энергия шығыны мен қоршаған ортаны қорғау аясындағы қабылданатын шаралардың жеткіліксіздігі болып табылады. Атырау МӨЗ-ын қайта жаңарту мен кеңейту барысында күкірт өндіру қондырғысы, технологиялық қондырғыларда қолда-нылған суларды биологиялық тазалау қондырғысы салынып, іске қосылды, яғни қоршаған ортаны қорғау мәселелері қажетті деңгейде шешіле басталды.
Осылайша, Атырау МӨЗ-ың экономикасының түбегейлі өзгеруі кәсіп-орынның қайта жаңарту жобасын жүзеге асырумен іске асады. 2001 ж. Атырау МӨЗ-ын толықтай қайта жаңарту жөнінде "ҚазМұнайГаз" ҰК мен "Атырау МӨЗ" ЖШС, бір тарапынан, "Марубени Корпорейшн" мен "JGS Корпорейшн" (мердігер) екінші тарапынан, арасындағы жасалған келісім қазіргі кезде зауытты қайта жаңарту толығымен жүруде, жоспар бойынша бастапқы процестер тексеріліп, іске қосылды. Зауытты қайта жаңарту толық аяқтал-ғаннан кейін мұнайды өңдеу тереңдігі 82%-дан кем құрамауы керек. Жобаны жүзеге асыру мерзімі - 2003-2015 жж.
Мұнай өңдеу өнеркәсібі үшін қоршаған ортаны қорғау мәселесі анағұр-лым өзекті болып табылады. Бұл осы сала өндірісінің даму жылдамдығы табиғат қорғау шараларын жетілдірумен салыстырғанда жоғары екендігімен, қиын пайдаға асырылатын қалдықтардың, ал кейбір жағдайларға байланысты өнімдердің - өндіріс қалдықтарының пайда болуымен, мұнай құрамының өзгеруімен - күкіртті және жоғары күкіртті мұнай мен газ конденсатының пайда болуымен, сонымен қатар техникалық шешім мен қомақты капиталдық шығын талап етуімен түсіндіріледі [20,21].
Қазіргі заманғы мұнай өңдеу объектілері үшін әлеуетті қауіптердің жоғарғы концентрациясы тән. Жыл сайын дүние жүзінде мұнай өңдеу кәсіпорындарында, материалдық зияны орташа есеппен алғанда жылына 100 млн. доллардан астам, шамамен 1500 апат болады, жалпы апаттылық деңгейі өсу қарқындылығына ие [23,23].
Мұнай өңдеу және мұнай химиясы объектілерінің өнеркәсіптік территориясы қауіптілігінің негізгі түрлері өрт, газдану және жарылыс болып табылады. Статистика бойынша өрт апат санының 58,5%-ын, газдану - 17,9%, жарылыс - 15,1%, басқа апаттық жағдайлар 8,5% құраған. Мұнай өңдеу мен мұнай химиясы объектілерінің өнеркәсіптік территорияларының газдану қауіптілігі шекті мәннен асатын және технологиялық жабдықтардың апат болған жағдайда да, қалыпты жұмыс режимінде де жалынның таралуының төменгі шоғырлану шегіне жететін көмірсутек шоғырының өрісі (аумағы) түзілуімен байланысты [24,25].
Мұнай өңдеу және мұнай химиясы өндірістерінің өнеркәсіптік территориясының газдануын, апат кезінде әуе отыны қоспалары бұлтының немесе көмірсутектің ірі қалдығының түзілуі мен ыдырауын зерттеу үлкен қауіппен және толық масштабтағы эксперименттердің қымбатқа түсуімен сипатталады [26]. Осы проблемаларды шешуде, зиянды және тұтанғыш заттарды ыдыратуды зерттеу мен болжаудың анағұрлым тиімді әдісі математикалық модельдеу тәсілдері болып табылады. Бұл мәселеге көптеген зерттеулер [27-31] арналған. Алайда, өндірістің ерекшелігіне, технологияда пайдаланатын заттарға, жердің бедеріне және метеожағдайына байланысты, мұнай өңдеу мен мұнай химиясы объектілерінің өнеркәсіптік территориясының апаттық газдануының өрісін есептеу үшін қолдануға болатын модельдердің саны анағұрлым шектеулі. Қажетті математикалық модельдерді құрудың қиындықтары бастапқы ақпараттың жетіспеушілігінен және айқынсыздығынан да туындап жатады.
Нормативтік талаптарға сәйкес мұнай өңдеу мен мұнай химиясы технологиялық кешендерінің өнеркәсіптік территориясы дүние жүзінде кең көлемде өндірілетін автоматты газ талдаушы-сигнал берушімен жабдықталады [32-34]. Бұл аспаптардың негізінде бар апатқа қарсы күрес жүйесінің жалпы кемшіліктері болып жеке газ талдаушының аз арналылығы, осыған байланысты екінші реттік аспаптардың көп болуы; аз ақпараттылығы; апаттық газдану қауіптілігін болжаудың мүмкін еместігі; өзіне диагностика жасалынбауы; қорғаныс жүйесі ақауларының қадағаланбауы; газданған немесе ақау болған жағдайда апатты режимнің (күні, уақыты, орны, себебі және т.б.) белгіленбеуі болып табылады.
Аталмыш кемшіліктер мұнай өңдеу және мұнай химиясы объектілерінде автоматтандырылған жарылғыштан-өрттен-апаттан қорғау кешенін (ЖӨАҚ АК) жобалау мен енгізу кезінде белгілі бір деңгейде жойылуы мүмкін. Қазіргі кезде өрттен қорғау ... 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