Алкилдеу процесі
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1. Технологиялық бөлім
1.1. Жобаланатын процеске қысқаша сипаттама және схеманы таңдау негізі ... .
1.2. Шикізаттың, дайын өнімнің және қосымша материалдардың сипаттамасы..
1.3. Дайын өнімнің қолданылуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.4. Процестің теориялық негізі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.5. Технологиялық процестің жобалануы және толық сипаттамасы ... ... ... ... ...
1.6. Процесті аналитикалық бақылау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.7. Технологиялық процестің автоматтандырылуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.8. Еңбекті қорғау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.9. Қоршаған ортаны қорғау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2. Есептеу бөлімі
2.1. Процестің материалдық балансы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.2. Аппараттардың материалдық балансы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.3. Аппараттардың жылулық балансы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2.4. Аппараттардың негізгі конструктивті өлшемдерін есептеу ... ... ... ... ... ... ... .
2.5. Негізгі қондырғының таңдалуы және сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3. Экономикалық бөлім
3.1. Негізгі қорлардың қолданылуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3.2. Жұмысшы санын және еңбек ақы қорын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3.3. Өзіндік құнын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
3.4. Технико.экономикалық көрсеткіштерін және тиімділігін есептеу ... ... ... ... .
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1. Технологиялық бөлім
1.1. Жобаланатын процеске қысқаша сипаттама және схеманы таңдау негізі ... .
1.2. Шикізаттың, дайын өнімнің және қосымша материалдардың сипаттамасы..
1.3. Дайын өнімнің қолданылуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.4. Процестің теориялық негізі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.5. Технологиялық процестің жобалануы және толық сипаттамасы ... ... ... ... ...
1.6. Процесті аналитикалық бақылау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.7. Технологиялық процестің автоматтандырылуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.8. Еңбекті қорғау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.9. Қоршаған ортаны қорғау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2. Есептеу бөлімі
2.1. Процестің материалдық балансы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.2. Аппараттардың материалдық балансы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.3. Аппараттардың жылулық балансы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
2.4. Аппараттардың негізгі конструктивті өлшемдерін есептеу ... ... ... ... ... ... ... .
2.5. Негізгі қондырғының таңдалуы және сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3. Экономикалық бөлім
3.1. Негізгі қорлардың қолданылуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3.2. Жұмысшы санын және еңбек ақы қорын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3.3. Өзіндік құнын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
3.4. Технико.экономикалық көрсеткіштерін және тиімділігін есептеу ... ... ... ... .
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
КІРІСПЕ
Мұнай шикі затының құрылымын өзгертіп өңдеудің барлық процестері көмірсутекті газдар түзілуімен жүреді. Бұл газдардың шығымы шикі затқа есептегенде орташа 5-25% құрайды. Қазіргі озық мұнай өңдеу зауыты жылына 12 млн. т мұнайды терең өңдегенде шамамен 1 млн. т (яғни 8% масс. жоғары) газ көмірсутектерін береді. Құрылымын өзгертіп өңдеу процестерінің арасынан пиролиз процесі ерекше орын алынды, онда олефиндерге өте бай газ өнімдері шығады. Мұнда этиленді, пропиленді және бутилен–бутадиен фракциясын бөлгеннен кейін газдың қаныққан бөлгі қалады, оны негізінен пиролизге қайта айналымға жібереді немесе газ бөлу қондырғысына жібереді.
Мұнай шикізаттарын негізгі каталитикалық процестермен өңдеуде газ шығымы едәуір жоғары: каталитикалық риформинг шикі затқа есептегенде 10–20% (масс.) газ (сонымен бірге 1-ден 2% дейін сутегін) береді; каталитикалық крекингте газ шығымы 12-15% (масс.) құрайды.
Сутегінің қатысуында қысыммен жүретін процестерде газдар құрамында қанықпаған көмірсутектер іс жүзінде болмайды, ал термиялық және каталитикалық процестер газдарының құрамында қанықпаған көмірсутектер көп (50%-ға дейін) болады, олардың мөлшері процестің технологиялық режиміне және катализатор табиғатына байланысты.
Газды пайдалану бағыты оның құрамына байланысты. Каталитикалық крекинг газы бутилен мен изобутанға бай каталитикалық алкилдеу қондырғысы үшін өте құнды шикізат.
Газ түріндегі көмірсутектер метан, этан, пропан, бутан, изобутан, сонымен қабат 2,2-диметилпропан қалыпты жағдайда газ күйінде болады. Бұлардың барлығы табиғи және мұнайда ілеспе газдардің құрамына кіреді. Бұрынғы КСРО-дағы барлық газдар қорының 96% табиғи газдарға жатады яғни, олардың өндірілетін орындары мұнай өндіретін орындардан тіптен бөлек. Табиғи газдардың негізгі компонентін метан құрайды. Уренгой, Заполярье, Усть-Билюйск, Березовское, Газли, Шебелински, Саратов, Ставрополь, Дашаво-Угерск және т.б. газдардың құрамында, оның мөлшері 93-98,8% дейін жетеді. Усть-Вилюй газының ерекшелігі оның құрамында күкіртті сутегінің көптігі (2,5%).
Мұнай шикі затының құрылымын өзгертіп өңдеудің барлық процестері көмірсутекті газдар түзілуімен жүреді. Бұл газдардың шығымы шикі затқа есептегенде орташа 5-25% құрайды. Қазіргі озық мұнай өңдеу зауыты жылына 12 млн. т мұнайды терең өңдегенде шамамен 1 млн. т (яғни 8% масс. жоғары) газ көмірсутектерін береді. Құрылымын өзгертіп өңдеу процестерінің арасынан пиролиз процесі ерекше орын алынды, онда олефиндерге өте бай газ өнімдері шығады. Мұнда этиленді, пропиленді және бутилен–бутадиен фракциясын бөлгеннен кейін газдың қаныққан бөлгі қалады, оны негізінен пиролизге қайта айналымға жібереді немесе газ бөлу қондырғысына жібереді.
Мұнай шикізаттарын негізгі каталитикалық процестермен өңдеуде газ шығымы едәуір жоғары: каталитикалық риформинг шикі затқа есептегенде 10–20% (масс.) газ (сонымен бірге 1-ден 2% дейін сутегін) береді; каталитикалық крекингте газ шығымы 12-15% (масс.) құрайды.
Сутегінің қатысуында қысыммен жүретін процестерде газдар құрамында қанықпаған көмірсутектер іс жүзінде болмайды, ал термиялық және каталитикалық процестер газдарының құрамында қанықпаған көмірсутектер көп (50%-ға дейін) болады, олардың мөлшері процестің технологиялық режиміне және катализатор табиғатына байланысты.
Газды пайдалану бағыты оның құрамына байланысты. Каталитикалық крекинг газы бутилен мен изобутанға бай каталитикалық алкилдеу қондырғысы үшін өте құнды шикізат.
Газ түріндегі көмірсутектер метан, этан, пропан, бутан, изобутан, сонымен қабат 2,2-диметилпропан қалыпты жағдайда газ күйінде болады. Бұлардың барлығы табиғи және мұнайда ілеспе газдардің құрамына кіреді. Бұрынғы КСРО-дағы барлық газдар қорының 96% табиғи газдарға жатады яғни, олардың өндірілетін орындары мұнай өндіретін орындардан тіптен бөлек. Табиғи газдардың негізгі компонентін метан құрайды. Уренгой, Заполярье, Усть-Билюйск, Березовское, Газли, Шебелински, Саратов, Ставрополь, Дашаво-Угерск және т.б. газдардың құрамында, оның мөлшері 93-98,8% дейін жетеді. Усть-Вилюй газының ерекшелігі оның құрамында күкіртті сутегінің көптігі (2,5%).
Әдебиеттер тізімі
1. Омаралиев. Т.О. Мұнай мен газды өңдеудің химиясы және технологиясы. 1 – бөлім. Құрылымды өзгертпей өңдеу процестері. Астана 2003
2. Омаралиев. Т.О. Мұнай мен газды өңдеудің химиясы және технологиясы. 2 – бөлім. Құрылымды өзгертпей өңдеу процестері. Астана 2003
3. Кузнецов А.А., Кагерманов С.М., Судаков Е.Н. Расчет процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности.Л.: «Химия», 1974
4.Уильям Л.Леффлер. Переработка нефти. 2-е изд. М.:ЗАО «Олимп- Бизнес», 2004
5.Суханов В.П. Переработка нефти. М.: «Высшая школа», 1974
6.Надиров Н.К. Нефть и газ Казахстана. Ч.2. Алматы: «Ғылым», 1995
7.Омаралиев Т.О. Мұнай және газ өңдеу технологиясы. ІІ-б. Алматы: «Білім», 2001
8.Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа. Уфа: «Гилем», 2002
9.Иоффе.И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии. Л.: «Химия», 1991
10.Эмирджанов Р.Т., Лемберанский Р.А. Основы технологических расчетов в нефтепереработке и нефтехимии.М.: «Химия»,1989
11. Кушелев В.П., Орлов Г.Г., Сорокин Ю.Г. Охрана труда в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. М.: «Химия», 1983
12.Ә.Ахбердиев. Химиялық технологияның негізгі процестері және аппараттары, Алматы-1994
13.Дытнерский. Основные процессы и аппараты химической технологии, М.: Химия,1983
14.Танатаров М.А.Технологические расчеты установок переработки нефти. Химия,1987
15.Сарданашвили А.И. Примеры и задачи по технологии переработки. М: Химия, 1973
16.Фарамазов В.Н. Оборудование нефтеперерабатывающих заводов и его эксплуатация. М: Химия, 1984
17. Скобло А.И. Процессы и аппарты нефтегазопереработки нефтехимии. М.: Недра 2002
18.Шеденов Ө.Қ., Байжомартов Б.А.Жалпы экономикалық теория. Алматы,2002
19.Маметов О.Е. Нарықтық экономика негіздері. Ақтөбе, 1994
20.Қожаниязов Т.Қ. Қазіргі экономика негіздері. Тараз, 2001
21.Шеденов Ө.Қ., Сағындықов Е.Н. Жалпы экономикалық теория.
Ақтөбе, 2002
1. Омаралиев. Т.О. Мұнай мен газды өңдеудің химиясы және технологиясы. 1 – бөлім. Құрылымды өзгертпей өңдеу процестері. Астана 2003
2. Омаралиев. Т.О. Мұнай мен газды өңдеудің химиясы және технологиясы. 2 – бөлім. Құрылымды өзгертпей өңдеу процестері. Астана 2003
3. Кузнецов А.А., Кагерманов С.М., Судаков Е.Н. Расчет процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности.Л.: «Химия», 1974
4.Уильям Л.Леффлер. Переработка нефти. 2-е изд. М.:ЗАО «Олимп- Бизнес», 2004
5.Суханов В.П. Переработка нефти. М.: «Высшая школа», 1974
6.Надиров Н.К. Нефть и газ Казахстана. Ч.2. Алматы: «Ғылым», 1995
7.Омаралиев Т.О. Мұнай және газ өңдеу технологиясы. ІІ-б. Алматы: «Білім», 2001
8.Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа. Уфа: «Гилем», 2002
9.Иоффе.И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии. Л.: «Химия», 1991
10.Эмирджанов Р.Т., Лемберанский Р.А. Основы технологических расчетов в нефтепереработке и нефтехимии.М.: «Химия»,1989
11. Кушелев В.П., Орлов Г.Г., Сорокин Ю.Г. Охрана труда в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. М.: «Химия», 1983
12.Ә.Ахбердиев. Химиялық технологияның негізгі процестері және аппараттары, Алматы-1994
13.Дытнерский. Основные процессы и аппараты химической технологии, М.: Химия,1983
14.Танатаров М.А.Технологические расчеты установок переработки нефти. Химия,1987
15.Сарданашвили А.И. Примеры и задачи по технологии переработки. М: Химия, 1973
16.Фарамазов В.Н. Оборудование нефтеперерабатывающих заводов и его эксплуатация. М: Химия, 1984
17. Скобло А.И. Процессы и аппарты нефтегазопереработки нефтехимии. М.: Недра 2002
18.Шеденов Ө.Қ., Байжомартов Б.А.Жалпы экономикалық теория. Алматы,2002
19.Маметов О.Е. Нарықтық экономика негіздері. Ақтөбе, 1994
20.Қожаниязов Т.Қ. Қазіргі экономика негіздері. Тараз, 2001
21.Шеденов Ө.Қ., Сағындықов Е.Н. Жалпы экономикалық теория.
Ақтөбе, 2002
Мазмұны
Кіріспе
... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1. Технологиялық бөлім
1.1. Жобаланатын процеске қысқаша сипаттама және схеманы таңдау негізі ... .
1.2. Шикізаттың, дайын өнімнің және қосымша материалдардың сипаттамасы..
1.3. Дайын өнімнің
қолданылуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ...
1.4. Процестің теориялық негізі
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... .
1.5. Технологиялық процестің жобалануы және толық сипаттамасы
... ... ... ... ...
1.6. Процесті аналитикалық бақылау
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.7. Технологиялық процестің
автоматтандырылуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.8. Еңбекті
қорғау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.9. Қоршаған ортаны
қорғау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ...
2. Есептеу бөлімі
2.1. Процестің материалдық балансы
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.2. Аппараттардың материалдық балансы
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.3. Аппараттардың жылулық балансы
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.4. Аппараттардың негізгі конструктивті өлшемдерін
есептеу ... ... ... ... ... ... ... .
2.5. Негізгі қондырғының таңдалуы және
сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3. Экономикалық бөлім
3.1. Негізгі қорлардың
қолданылуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ..
3.2. Жұмысшы санын және еңбек ақы қорын есептеу
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
3.3. Өзіндік құнын есептеу
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ..
3.4. Технико-экономикалық көрсеткіштерін және тиімділігін есептеу
... ... ... ... .
Қорытынды
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... .
Әдебиеттер
тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ..
КІРІСПЕ
Мұнай шикі затының құрылымын өзгертіп өңдеудің барлық процестері
көмірсутекті газдар түзілуімен жүреді. Бұл газдардың шығымы шикі затқа
есептегенде орташа 5-25% құрайды. Қазіргі озық мұнай өңдеу зауыты жылына 12
млн. т мұнайды терең өңдегенде шамамен 1 млн. т (яғни 8% масс. жоғары)
газ көмірсутектерін береді. Құрылымын өзгертіп өңдеу процестерінің арасынан
пиролиз процесі ерекше орын алынды, онда олефиндерге өте бай газ өнімдері
шығады. Мұнда этиленді, пропиленді және бутилен–бутадиен фракциясын
бөлгеннен кейін газдың қаныққан бөлгі қалады, оны негізінен пиролизге қайта
айналымға жібереді немесе газ бөлу қондырғысына жібереді.
Мұнай шикізаттарын негізгі каталитикалық процестермен өңдеуде газ
шығымы едәуір жоғары: каталитикалық риформинг шикі затқа есептегенде 10–20%
(масс.) газ (сонымен бірге 1-ден 2% дейін сутегін) береді; каталитикалық
крекингте газ шығымы 12-15% (масс.) құрайды.
Сутегінің қатысуында қысыммен жүретін процестерде газдар құрамында
қанықпаған көмірсутектер іс жүзінде болмайды, ал термиялық және
каталитикалық процестер газдарының құрамында қанықпаған көмірсутектер көп
(50%-ға дейін) болады, олардың мөлшері процестің технологиялық режиміне
және катализатор табиғатына байланысты.
Газды пайдалану бағыты оның құрамына байланысты. Каталитикалық крекинг
газы бутилен мен изобутанға бай каталитикалық алкилдеу қондырғысы үшін өте
құнды шикізат.
Газ түріндегі көмірсутектер метан, этан, пропан, бутан, изобутан,
сонымен қабат 2,2-диметилпропан қалыпты жағдайда газ күйінде болады.
Бұлардың барлығы табиғи және мұнайда ілеспе газдардің құрамына кіреді.
Бұрынғы КСРО-дағы барлық газдар қорының 96% табиғи газдарға жатады яғни,
олардың өндірілетін орындары мұнай өндіретін орындардан тіптен бөлек.
Табиғи газдардың негізгі компонентін метан құрайды. Уренгой, Заполярье,
Усть-Билюйск, Березовское, Газли, Шебелински, Саратов, Ставрополь, Дашаво-
Угерск және т.б. газдардың құрамында, оның мөлшері 93-98,8% дейін жетеді.
Усть-Вилюй газының ерекшелігі оның құрамында күкіртті сутегінің көптігі
(2,5%).
Кейбір табиғи газдар құрамында азоттың мөлшері көп болады; мысалы,
Самара облысындағы Сұлтангүл газының құрамында, оның мөлшері 20% құрайды.
Мұндай газдар құрамына азотпен бірге сирек газдарда – гелий, аргон және
т.б. кіреді. Табиғи газда метан гомологтарының мөлшері көп емес; этан 0,1-
ден 8,0% дейін (өте ирек), пропан 0,1-ден 3,0% дейін. Бутан және одан
жоғары алкандар әдетте - проценттік бөліктері шамасында болады. Көмірқышқыл
газынын қоспадағы мөлшері 2,5% аспайды. Көпшілік табиғи газдардың құрамында
метан мөлшері басым, ал С3-С4 көмірсутектері аз болғандықтан, оларды құрғақ
газдарға жатқызады.
Газ конденсат кен орындарының газдары таза газ орындарының, газдарының
айырмашылығы олардың арасында пропанмен кескен көп газ түріндегі оның
гамологтары, сонымен қабат жеткілікті мөлшерде, сұйық алқандар, сақина
алқандар және арендер болады. Мысалы; 1м3 Орынбор газының 80 г сұйық
көмірсутектері бар Вуктыл кен орынның газ конденсаты 28-3000С аралығында
қайнайды және олар алкандармен қабат, шамамен нафтендермен 120 шамасында
арендерден тұрады.
Газ конденсат кендерінің түзілуін мұнайдың газдарда төменгі кабатында
жоғары қысымда еруімен түсіндіріледі. Олардың тығыздығы, шектен асқан
температурада шамамен 75 МПа және одан да жоғары қысымда, сұйық
көмірсутектердің тығыздығынан жоғары және сондықтан, соңғы сығылған газда
ериді. Газ конденсат орындарын пайдаланған кезде қысым төмендейді және
сүйық көмірсутектері газдан газ конденсанты түрінде (көмірсутектер қоспасы-
метанның пентан және одан да жоғары гомологтары) бөлінеді. Конденсатты және
тұрақталған болады. Шикі конденсат тікелей кен орындарында сеператорларда,
берілген қысым мен температурада, сұйық күйінде алынады. Ол қалыпты
жағдайда сұйық көмірсутектерде белгілі мөлшерде газ көмірсутектерінің
еріген түрі. Тұрақты конденсатты газдан айыру арқылы алады.
Газ конденсат газдарының құрамында да метаның мөлшері көп, сонымен
қатар, бензин, керосин, кейбір кездерде мүнайдың дизель фракцияларының
құрамына кіретін жоғары молекулары көмірсутектері де болады. Соңғы жылдары
зерттелген және пайдаланылған газ кендерінің көбісі газконденсатты түріне
жатады. Бұл газдардың құрамына 2-5% және одан да көп сүйық көмірсутектері
кіреді.
Конденсаттар, мұнайлар сияқты, алкандардан, нефтендерден және
арендерден тұрады. Бырақ бұл көмірсутек топтарының конденсаттағы бөлінуінің
кейбір мынадай ерекшеліктері бар:
- конденсаттардың бензин фракцияларындағы арендердің абсолюттік мөлшері
мұнайларға қарағанда жоғары;
- кейбір бензин фракцияларында нафтендер мен арендер мөлшерінің бірдей
көп болуы байқалады;
- бензин фракцияларындағы алкандар мен аредердің мөлшерінің арасында кері
байланыс бар (алқандар көп болған сайын арендер аз болады);
- тармақталған алкандардың н-алкандарға қарағанда мөлшері аз:
Ілеспе көмірсутекті газдарды бензинсіздендіру және сүйықталған газдарды
алу екі жалғасын жүретін процестер; тұрақсыз газ бинзинін алу және оны
сұйытылған газдар компоненттерін немесе жеке көмірсутектерді бірден бөлумен
тұрақтандыру.
Мұнай кен орындарының газдарын ілеспе мұнай газдары деп атайды. Бұл
газдар мұнайда еріген түрінде болады және одан жер бетіне шыққан кезде
бөлінеді. Мұнай ілеспе газдарының құрамы құрғақ газдардан этан, пропан,
бутандар және одан жоғары көмірсутектерін (қосынды мөлшері 50% дейін) көп
құрайды. Сондықтан оларды майлы немесе байыған газдар деп атайды. Бұл
газдардан ең жеңіл бензинін, тауарлы бинзинге қоспа бола алатын, тағы да
отын есебінде пайдаланатын сығылған газдан алады. Этан, пропан және
бутандар бір-бірінен бөлінгеннен кейін мұнай химия өндірісінің құнды шикі
заты болады.
Газдарды тиімді пайдалану үшін оларды құрамдары жақын қоспаларға
бөледі. Пентан, гексан және басқа да көмірсутектердің қалыпты жағдайда
сұйық күйде болатын қоспалары газды бензин түзеді. Одан кейін пропан мен
бутаннаң қоспасы бөлінеді. Газды бензин мен пропан қоспасын бөліп алғаннан
кейін құрғақ газ қалады. Оның басым көпшілігі метан мен этан қоспасынан
құралады.
1 ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ
1.1 Жобаланатын процеске қысқаша сипаттама және схеманы таңдау негізі
Алкилдеу қаныққан парафинді немесе ароматикалық көмірсутектердің
олефиндермен әрекеттесудің химиялық реакциясы болып табылады. Алкилдеудің
ең қарапайым және ең көп тарағаны олефиннің изобутанға қосылуы.
Алкилдеу процесінің шарттары полимерлеу процесінің шарттарына жақын.
Сондықтан алкилдеу шарттарында полимерлеу процесі жүреді.
Алкилдеу процесінде полимерленуді болдырмау үшін қанықпаған молекулар
өзара кездеспеуі керек. Бұны істеу өте жеңіл, егер изобутанды алкилдеу
кезінде алкилдеу реакциясында көп мөлшерде изобутан қоссақ онда әрбір
қанықпаған көмірсутек молекуласына бірнеше изобутан молекуласы сәйкес
келеді.
Қаталитикалық алкилдеу катализатор қатысында жүреді. Қаталитикалық
алкилдеу өңдірісте кең қолданылады. Ол негізінде жоғары октанды компонент
алуда қолданылады. Процестің өнімі - алкилат. Ол изопарафиндерден тұрады
және октан саны моторлы әдіс бойынша 90-95 тең. Алкилаттың негізгі
компонентінің октан саны – изооктанның (2,2,4- үшметилпентан) 100-ден
асады.
1932 жылы В.Н. Игнатьев осыған дейінгі инертті деп есептелген
изобутанды олефинмен әрекеттестіру мүмкіндігін көрсетті. Бірінші күкірт
қышқылды С-алкилдеудің өндірістік қондырғысы 1938 жылы АҚШ-та пайдалануға
енгізілді.
Алкилдеу қанаққан парафинді немесе ароматикалық көмірсутектердің
олефиндермен әрекеттесудің химиялық реакциясы болып табылады. Алкилдеудің
ең қарапайым және ең көп тарағаны олефиннің изобутанға қосылуы.
Алкилдеу процесінің негізгі мақсаты алкендердің тармақталған
алкандармен каталитикалық әрекеттесу нәтижесінде жоғары молекулалық массалы
изоалкандар түзілуі. Қанықпаған газдарды бөлуде алынған көмірсутекті
фракциялар – пропан-пропилен және бутан-бутилен - талғамды каталитикалық
полимерлеу және алкилдеу әдістермен жоғары октанды бензин компоненттерін
алуда пайдаланады.
1.2 Шикізаттың, дайын өнімнің және қосымша материалдардың сипаттамасы
Құмкөл- Оңтүстік Торғай шөгінді алабының арысқұм ойпаңындағы
ірі газ-мұнай кені. Қызылорда қаласынан солтүстік -шығыста 150км.
1983 ж.іздестіру бұрғылауын жүргізуге қосылған.1983 жылы неоком
шөгінділерінен мұнай фонтаны атқыланды.
Юра-бор өнікті комплексі бойынша Құмкөл құрылымы амплитудасы
неоком шөгінділерінде 50 юра жыныстарында 150 м. Келген күрделі
пішінді брахиантиклиниклдық қаптар. Кенде көп кабты,алты иірім
шоғырланған. Бұлардың екеуі төменгі неоком, қалғандары юра
шөгінділерінің орын алып екі жекеленген өнікті бор және юра
этаждарын қалыптастырған.Бор шөгінділерінде иірімдер мұнайлы,юра
шөгінділеріндегілерді газды-мұнайлы және мұнайлы. Сыйымдылық жөнінен
олар қабаттық, дөндік.Тектоникалық және литологиялық қалқаланудың
элемент-байқалады. Жатыс тереңдіктері1063-1270 м-ге дейінгі аралықта.Юра
иірімдерінің газ-мұнай және су-мұнай жапсарлары-1111,5 және-1198 м-лік
белгілерде. Бор иірімдерінің су-мұнай жапсары-983 және -999 м-лік
белгілерде орныққан.Юра иірімдерінің мұнайлы бөлігінің биіктігі екі
қабатта 89,5 және 91,5 м-ге жетіп ең жоғарғы мәндерді қамтиді, ал
өзге қабаттарда 18,5 м-ден аспайды. Екі бор иірімдерінің мұнайлы
бөлігінің биіктіктері 51,7 және 17,4 м-ді құрайды. Газ шатырларын
биіктіктері 31,9 м-ге дейін өзгереді.
Өнікті қабаттар құмтастар мен алевролиттерден құралған, олардың
тиімді қалындықтарының шеттері 0,6 м-ден 12,4 м-ге дейін жетеді.
Коллекторлардың ашық саңылаулығы 19,3-23,7% өткізгіштігі 0,172-1,133
мкм2, мұнайға қаныққандық коэффициенті 0,758-0,71,газға қаныққандық
коэффициенті 0,657-0,72.бастапқы қабаттық қысым 11,5-13,76 МПа
шегінде, температура 49-56 0С.7-мм-л штуцердегі мұнайдың шығымдары
125,8м2тәу, газдікі 93,8 мың м3тәу.Бор мен юра иірімдерін
мұнайлары құрамы жағынан бір-біріне жақын. Олардың тығыздығы 812-819
кгм3, құрамдарында 0,11-0,52% күкірт, 10,8-11,5% парафин, 011-0,92%
асфальтендер,4,8-8,42% смолалар бар.200 С-дағы мұнайдың тұтқырлығы
8,89-22,4 мм2с-ке дейін жетеді. Юра және бор иірімдерінің мөлшері
34,26-50,6% болғанда, метандық құраушысы 50,6-61,2% -ке дейін
өзгереді, бор иірімдеріндеауыр көмірсутектер басым келеді, олардың
мөлшері 63,7-67,9% -ті,метан 17,8-22,2% -ті құрайды.
Газдар құрамында 0,002-0,07% күкіртсутек,3,1-10% азот, 0,5-0,9%
көмірқышқыл газы, 0,01-0,1% гелий бар. Еркін газдар 56,75-77,92%
метаннан, 9,01-14,05% этаннан, 4,24-10,17% пропаннан, 1,24-4,75%
бутаннан,10,7% -ке дейін азоттан, 0,29-0,69% көмірқышқыл газынан,
0,15-0,22% гелийден тұрады. Газда тығыздығы 712-732 кгм3келетін
конденсат бар. Екі бор, бір юра қабаттары иірімдерінің режимдері
суарындық өзге иірімдердікі газ энергиясымен үстемеленген суарынды,
өнікті қабаттардың сулары хлорка-цийлі, минералдығы 49,7-84 гл.
Суларда бромның, йодтың жоғарылаған мөлшерлері анықталды. Кен 1990
жылдан бері пайдалануда.
Өндірістік алкилдеу процесінде қолданыс тапқан күкіртті және фторлы сутекті
қышқылдар. Кейбір қасиеттері төменде көрсетілген.
Кесте 1.1 – Катализаторлар қасиеті
Көрсеткіштер Н2SO4
1. Тығыздық, кгм3 1840 (200С)
2.Температура,0С
балқу 10,4
қайнау 296,2
3. Тұтқырлық, сП (МПа∙с) 33,0 (150С).
4. Беттік керілу, нм 55,0 (200С).
5.13,30С-гі ерігіштігі, % масс.
Изобутанның қышқылда 0,10
Қышқылдың изобутанда 0,10
Изобутанның күкірт қышқылда Н2SO4 ерігіштігі фторлы сутегіге НF
қарағанда 30 есе төмен. Олефиндердің осы қышқылдарда ерігіштігі жоғары және
тез. С-алкилдеу процесінде катализатор есебінде күкірт қышқылы қолданылады.
Күкірт қышқылының концентрациясы 98% құрайды.
Катализатордың концентрациясы 98-90%-ке дейін төмендегенде оны
қондырғыдан шығарып жүйені жаңа қышқылмен толтырады. Төмен концентрациялы
қышқылды қолдану олефиндердің полимерленуіне әкеліп соғады. Күкірт
қышқылының концентрациясы төмендегенінің себебі қышқыл қабатында
органикалық қосылыстардың жиналуымен байланысты және де бастапқы шикізаттың
құрамында судың болуы және жанама реакциялардың пайда болуынан.
Қышқылдың шығыны сапасына және процесс температурасына тәуілді.
Процесс нақты жүрген сайын қышқылдың шығыны азаяды да алынатын алкилаттың
сапасы жоғарылайды.
Фторлы сутекті катализаторды қолдану оның жоғары уландырғыш және
ұшқыштық қасиетіне байланысты пайдалануда қауіпсіздік шараларда қатаң
сақтау қажет. Фторлы сутегінің жүйеден шығып кетеді деген жерлерде
реакторлар мен конденсаторларды суытатын су ағымдарында қышқыл
тоңазытқыштарында үздіксіз автоматты бақылауды жүргізеді. Құрал-
жабдықтарда НF төзімді – фторорганикалық пластмассаларды монель –
металлдарды, көмір сутекті болтатарды қолдану.
Изобутанды алкилдеу қондырғысының шикізаты болып әдетте
газфракциялаушы (ГФҚ) қондырғыларда каталитикалық крекинг, термиялық
крекинг және костеу газдарынан бөліп алынған бутан-бутилен фракциясы (ББФ)
саналады. Бұл фракция құрамында қанықпаған көмірсутектері – бутилендермен
қабат изобутан да болады. Шикізаттағы әрбір 1% бутиленге 1,2% изобутанның
келуі қажет. Бутан-бутилен фракциясы сонымен бірге бутан және С3 пен С5
көмірсутектері болады. Изобутаннан бөлек алкилдеу реакциясына алкандар
түспейді, бірақ процестің жүру жағдайын, реакциялық аумақтағы көлемін алып
және изобутан мөлшерін төмендетіп нашарлатады. Шикізатта пропиленнің болуы
пропиленнің алкилдеу реакциясының жылуы мәнін жоғары болуына байланысты
суытуды көбейтуді қажет етеді, алкилаттың октан санын төмендетеді.
Амилендердің де болуы теріс әсер етеді, себебі олардан да аз құнды жанама
өнімдер түзіледі.
Алкилдеу процесінің келешек өсуі шикізат қорының көбеюімен және
шикізат есебінде пропан-пропилен фракциясын пайдаланумен байланысты
болмақшы. Пропан-пропилен фракциясын алкилдеуде пайдаланғанда қосымша
изобутан беру қажет.
1.3 Дайын өнімнің қолданылуы
Изобутанды алкилдеу нәтижесінде алынған алкилатты жеңіл және ауыр екі
фракцияға бөледі. Жеңіл фракцияны автомобиль мен ұшақ бензиндері
компоненті, ауыр фракцияны – дизель отыны компоненті есебінде пайдаланады.
Жеңіл алкилаттың көрсеткіштері мынадай: тығыздығы 0,698-0,715 гсм2; октан
саны ТЭҚ-сыз 92-98, 0,8 млл ТЭҚ косқанда 104-106; қыныққан булар қысымы
380С 20,6 кПа; бастапқы қайнауы 45-570С 100-1040С 50% қайнайды; соңғы
қайнауы 150-1700С.
Қондырғыда жанама өнімдер есебінде пропан мен бутан-пентан фракциясын
алады.
1.4 Процестің теориялық негізі
Алкилдеуге төмен молекулалы да, жоғары молекулалы да көмірсутектерін
салуға болады. Бірақ бензин компоненттерін алу үшін іс жүзінде тек С3-С5
көмірсутектері реакцияларын пайдаланады. Алкандардан метан мен этан
реакцияға түспейді. Изобутан, құрамында сутегі бар үшінші көміртегі атомы
алкилдеуге жеңіл түседі. Изобутанның тармақталған құрылымы синтез
өнімдерінің детонацияға қарсы қасиеті жағынан тиімді болып келеді.
Сондықтан алкилдеудің барлық өндірістік процестерінде бастапқы алкан шикі
заты есебінде изобутан қолданылады. Алкендерден изобутанды алкилдеуде С3-С5
көмірсутектерін пайдаланады.
Алкилдеу жылуды бөліп және көлемнің азаюы мен жүреді. Ле-Шателье
принципі бойынша бұл реакцияға төмен температура мен жоғары қысым оң әсер
етеді. Сондықтан алкилдеуді 00С жақын температураларға жүргізу тиімді. Онда
алкеннің молекулалық массасы жоғары болған сайын температура төмен болуы
керек. Алкилдеу реакциясы төмен температураларда катализаторсыз іс жүзінде
жүрмейді.
Алкилдеудің ең маңызды параметрлері температура, қысым, контакт
уақыты, изобутан мен алкендер, катализатор мен алкендер арасындағы қатынасы
саналады.
Температура катализатор ағынына, алкилат шығымы сапасына әсер етеді.
Процестің ең қолайлы жағдайы 5-150С құрайды. Температураны көтеру қышқыл
мен көмірсутектердің қоспасы тұтқырлығының төмендеуімен араластыруды
жеңілдетеді, бірақ мұнда алкендердің полимерлеу мен сульфирлеу жанама
реакциялары өседі. Температураны төмендету алкилдеу реакциясының
талғамдылығы өсіреді, катализатор шығынын азайтады, алкилат шығымын
көбейтеді. Алкилдеу реакциясы оң жылу эффектісімен жүреді. Термодинамикалық
жағынан алкилдеу процесі төмен температуралары. Өндірістік күкіртқышқылды
алкилдеуді 0-100С, ал сұйық фторлы сутекті алкилдеуді 25-300С жүргізеді.
Қысым реакторда көмірсутекті шикі заттың негізгі бөлігі сұйық фазада
болатындай ұстайды. Өндірістік реакторларға қысым орташа 0,3-1,2 МПа
құрайды.
Шикізаттың катализатормен жанасу мерзімі көлемдік жылдамдықпен
анықталады, оны реакторға белгілі бір уақытта берілетін шикізат көлемінің
қышқыл көлеміне бөліндісі деп қарауға болады. Қазіргі алкилдеу
қондырғыларнда көлемдік жылдамдық 0,3 сағ. (күкірт қышқылды адкилдеуде 0,1-
0,6 сағ.) қүрайды. Көлемдік жылдамдықты көбейту алкилаттың октан санын
төмендетеді. Контактілеу уақытына тағы реактор конструкциясы және араласу
жабдығының тиімді жұмыс істеуі әсер етеді.
Реакция аумағында изобутан мен алкен араларындағыда қатынасы дұрыс
таңдау полимерлеу реакцияларын басуға үлкен рөл атқарады. Өндіріс
қондырғырларында алкилдеуге түсетін көмірсутекті қоспада изобутан (алкен
мольдік қатынасын 5-101 тең етіп ұстайды).
Энергия қорын үнемдеу мақсатында, изобутан мен алкендер қатынасын
азайтып, катализатордың алкендерге қатынасын жоғары ұстау тиімді.
С-алкилдеу процесінің негізін алкендердің алкандарға қосылу реакциясы
құрайды, ол жалпы мынадай теңдеумен беріледі:
С-алкилдеу жылуды бөле жүреді 85-90 кДжмоль (20-22 ккалмоль). Көп
жағдайда С-алкилдеуге бутилен қолданылады. Изобутанды С-алкилдеугенде изо-
С8Н18 түзіледі. Ол қайнау температурасы бойынша бензиннің компоненті
есебінде алынады.
С-алкилдеу каталитикалық крекинг тәрізді карбони ионы механизмі
бойынша жүреді. Изобутанды бутен-2 С-алкилдеу реакциясының механизмін
қарастырайық.
1. Процестің бірінші сатысы олефиндерді протондау
2. Изобутан: бутен қатынасы жоғары болғанда бутилді карбоний ион
негізінен изобутанмен үшіншілік карбони ионына әсер етеді:
2а. Біріншілік бутилді катион протоның ауыстырмай–ақ үшіншілікке
изомерлену мүмкін:
3. 2 және 2а реакциялары бойынша пайда болған үшіншілік бутилді
карбони ионы бутенмен реакцияға түсіреді:
1. Екіншілік октилді карбактион тұрақты үшіншілікке изомерленеді;
2. Изомерленген октилді карбактион изоалканмен протонымен ауысу
нәтижесінде өнімі пайда болады -2,2,4-2,3,3 және 2,3,4-
үшметилпентан
3. Карбкатион өз протонын қышқылдың анионына берген кезде тізбек
үзіледі:
Изобутанды бутиленмен С-алкилдеу негізгі реакциялармен қатар 1 моль
изобутанға 1 моль олефин шығындалады. Бұл жағдайда әртүрлі жанама процестер
жүруі мүмкін. Күкірт қышқылының концентрациясы төмендеген сайын оның
протондық күші төмендейді, сутегінің ауысу процесі баяулайды, процестің
талғамдығы азаяды, ол алкендердің ауыр өнімдер түзумен полимерлеуне алып
келіп соғады.
Алкилдеу жағдайында әртүрлі жанама процестер жүреді:
А) Деструктивті алкилдеу;
Б) Сутегінің молекула аралық ауысуы;
В) Полимерлену және деполимерлену.
Деструктивті алкилдеу деп ығырау мен синтез реакцияларын – сақина
құрылымды алынған изоалкандардың жаңа көмірсутектеріне ыдырауын және
олардың өз кезегінде изобутанмен алкилдеу реакциясына түсуін айтады:
1.5 Технологиялық процестің жобалануы және толық сипаттамасы
Бутан-бутилен фракциясымен изобутанды күкірт қышқылды алкилдеу
қондырғысының технологиялық жүйесін қарастырайық. Алкилдеу қондырғысы
шикізатты дайындау, реактор, көмірсутекті қоспаны әрекеттеу, өнімдерді
фракциялау бөлімдерінен тұрады. Шикізатты дайындау бөлімінде (жүйеде
көрсетілмеген) сілтімен және сумен жуумен бутан-бутилен фракциясын
күкіртті сутегі мен меркаптандардан тазартады. Мұнда шикізаттың су
бөлгіштер, тұндырғыштар, құмтассүзгіштер немесе электротогымен бөлгіштер
көмегімен судан кебуі жүреді. Кептіруге тағы адсорбенттер-Al2O3 және
цеолиттер қолданады.
Одан кейін шикізат реактор бөліміне түседі. Шикізат 1
сыйымдылықта қайта айналушы изобутанмен араласып, 2 сораппен
жылуалмастырғыш пен тоңазытқыш арқылы 3 контакт типтес реакторға
беріледі. Шикізатпен бірге реакторға бутан-бутилен фракциясымен
контактіде болатын күкірт қышқылымен сіңіріледі.
Реакция өнімдері 3 реактордан 4 сепараторға түседі, онда күкірт
қышқылы бөлінеді. Күкірт қышқылы 5 сораппен реакторға қайта
беріледі, ал көмірсутектер 6 жылуалмастырғыш арқылы көмірсутектер
қоспасына әрекеттеу бөліміне түседі. Мұнда көмірсутекті қоспа
күкірт қышқылы және эфирлер тамшыларынан сілті мен сумен жуумен
арылады. Сілті және сумен жууға 7 араластырғыш, 8,10 тұндырғыш 9,12
қайта беруші сораптар арналған. Алкилдеудің жаңа қондырғыларында
реакция өнімдері бокситті тазалау блоктарында күкірт қышқыл эфирінен
тазаланады.
Изобутан бутилендермен әрекеттесуінде 1кг алкилатқа
есептегенде 750-1100кДж жылу бөлінеді.Оны бөлуге жасанды суыту
қолданылады.
Хладагент есебінде суытушы жүйеде айналушы аммиак
пайдаланады. Аммиак 13 компрессормен сығылып, 14 конденсатор
тоңазытқышта конденсацияланып, 15 сыйымдылықта жиналады, ал одан
кейін сораппен 3 реактордың құбырлы шоғырына беріледі. Онда
қысымның төмендеуімен температураның өсуімен буланады. Аммиак
буланып, реакцияның артық жылуын алады. Газ түбіндегі қайтадан
компрессиялауға түседі. Тазаланған көмірсутекті фракция
ректификациялау блогына түседі. Изобутан 17 колоннадан реакция
өнімдерінен пропан және реакцияға түспеген изобутан бөлінеді. Одан
кейін 22 пропан колоннада изобутан пропаннан арылып, шикізатпен
қайтадан араластырады. 17 колоннаның төменінен бутанның, пентанның
және алкилаттың қоспасы 27 бутан колоннасына түседі. Бұл колоннаның
жоғарғы өнімі бутан, пентан фракциялары, ал төменгісі алкилат болып
саналады, ол кейін 32 қайта айдау колоннасында жеңіл және ауыр
алкилатқа бөлінеді.
Технологиялық режим
Температура 0С
қысым мПа
Төменінде, 0С Жоғарыда
0С
Реактор 0-10 0-
10 0,6
Ректификациялық колонналар
17 изо-бутан 95-120 45-55
0,5-0,6
22 пропан 85-100 40-45
1,6-1,7
27 бутан 125-135 45-50
0,3-0,4
32 қайта айдау 220 дейін 100-115
0,02-0,04
1.6 Процесті аналитикалық бақылау
Шикізат сапасына қойылатын талаптар процесстің схемаларының болуына
катализатордың активтілігіне және процесстің аппараттарына байланысты
өзгереді.
Мысалы, изобутанды бутилендермен алкилдеуді бутан-бутилен
фракциясында пропиленнің болуы тиімсіз деп есептеледі. Бұнын себебі
пропиленнің болуы күкірт қышқылының шығынын көбейтеді.
Реактордың конструкциясы мен суытылу жүйесінің жетілдірілуімен
(өзімен өзі суытылатын каскадты реактор) пропиленді изобутанды алкилдеу
процесіне қатыстыруға болады. Ал бұл процесте пропанның болуы салқындатқыш
агент есебінде қолданылуы қажетті болып саналады.
Бірақ шикізатта катализаторларды уландыратын компоненттер (мысалы:
күкіртті, азот, және оның қосылыстары) және негізгі процеске кері әсерін
тигізетін активтілігі өте жоғары көмірсутектер болады (мысалы, ацетилен
және оның гомологы пропиленде, бутан-бутилен фракциясында бутадиен болуы).
Сондықтан шикізаттың сапасын бақылау бірінші кезекте өндірістегі
шикізат сапасының нормаларының ауытқуын бақылап, алдын ала хабарлау үшін
қажет. Егер шикізаттың құрамында жағымсыз компоненттер мөлшері нормалардан
асатын болса, онда шикізатты осы компоненттерден тазалау қажет.
Бақылау әдісінде соңғы уақыт ішінде көптеген өзгерістер болды.
Өндірістерде ең көп қолданыс тапқан хромотографтар, спектрометрлер
рефрактометрлер қондырғыларға қондырылады. Осылардан алынған мәліметтер
бақылау-өлшеу асаптары щитіне беріледі.
1.7 Технологиялық процестің автоматтандырылуы
Автоматты басқару жүйесін басқару әдісі және қызмет белгілі бойынша
жіктеуге болады. Басқару әдісіне қарай жүйелер: кәдімгі - өздігінен
бапталмайтын және адаптивті - өздігінен бапталатын болып үлкен екі класқа
жіктеледі. Кәдімгі жүйелер қарапайым категориясына жатады да, басқару
процесінде өз құрылымын өзгертпейді. Олар – тұйықталмаған, тұйықталған және
аралас басқару жүйелері болып қосалқы үш класқа ажыратылады. Ал
тұйқыталмаған АБЖ автоматты нық басқару жүйесіне (АНБЖ) және қозу бойынша
басқару жүйесіне бөлінеді.
Бірінші жүйеде Р реттеуіші х (τ) шама мен z (τ) сыртқы қозу
мәндерінен тәуелсіз нәтижеде БО басқару объектісіне әсер етеді. Қозу
бойынша басқару жүйесінде у (τ) басқарушы әсер, басқару объектісіне ықпал
етуші z (τ) сыртқы қозу әсерінің мәніне байланысты туады. Бұған мысал
ретінде бөлме ішін жылыту жүйесін алуға болады. Бөлмедегі жылытқыштарға
берілетін ыстық судың шығыны даладағы ауаның температурасына байланысты
болады. Мұнда ытық судың шығыны у (τ) басқарушы әсер ретінде болса,
даладағы ауаның температурасы z (τ) сыртқы қызу әсері болып табылады.
Ауытқу принципі бойынша жұмыс істейтін автоматты басқарудың
тұйықталған жүйесін автоматты реттеу жүйесі (АРЖ) деп те атайды. Олардың
ерекшелігіне сигнал өтуінің тұйық контурының, яғни СЭ салыстыру элементінің
кірісіне х (τ) реттелетін шама мәні туралы мәлімет берілетін кері каналдың
болуы жатады.
Автоматты реттеу жүйесі реттелетін шаманы тұрақтандыру
(тұрақтандыратын АРЖ), реттелетін шаманы белгілі (программалы АРЖ), не
белгісіз (қадағалаушы АРЖ) программалар бойынша өзгерту секілді үш мәселені
шешуге арналған. Тұрақтандырушы АРЖ-да реттелетін шаманың берілген мәні де
тұрақты болады. Программалы АРЖ-да реттелетін шаманың мәні уақыт өтуімен
алдын ала құрылған (белгілі) программа бойынша өзгереді. Қадағалауыш жүйеде
реттелетін шаманың мәні уақыт барысында алдын ала ескертілмеген (белгісіз)
программа бойынша өзгереді. Қадағалауыш және программалы жүйелер
тұрақтандырушы АРЖ-дан берілетін сигналды өңдеу принципімен ерекшеленеді.
Қадағалауыш АРЖ-ның мысалы ретінде жылыту пешіндегі от жану процесін реттеу
үшін берілетін отын және ауа шығындарының құрамдық үлестерін берілген
бірқалыпты автоматты түрде ұстап отыруды алуға болады.
Аралас жүйе ауытқу және қозу бойынша басқару жүйелерінің
артышылықтарын бірдей қамтуы арқасында басқару дәлдігін едәуір арттырады.
Бұл жүйеде есепке алынбаған қозу әсері ауытқу бойынша басқарумен өтеледі,
не бәсендетіледі.
Өздігінен бапталатын (адаптивті) жүйелерді мынадай үш қосалқы класқа
бөлуге болады: экстрималды жүйелер, параметрлері өзі бапталатын және
құрылымы өзі бапталатын жүйелер.
Экстрималды реттеу жүйесі деп баптауы, программасы, не жаңғырту заңы,
басқару объектісінің жұмыс режимін барынша ыңғайлы жасау мақсатында жүйенің
ішкі күйі, не сыртқы жағдайдың өзгерісіне сәйкес автоматты түрде өзгеретін
тұрақтандырғыш, қадағалауыш, немесе программалы басқару жүйелерін айтады.
Мұндай жүйелерде тұрақты баптау не программа орнына арнайы автоматты
іздестіру құрылғысы орнатылады. Бұл құрылғы объектісінің пайдалы әсер
коэффициенті, өнімділігі, үнемділігі және т.б. қайсы бір сипаттамаларына
талдау жасауының нәтижесінде, бүкіл жүйе жұмысына ықпалын тигізетін әртүрлі
қоздыру әсерінің үздіксіз өзгеріп отырған жағдайында, басқару құрылғысына
реттелетін шаманың экстрималды мәнін береді.
Параметрлері өздігінен бапталатын жүйелерде сыртқы жағдайлар немесе
реттеу объектісінің сипаттамалары өзгергенде басқару құрылғысының өзгермелі
параметрлері автоматты түрде (берілген программа бойынша емес) өз мәндерін
ауыстырады. Бұл жағдай жүйе жұмысының орнықтылығын және реттелетін шаманы
берілген, не тиімді деңгейде ұстап отыру үшін қажет.
Құрылымы өздігінен бапталатын жүйелерде сыртқы жағдайлар немесе
реттеу объектісінің сипаттамалары өзгергенде, жүйе элементтері бір-бірімен
басқадай схема бойынша жалғастырылады немесе жүйе схемасына жаңа элементтер
енгізіледі. Құрылымды бұлайша өзгертудің (іріктеудің) мақсаты басқару
есебін тиімді шешу болып табылады. Құрылымды іріктеу есептеуіш және
логикалық амалдарды қолдану арқылы автоматты түрде іздестіру жолымен жүзеге
асырылады. Мұндай жүйелер сыртқы жағдай мен объект сипаттамаларының барлық
өзгерісіне икемделіп қана қоймай, сонымен қатар жеке элементтердің ақауына,
не істен шыққанына қарамастан, жаңа тізбек түзе отырып әрекет жасауы тиіс.
Құрылымы өздігінен бапталатын жүйелерді жетілдіруге болады. Ол үшін
іріктеуді бірнеше нұсқада тез орындап, солардың ішінен ең тәуірін таңдап
алады.
Қызмет белгісі бойынша жіктеуге сәйкес барлық автоматты басқару
жүйелері төрт класқа бөлінеді: тетіктер жұмысын үйлестіретін жүйе,
технологиялық процестердің параметрлерін реттеу жүйесі, автоматты бақылау
жүйесі, автоматты қорғау және қармау (блокировка) жүйесі.
Қондырғының жеке тетіктерінің, не тұтастай қондырғы жұмысын
үйлестіруге арналған жүйе автоматты қатаң басқару жүйесі (АҚБЖ) болып
табылады. Автоматты ретеу жүйесі (АРЖ) технологиялық процестің реттелетін
шамасын белгіленген деңгейде ұстап отыруды немесе берілген программа
бойынша өзгертуді қамтамасыз етеді. Автоматты бақылау жүйесі (АБЖ)
технологиялық процестердің параметрлерінің әр мезеттегі мәндері туралы
мәліметті адамның қатысуынсыз алуға арналған құралдар мен әдістерді
қамтиды. Автоматты қорғау (АҚЖ) және қармау жүйелері тұрақталған режимде
істеп тұрған құралдардың жұмысында апаттық жағдайдың болмауын қамтамасыз
етеді.
Автоматты басқару жүйесінің құрылымы. Автоматты басқару жүйесі
құрылымы жағынан әр түрлі болуы ықтимал. Жалпы жағдайда бұл құрылымға
белгілі бір ерекше қасиеттерімен және аралық әсер беру жолдарымен жіктелген
автоматты жүйені түзетіп дербес бөліктердің жиынтығы жатады. Автоматты
басқару жүйесінің алгоритмдік, функционалдық және конструкциялық
құрылымдары болады.
Автоматты басқару жүйесінің алгоритмдік құрылымы деп, әр бөлігі
ақпаратты түрлендірудегі белгілі бір алгоритмді орындауға арналған
құрылымды айтады.
Автоматты басқару жүйесінің функционалдық құрылымында әрбір бөлік
белгілі бір қызметті атқарады. Қызмет ретінде автоматты басқарушы
құрылғының ақпарат алу, оны өңдеу, т.б. осы секілді негізгі қызметін,
сонымен бірге сигналды беру, оларды салыстыру, ақпаратты беру түрін өзгерту
тәрізді дербес қызметін айтуға болады.
Егер автоматты басқару жүйесі құрылымының әр бөлігі жеке
конструкциялық тұтастық құратын бөлік болса, ондай құрылымды конструкциялық
құрылым деп атайды.
Басқару жүйесінің құрылымын график бойынша кескіндеуді құрылымдық
схема дейді. Белгілі бір ерекшеліктерімен топталған автоматты жүйе бөлігін
график түрінде, ішінде бұл жүйенің оның қандай бөлігі екендігін білдіретін
шартты белгілі бар төртбұрышпен кескіндейді. Автоматты жүйенің бөліктерінің
арасында берілетін әсер жолын, сол әсер берілетін бағыт бойымен бағыттауыш
сызықпен кескіндейді.
Автоматты басқару жүйесінің, не автоматты құрылғының құрылымдық
схемасындағы бөлктері арасындағы берілетін әсердің бағыты мен жолын
көрсететін қарапайым құрамдас бөлігін құрылымдық схеманың байланысы деп
атайды.
Автоматты жүйенің құрылымдық схемасының байланысы негізгі, қосымша
және кері байланыстар болып ажыратылады.
Негізгі байланыс деп, автоматты басқару жүйесінің негізгі тізбегі
бойындағы бөліктерінің арасындағы түзілетін байланысты айтады.
Қосымша байланыс деп, негізгі тізбекке не оның қайсы бір бөлігіне
қосалқы түрде әсер берілу жолын түзетін автоматты басқару жүйесінің
құрылымдық схемасының байланысын айтады.
Температураны өлшеу құралдары. Температура технологиялық процесті
қадағалауда реттеуде негізгі параметрлерінің бірі болып табылады.
Температура – шартты статикалық шама, ол заттар бөлшектерінің (молекула не
атом) орташа статикалық энергиясына тура пропорционал. Қазіргі кезде
Халықаралық практикалық температуралық шкала (МПТШ-68) қолданылады, ол
термодинамикалық температуралық шкаланы іс жүзінде жүзеге асыруды істейді.
Сұйық шыны термометрлер. Сұйық шыны термометрлердің әрекет принципі
термометрге құйылған термометрлік сұйықтың жылулық ұлғаюына, яғни осы
сұйықтың көлемінің өзгерісіне негізделген. Термометрлік сұйық ретінде
сынап, толуол, этил спирті, эфир т.б. қолданылады.
Сұйық шыны термометрлер -9000С-тан 60000С-қа дейінгі температураны
өлшеуге пайдаланылады да, ішіне айна орнатылған таяқша түрінде жасалады.
Батырмаларының ұшы шкаласы бар термометрлерге тік және бұрыштық болып
келеді.
Сигнал беру үшін және температураны автоматты гравитациялық реттеу
үшін дәнекерленген жанаспалары бар энергетикалық электр жанаспалы
термометрлер пайдаланылады. Жанаспаның бірі қозғалмалы, ол магнит муфтаның
көмегімен жылжиды, ал келесі жанаспа капиллярға қозғалмайтындай етіліп
дәнекерленген. Жанаспа арасындағы электр тізбегінің тұйықталуы (ажырауы)
сынап көлемінің өзгерісі салдарынан болады.
Қысым өлшейтін аспаптар. Қысымның абсолюттік, артық және
вакуумметрлік түрлері бар. Абсолюттік қысым деп сұйқтықтың, газдың не будың
қысымдарын айтады. Абсолюттік қысым мына формуламен анықталады:
Рабс=Рарт+Ратм;
мұндағы, Рарт – артық қысым, Па; Ратм – атмосфералық қысым, Па.
Артық қысым деп атмосфералық қысым мәніне сәйкес шартты нөлден бастап
есептелетін қысымды айтады:
Рарт=Рабс-Ратм;
Вакуумметрлік қысым (сиретілу, вакуум) атмосфералық және абсолюттік
қысымдардың айырымына тең:
Рвак=Ратм-Рабс.
Қысымды өлшейтін аспаптар әрекет принципі мен өлшейтін қысымының
түріне қарай жіктеледі.
Әрекет принципі бойынша қысмы өлшеуге мынадай аспаптардың түрлері
қарастырылады: сұйықтық, бұл өлшенетін қысым мен сұйық бағанының
гидростатикалық қысымын теңгеру принципіне негізделеді, деформациялық
(серпімді сезгіш элементтері), мұнда қысымды серпімді сезгіш элемент
деформациясының шамасы бойынша немесе сезгіш элемент тудыратын күш бойынша
өлшейді.
Ал өлшейтін қысым түріне қарай аспаптар мынадай түрге жіктеледі:
барометрлер – атмосфералық қысымды өлшеу үшін, манометрлер – артық қысымды
өлшеу үшін, вакуумметрлер – сиретілуді өлшеу үшін, мановакуумметрлер –
артық және вакуумметрлік қысымды өлшеу үшін, арын өлшеуіш (напоромер) –
шамалы артық қысымды өлшеу үшін, тартым (тягомер) өлшеуіш – шамалы
сиретілуді өлшеу үшін, дифференциал манометрлер немесе дифманометрлер –
қысым құламасын (перепад) өлшеу үшін.
1.8 Еңбекті қорғау
Газ өңдеу зауыттары жоғары қауіпті объекттерге жатады. Әр түрлі
химиялық реагенттер, көптеген машиналар мен механизмдерде және тағы да
басқа жерледерде қолданылатын, газ өңдеу заводтарында үлкен көлемде газдар
және газ конденсаттары өңделетін, өрт және жарылыс қауіпті заттар.
ГӨЗ-дағы негізгі қауіп туғызатын факторлар:
- шикі зат пен алынатын өнімдердің жарылыс және өрт қауіптілігі;
- шикі зат пен өнімдердің токсиндігі;
- химиялық реагенттер ретінде қолданылатын токсинді және өрт қауіптілігі;
- электр көзінің әсер етуі;
-жоғары температуралы көздер (бу, отын пештері, жылу алмастырғыштар);
- жоғары қысымды аппараттар мен құбыр өткізгіштер;
- жабдықтардың коррозиясы;
- машиналар мен механизмдер;
- статикалық электр тогы.
Жарылыс және өрт қауіпті қасиеті бар заттар, булар мен газдар
қоспасы ауа қатысында жарылу шегі мен лап ету және тұтану тепературасына
байланысты.
Мұнай жанғыш газдар және мұнай өнімдері қауіпті және зиянды қасиетті
заттар. Өндірістерде мұнай мен газды өңдегенде технологиялық режимді бұзу,
қауіпсіздік ережесін сақтамаудан авария және қатерлі жағдайлар болады,
жұмысшылардың кәсіби ауруы орын алады. Авария және қатерлі жағдайлар
мынадай себептерден тұрады:
1. Мұнай және мұнай өнімдерін жанғыш заттар және одан бөлек белгілі
бір температурада өзінен өзі тұтанып кетеді. Алғашқы өңдеуде және кейбір
басқа процестерде шикізат кен өнімдер өзінен өзі тұтану температурасына
жақын, тіпті одан жоғары температураға дейін қыздырылады. Одан бөлек
қондырғыларда құбырлы пештерде ашық отын көздері бар.
2. Мұнай мен газды өңдеу процестерінің технологиялық процестерінде
көп өнімдер қатысады, олардың булары ауамен қопарылғыш қоспа түзе алады.
Мұндай қоспалар жабық бөлмеде, аппараттар ішінде түзіледі. Тұтануға себепші
импульс болса қоспа жарылады. Тұтану импульс көзі болып бұзық электр
жабдығының ұшқыны, ашық от және тағы басқа саналады. Жарылыс пен жану
көздері екі диэлектриктің бір-біріне үйкелуіне немесе диэлектриктің
металмен үйкелуінен пайда болған статикалық электр тогынан да болады.
Сонымен қабат тұтану көзі, ауа электр тогының разрядтануы- найзағай бола
алады.
3. Мұнай мен газды өңдеуде технологиялық процестер көбінесе жоғарғы
қысымда жүргізіледі және сондықтан есепті қысымнан кенеттен асып кеткен
жағдайда аппараттар мен құбыр желісі жарылып кету қаупі сақталады.
4. Мұнай, мұнай өнімдері және көптеген реагенттер зиянды заттар қатарына,
улы қасиеті барларға жатады.
5. Мұнай өңдеу зауыттарында электродегидраторлар,
электроқозғалтқыштары, жарық беруші аспаптар және басқа электр
жабдықтары бар. Электр тогымен дұрыс пайдаланбағанда адамды электр тогының
соғуы, күюі болуы мүмкін.
Аварияны және қатерлі жағдайларды болдырмау үшін қауіпсіздіктің
нормалары мен техника ережелерін бұлжытпай орындау қажет. Жұмысқа түсуші
қауіпсіздік техникасынан, өрт және газ қауіпсіздігінен міндетті түрде
инструктаж өтеді.
Зауыттарда қауіпсіздік техникасынан және еңбекті қорғаудың мынадай
негізгі шаралары қолданылады:
1. Барлық жабық бөлмелерде ауаны өндіріп-шығарып тұратын
вентиляция орнатылады. Егер бөлмеде қопарылыс мүмкіндігі немесе улы заттың
концентрациясы шектен тыс көп болғанда, онда мұндай жерлерге, осындай
қауіпті жағдайда сигнал беріп білдіретін арнайы аспаптар қойылады.
2. Қопарылу жағынан қауіпті бөлмелерге қопарылуға қауіпсіз электр
қозғалтқыштарын қолда немесе бөлме қысымы жоғары болғанда ауасы ауыстырылып
тұрады.
3. Жөндеу кезінде қатерлі жағдайды болдырмау үшін тұрақты және
ауыспалы механизмдер орнатылады: сораптарды жөндеуге кран – балкалар,
колонна аппараттарына, жылу алмастырғыштардың құбыр шоғырын шығаруға
экстракторлар.
4. Технологиялық қондырғылар және жалпы зауыт шаруашылықтарына тұрақты
және ауыспалы өрт сөндіру құралдары орналастырылады.
Аварияларды болдырмау тәртібі өндіріс инструкцияларында, қауіпсіздік
техника және өрт қауіпсіздік инструкцияларында, аварияны болдырмау
жоспарында толық беріледі.
Жұмыс істеп тұрған қондырғыларды жаңарту және жаңа жабдықтау
нәтижесінде олардың техника- экономикалық көрсеткіштерін едәуір жақсартуға
болады. Жаңартудың негізгі бағыттары: аппараттардың жылу алмастыру беттерін
көбейту, сораптарға қуаты жоғары электр қозғалтқыштарын қою, пештерде
қосымша құбыр қою, кейбір ескірген жабдықтарды жаңалау.
Аварияның алдын алу және болдырмау. Қондырғылардағы авария себебі
технологиялық режимнің, ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе
... ... ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1. Технологиялық бөлім
1.1. Жобаланатын процеске қысқаша сипаттама және схеманы таңдау негізі ... .
1.2. Шикізаттың, дайын өнімнің және қосымша материалдардың сипаттамасы..
1.3. Дайын өнімнің
қолданылуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ...
1.4. Процестің теориялық негізі
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... .
1.5. Технологиялық процестің жобалануы және толық сипаттамасы
... ... ... ... ...
1.6. Процесті аналитикалық бақылау
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.7. Технологиялық процестің
автоматтандырылуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.8. Еңбекті
қорғау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.9. Қоршаған ортаны
қорғау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ...
2. Есептеу бөлімі
2.1. Процестің материалдық балансы
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.2. Аппараттардың материалдық балансы
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.3. Аппараттардың жылулық балансы
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.4. Аппараттардың негізгі конструктивті өлшемдерін
есептеу ... ... ... ... ... ... ... .
2.5. Негізгі қондырғының таңдалуы және
сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
3. Экономикалық бөлім
3.1. Негізгі қорлардың
қолданылуы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ..
3.2. Жұмысшы санын және еңбек ақы қорын есептеу
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
3.3. Өзіндік құнын есептеу
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ..
3.4. Технико-экономикалық көрсеткіштерін және тиімділігін есептеу
... ... ... ... .
Қорытынды
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... .
Әдебиеттер
тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ..
КІРІСПЕ
Мұнай шикі затының құрылымын өзгертіп өңдеудің барлық процестері
көмірсутекті газдар түзілуімен жүреді. Бұл газдардың шығымы шикі затқа
есептегенде орташа 5-25% құрайды. Қазіргі озық мұнай өңдеу зауыты жылына 12
млн. т мұнайды терең өңдегенде шамамен 1 млн. т (яғни 8% масс. жоғары)
газ көмірсутектерін береді. Құрылымын өзгертіп өңдеу процестерінің арасынан
пиролиз процесі ерекше орын алынды, онда олефиндерге өте бай газ өнімдері
шығады. Мұнда этиленді, пропиленді және бутилен–бутадиен фракциясын
бөлгеннен кейін газдың қаныққан бөлгі қалады, оны негізінен пиролизге қайта
айналымға жібереді немесе газ бөлу қондырғысына жібереді.
Мұнай шикізаттарын негізгі каталитикалық процестермен өңдеуде газ
шығымы едәуір жоғары: каталитикалық риформинг шикі затқа есептегенде 10–20%
(масс.) газ (сонымен бірге 1-ден 2% дейін сутегін) береді; каталитикалық
крекингте газ шығымы 12-15% (масс.) құрайды.
Сутегінің қатысуында қысыммен жүретін процестерде газдар құрамында
қанықпаған көмірсутектер іс жүзінде болмайды, ал термиялық және
каталитикалық процестер газдарының құрамында қанықпаған көмірсутектер көп
(50%-ға дейін) болады, олардың мөлшері процестің технологиялық режиміне
және катализатор табиғатына байланысты.
Газды пайдалану бағыты оның құрамына байланысты. Каталитикалық крекинг
газы бутилен мен изобутанға бай каталитикалық алкилдеу қондырғысы үшін өте
құнды шикізат.
Газ түріндегі көмірсутектер метан, этан, пропан, бутан, изобутан,
сонымен қабат 2,2-диметилпропан қалыпты жағдайда газ күйінде болады.
Бұлардың барлығы табиғи және мұнайда ілеспе газдардің құрамына кіреді.
Бұрынғы КСРО-дағы барлық газдар қорының 96% табиғи газдарға жатады яғни,
олардың өндірілетін орындары мұнай өндіретін орындардан тіптен бөлек.
Табиғи газдардың негізгі компонентін метан құрайды. Уренгой, Заполярье,
Усть-Билюйск, Березовское, Газли, Шебелински, Саратов, Ставрополь, Дашаво-
Угерск және т.б. газдардың құрамында, оның мөлшері 93-98,8% дейін жетеді.
Усть-Вилюй газының ерекшелігі оның құрамында күкіртті сутегінің көптігі
(2,5%).
Кейбір табиғи газдар құрамында азоттың мөлшері көп болады; мысалы,
Самара облысындағы Сұлтангүл газының құрамында, оның мөлшері 20% құрайды.
Мұндай газдар құрамына азотпен бірге сирек газдарда – гелий, аргон және
т.б. кіреді. Табиғи газда метан гомологтарының мөлшері көп емес; этан 0,1-
ден 8,0% дейін (өте ирек), пропан 0,1-ден 3,0% дейін. Бутан және одан
жоғары алкандар әдетте - проценттік бөліктері шамасында болады. Көмірқышқыл
газынын қоспадағы мөлшері 2,5% аспайды. Көпшілік табиғи газдардың құрамында
метан мөлшері басым, ал С3-С4 көмірсутектері аз болғандықтан, оларды құрғақ
газдарға жатқызады.
Газ конденсат кен орындарының газдары таза газ орындарының, газдарының
айырмашылығы олардың арасында пропанмен кескен көп газ түріндегі оның
гамологтары, сонымен қабат жеткілікті мөлшерде, сұйық алқандар, сақина
алқандар және арендер болады. Мысалы; 1м3 Орынбор газының 80 г сұйық
көмірсутектері бар Вуктыл кен орынның газ конденсаты 28-3000С аралығында
қайнайды және олар алкандармен қабат, шамамен нафтендермен 120 шамасында
арендерден тұрады.
Газ конденсат кендерінің түзілуін мұнайдың газдарда төменгі кабатында
жоғары қысымда еруімен түсіндіріледі. Олардың тығыздығы, шектен асқан
температурада шамамен 75 МПа және одан да жоғары қысымда, сұйық
көмірсутектердің тығыздығынан жоғары және сондықтан, соңғы сығылған газда
ериді. Газ конденсат орындарын пайдаланған кезде қысым төмендейді және
сүйық көмірсутектері газдан газ конденсанты түрінде (көмірсутектер қоспасы-
метанның пентан және одан да жоғары гомологтары) бөлінеді. Конденсатты және
тұрақталған болады. Шикі конденсат тікелей кен орындарында сеператорларда,
берілген қысым мен температурада, сұйық күйінде алынады. Ол қалыпты
жағдайда сұйық көмірсутектерде белгілі мөлшерде газ көмірсутектерінің
еріген түрі. Тұрақты конденсатты газдан айыру арқылы алады.
Газ конденсат газдарының құрамында да метаның мөлшері көп, сонымен
қатар, бензин, керосин, кейбір кездерде мүнайдың дизель фракцияларының
құрамына кіретін жоғары молекулары көмірсутектері де болады. Соңғы жылдары
зерттелген және пайдаланылған газ кендерінің көбісі газконденсатты түріне
жатады. Бұл газдардың құрамына 2-5% және одан да көп сүйық көмірсутектері
кіреді.
Конденсаттар, мұнайлар сияқты, алкандардан, нефтендерден және
арендерден тұрады. Бырақ бұл көмірсутек топтарының конденсаттағы бөлінуінің
кейбір мынадай ерекшеліктері бар:
- конденсаттардың бензин фракцияларындағы арендердің абсолюттік мөлшері
мұнайларға қарағанда жоғары;
- кейбір бензин фракцияларында нафтендер мен арендер мөлшерінің бірдей
көп болуы байқалады;
- бензин фракцияларындағы алкандар мен аредердің мөлшерінің арасында кері
байланыс бар (алқандар көп болған сайын арендер аз болады);
- тармақталған алкандардың н-алкандарға қарағанда мөлшері аз:
Ілеспе көмірсутекті газдарды бензинсіздендіру және сүйықталған газдарды
алу екі жалғасын жүретін процестер; тұрақсыз газ бинзинін алу және оны
сұйытылған газдар компоненттерін немесе жеке көмірсутектерді бірден бөлумен
тұрақтандыру.
Мұнай кен орындарының газдарын ілеспе мұнай газдары деп атайды. Бұл
газдар мұнайда еріген түрінде болады және одан жер бетіне шыққан кезде
бөлінеді. Мұнай ілеспе газдарының құрамы құрғақ газдардан этан, пропан,
бутандар және одан жоғары көмірсутектерін (қосынды мөлшері 50% дейін) көп
құрайды. Сондықтан оларды майлы немесе байыған газдар деп атайды. Бұл
газдардан ең жеңіл бензинін, тауарлы бинзинге қоспа бола алатын, тағы да
отын есебінде пайдаланатын сығылған газдан алады. Этан, пропан және
бутандар бір-бірінен бөлінгеннен кейін мұнай химия өндірісінің құнды шикі
заты болады.
Газдарды тиімді пайдалану үшін оларды құрамдары жақын қоспаларға
бөледі. Пентан, гексан және басқа да көмірсутектердің қалыпты жағдайда
сұйық күйде болатын қоспалары газды бензин түзеді. Одан кейін пропан мен
бутаннаң қоспасы бөлінеді. Газды бензин мен пропан қоспасын бөліп алғаннан
кейін құрғақ газ қалады. Оның басым көпшілігі метан мен этан қоспасынан
құралады.
1 ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ
1.1 Жобаланатын процеске қысқаша сипаттама және схеманы таңдау негізі
Алкилдеу қаныққан парафинді немесе ароматикалық көмірсутектердің
олефиндермен әрекеттесудің химиялық реакциясы болып табылады. Алкилдеудің
ең қарапайым және ең көп тарағаны олефиннің изобутанға қосылуы.
Алкилдеу процесінің шарттары полимерлеу процесінің шарттарына жақын.
Сондықтан алкилдеу шарттарында полимерлеу процесі жүреді.
Алкилдеу процесінде полимерленуді болдырмау үшін қанықпаған молекулар
өзара кездеспеуі керек. Бұны істеу өте жеңіл, егер изобутанды алкилдеу
кезінде алкилдеу реакциясында көп мөлшерде изобутан қоссақ онда әрбір
қанықпаған көмірсутек молекуласына бірнеше изобутан молекуласы сәйкес
келеді.
Қаталитикалық алкилдеу катализатор қатысында жүреді. Қаталитикалық
алкилдеу өңдірісте кең қолданылады. Ол негізінде жоғары октанды компонент
алуда қолданылады. Процестің өнімі - алкилат. Ол изопарафиндерден тұрады
және октан саны моторлы әдіс бойынша 90-95 тең. Алкилаттың негізгі
компонентінің октан саны – изооктанның (2,2,4- үшметилпентан) 100-ден
асады.
1932 жылы В.Н. Игнатьев осыған дейінгі инертті деп есептелген
изобутанды олефинмен әрекеттестіру мүмкіндігін көрсетті. Бірінші күкірт
қышқылды С-алкилдеудің өндірістік қондырғысы 1938 жылы АҚШ-та пайдалануға
енгізілді.
Алкилдеу қанаққан парафинді немесе ароматикалық көмірсутектердің
олефиндермен әрекеттесудің химиялық реакциясы болып табылады. Алкилдеудің
ең қарапайым және ең көп тарағаны олефиннің изобутанға қосылуы.
Алкилдеу процесінің негізгі мақсаты алкендердің тармақталған
алкандармен каталитикалық әрекеттесу нәтижесінде жоғары молекулалық массалы
изоалкандар түзілуі. Қанықпаған газдарды бөлуде алынған көмірсутекті
фракциялар – пропан-пропилен және бутан-бутилен - талғамды каталитикалық
полимерлеу және алкилдеу әдістермен жоғары октанды бензин компоненттерін
алуда пайдаланады.
1.2 Шикізаттың, дайын өнімнің және қосымша материалдардың сипаттамасы
Құмкөл- Оңтүстік Торғай шөгінді алабының арысқұм ойпаңындағы
ірі газ-мұнай кені. Қызылорда қаласынан солтүстік -шығыста 150км.
1983 ж.іздестіру бұрғылауын жүргізуге қосылған.1983 жылы неоком
шөгінділерінен мұнай фонтаны атқыланды.
Юра-бор өнікті комплексі бойынша Құмкөл құрылымы амплитудасы
неоком шөгінділерінде 50 юра жыныстарында 150 м. Келген күрделі
пішінді брахиантиклиниклдық қаптар. Кенде көп кабты,алты иірім
шоғырланған. Бұлардың екеуі төменгі неоком, қалғандары юра
шөгінділерінің орын алып екі жекеленген өнікті бор және юра
этаждарын қалыптастырған.Бор шөгінділерінде иірімдер мұнайлы,юра
шөгінділеріндегілерді газды-мұнайлы және мұнайлы. Сыйымдылық жөнінен
олар қабаттық, дөндік.Тектоникалық және литологиялық қалқаланудың
элемент-байқалады. Жатыс тереңдіктері1063-1270 м-ге дейінгі аралықта.Юра
иірімдерінің газ-мұнай және су-мұнай жапсарлары-1111,5 және-1198 м-лік
белгілерде. Бор иірімдерінің су-мұнай жапсары-983 және -999 м-лік
белгілерде орныққан.Юра иірімдерінің мұнайлы бөлігінің биіктігі екі
қабатта 89,5 және 91,5 м-ге жетіп ең жоғарғы мәндерді қамтиді, ал
өзге қабаттарда 18,5 м-ден аспайды. Екі бор иірімдерінің мұнайлы
бөлігінің биіктіктері 51,7 және 17,4 м-ді құрайды. Газ шатырларын
биіктіктері 31,9 м-ге дейін өзгереді.
Өнікті қабаттар құмтастар мен алевролиттерден құралған, олардың
тиімді қалындықтарының шеттері 0,6 м-ден 12,4 м-ге дейін жетеді.
Коллекторлардың ашық саңылаулығы 19,3-23,7% өткізгіштігі 0,172-1,133
мкм2, мұнайға қаныққандық коэффициенті 0,758-0,71,газға қаныққандық
коэффициенті 0,657-0,72.бастапқы қабаттық қысым 11,5-13,76 МПа
шегінде, температура 49-56 0С.7-мм-л штуцердегі мұнайдың шығымдары
125,8м2тәу, газдікі 93,8 мың м3тәу.Бор мен юра иірімдерін
мұнайлары құрамы жағынан бір-біріне жақын. Олардың тығыздығы 812-819
кгм3, құрамдарында 0,11-0,52% күкірт, 10,8-11,5% парафин, 011-0,92%
асфальтендер,4,8-8,42% смолалар бар.200 С-дағы мұнайдың тұтқырлығы
8,89-22,4 мм2с-ке дейін жетеді. Юра және бор иірімдерінің мөлшері
34,26-50,6% болғанда, метандық құраушысы 50,6-61,2% -ке дейін
өзгереді, бор иірімдеріндеауыр көмірсутектер басым келеді, олардың
мөлшері 63,7-67,9% -ті,метан 17,8-22,2% -ті құрайды.
Газдар құрамында 0,002-0,07% күкіртсутек,3,1-10% азот, 0,5-0,9%
көмірқышқыл газы, 0,01-0,1% гелий бар. Еркін газдар 56,75-77,92%
метаннан, 9,01-14,05% этаннан, 4,24-10,17% пропаннан, 1,24-4,75%
бутаннан,10,7% -ке дейін азоттан, 0,29-0,69% көмірқышқыл газынан,
0,15-0,22% гелийден тұрады. Газда тығыздығы 712-732 кгм3келетін
конденсат бар. Екі бор, бір юра қабаттары иірімдерінің режимдері
суарындық өзге иірімдердікі газ энергиясымен үстемеленген суарынды,
өнікті қабаттардың сулары хлорка-цийлі, минералдығы 49,7-84 гл.
Суларда бромның, йодтың жоғарылаған мөлшерлері анықталды. Кен 1990
жылдан бері пайдалануда.
Өндірістік алкилдеу процесінде қолданыс тапқан күкіртті және фторлы сутекті
қышқылдар. Кейбір қасиеттері төменде көрсетілген.
Кесте 1.1 – Катализаторлар қасиеті
Көрсеткіштер Н2SO4
1. Тығыздық, кгм3 1840 (200С)
2.Температура,0С
балқу 10,4
қайнау 296,2
3. Тұтқырлық, сП (МПа∙с) 33,0 (150С).
4. Беттік керілу, нм 55,0 (200С).
5.13,30С-гі ерігіштігі, % масс.
Изобутанның қышқылда 0,10
Қышқылдың изобутанда 0,10
Изобутанның күкірт қышқылда Н2SO4 ерігіштігі фторлы сутегіге НF
қарағанда 30 есе төмен. Олефиндердің осы қышқылдарда ерігіштігі жоғары және
тез. С-алкилдеу процесінде катализатор есебінде күкірт қышқылы қолданылады.
Күкірт қышқылының концентрациясы 98% құрайды.
Катализатордың концентрациясы 98-90%-ке дейін төмендегенде оны
қондырғыдан шығарып жүйені жаңа қышқылмен толтырады. Төмен концентрациялы
қышқылды қолдану олефиндердің полимерленуіне әкеліп соғады. Күкірт
қышқылының концентрациясы төмендегенінің себебі қышқыл қабатында
органикалық қосылыстардың жиналуымен байланысты және де бастапқы шикізаттың
құрамында судың болуы және жанама реакциялардың пайда болуынан.
Қышқылдың шығыны сапасына және процесс температурасына тәуілді.
Процесс нақты жүрген сайын қышқылдың шығыны азаяды да алынатын алкилаттың
сапасы жоғарылайды.
Фторлы сутекті катализаторды қолдану оның жоғары уландырғыш және
ұшқыштық қасиетіне байланысты пайдалануда қауіпсіздік шараларда қатаң
сақтау қажет. Фторлы сутегінің жүйеден шығып кетеді деген жерлерде
реакторлар мен конденсаторларды суытатын су ағымдарында қышқыл
тоңазытқыштарында үздіксіз автоматты бақылауды жүргізеді. Құрал-
жабдықтарда НF төзімді – фторорганикалық пластмассаларды монель –
металлдарды, көмір сутекті болтатарды қолдану.
Изобутанды алкилдеу қондырғысының шикізаты болып әдетте
газфракциялаушы (ГФҚ) қондырғыларда каталитикалық крекинг, термиялық
крекинг және костеу газдарынан бөліп алынған бутан-бутилен фракциясы (ББФ)
саналады. Бұл фракция құрамында қанықпаған көмірсутектері – бутилендермен
қабат изобутан да болады. Шикізаттағы әрбір 1% бутиленге 1,2% изобутанның
келуі қажет. Бутан-бутилен фракциясы сонымен бірге бутан және С3 пен С5
көмірсутектері болады. Изобутаннан бөлек алкилдеу реакциясына алкандар
түспейді, бірақ процестің жүру жағдайын, реакциялық аумақтағы көлемін алып
және изобутан мөлшерін төмендетіп нашарлатады. Шикізатта пропиленнің болуы
пропиленнің алкилдеу реакциясының жылуы мәнін жоғары болуына байланысты
суытуды көбейтуді қажет етеді, алкилаттың октан санын төмендетеді.
Амилендердің де болуы теріс әсер етеді, себебі олардан да аз құнды жанама
өнімдер түзіледі.
Алкилдеу процесінің келешек өсуі шикізат қорының көбеюімен және
шикізат есебінде пропан-пропилен фракциясын пайдаланумен байланысты
болмақшы. Пропан-пропилен фракциясын алкилдеуде пайдаланғанда қосымша
изобутан беру қажет.
1.3 Дайын өнімнің қолданылуы
Изобутанды алкилдеу нәтижесінде алынған алкилатты жеңіл және ауыр екі
фракцияға бөледі. Жеңіл фракцияны автомобиль мен ұшақ бензиндері
компоненті, ауыр фракцияны – дизель отыны компоненті есебінде пайдаланады.
Жеңіл алкилаттың көрсеткіштері мынадай: тығыздығы 0,698-0,715 гсм2; октан
саны ТЭҚ-сыз 92-98, 0,8 млл ТЭҚ косқанда 104-106; қыныққан булар қысымы
380С 20,6 кПа; бастапқы қайнауы 45-570С 100-1040С 50% қайнайды; соңғы
қайнауы 150-1700С.
Қондырғыда жанама өнімдер есебінде пропан мен бутан-пентан фракциясын
алады.
1.4 Процестің теориялық негізі
Алкилдеуге төмен молекулалы да, жоғары молекулалы да көмірсутектерін
салуға болады. Бірақ бензин компоненттерін алу үшін іс жүзінде тек С3-С5
көмірсутектері реакцияларын пайдаланады. Алкандардан метан мен этан
реакцияға түспейді. Изобутан, құрамында сутегі бар үшінші көміртегі атомы
алкилдеуге жеңіл түседі. Изобутанның тармақталған құрылымы синтез
өнімдерінің детонацияға қарсы қасиеті жағынан тиімді болып келеді.
Сондықтан алкилдеудің барлық өндірістік процестерінде бастапқы алкан шикі
заты есебінде изобутан қолданылады. Алкендерден изобутанды алкилдеуде С3-С5
көмірсутектерін пайдаланады.
Алкилдеу жылуды бөліп және көлемнің азаюы мен жүреді. Ле-Шателье
принципі бойынша бұл реакцияға төмен температура мен жоғары қысым оң әсер
етеді. Сондықтан алкилдеуді 00С жақын температураларға жүргізу тиімді. Онда
алкеннің молекулалық массасы жоғары болған сайын температура төмен болуы
керек. Алкилдеу реакциясы төмен температураларда катализаторсыз іс жүзінде
жүрмейді.
Алкилдеудің ең маңызды параметрлері температура, қысым, контакт
уақыты, изобутан мен алкендер, катализатор мен алкендер арасындағы қатынасы
саналады.
Температура катализатор ағынына, алкилат шығымы сапасына әсер етеді.
Процестің ең қолайлы жағдайы 5-150С құрайды. Температураны көтеру қышқыл
мен көмірсутектердің қоспасы тұтқырлығының төмендеуімен араластыруды
жеңілдетеді, бірақ мұнда алкендердің полимерлеу мен сульфирлеу жанама
реакциялары өседі. Температураны төмендету алкилдеу реакциясының
талғамдылығы өсіреді, катализатор шығынын азайтады, алкилат шығымын
көбейтеді. Алкилдеу реакциясы оң жылу эффектісімен жүреді. Термодинамикалық
жағынан алкилдеу процесі төмен температуралары. Өндірістік күкіртқышқылды
алкилдеуді 0-100С, ал сұйық фторлы сутекті алкилдеуді 25-300С жүргізеді.
Қысым реакторда көмірсутекті шикі заттың негізгі бөлігі сұйық фазада
болатындай ұстайды. Өндірістік реакторларға қысым орташа 0,3-1,2 МПа
құрайды.
Шикізаттың катализатормен жанасу мерзімі көлемдік жылдамдықпен
анықталады, оны реакторға белгілі бір уақытта берілетін шикізат көлемінің
қышқыл көлеміне бөліндісі деп қарауға болады. Қазіргі алкилдеу
қондырғыларнда көлемдік жылдамдық 0,3 сағ. (күкірт қышқылды адкилдеуде 0,1-
0,6 сағ.) қүрайды. Көлемдік жылдамдықты көбейту алкилаттың октан санын
төмендетеді. Контактілеу уақытына тағы реактор конструкциясы және араласу
жабдығының тиімді жұмыс істеуі әсер етеді.
Реакция аумағында изобутан мен алкен араларындағыда қатынасы дұрыс
таңдау полимерлеу реакцияларын басуға үлкен рөл атқарады. Өндіріс
қондырғырларында алкилдеуге түсетін көмірсутекті қоспада изобутан (алкен
мольдік қатынасын 5-101 тең етіп ұстайды).
Энергия қорын үнемдеу мақсатында, изобутан мен алкендер қатынасын
азайтып, катализатордың алкендерге қатынасын жоғары ұстау тиімді.
С-алкилдеу процесінің негізін алкендердің алкандарға қосылу реакциясы
құрайды, ол жалпы мынадай теңдеумен беріледі:
С-алкилдеу жылуды бөле жүреді 85-90 кДжмоль (20-22 ккалмоль). Көп
жағдайда С-алкилдеуге бутилен қолданылады. Изобутанды С-алкилдеугенде изо-
С8Н18 түзіледі. Ол қайнау температурасы бойынша бензиннің компоненті
есебінде алынады.
С-алкилдеу каталитикалық крекинг тәрізді карбони ионы механизмі
бойынша жүреді. Изобутанды бутен-2 С-алкилдеу реакциясының механизмін
қарастырайық.
1. Процестің бірінші сатысы олефиндерді протондау
2. Изобутан: бутен қатынасы жоғары болғанда бутилді карбоний ион
негізінен изобутанмен үшіншілік карбони ионына әсер етеді:
2а. Біріншілік бутилді катион протоның ауыстырмай–ақ үшіншілікке
изомерлену мүмкін:
3. 2 және 2а реакциялары бойынша пайда болған үшіншілік бутилді
карбони ионы бутенмен реакцияға түсіреді:
1. Екіншілік октилді карбактион тұрақты үшіншілікке изомерленеді;
2. Изомерленген октилді карбактион изоалканмен протонымен ауысу
нәтижесінде өнімі пайда болады -2,2,4-2,3,3 және 2,3,4-
үшметилпентан
3. Карбкатион өз протонын қышқылдың анионына берген кезде тізбек
үзіледі:
Изобутанды бутиленмен С-алкилдеу негізгі реакциялармен қатар 1 моль
изобутанға 1 моль олефин шығындалады. Бұл жағдайда әртүрлі жанама процестер
жүруі мүмкін. Күкірт қышқылының концентрациясы төмендеген сайын оның
протондық күші төмендейді, сутегінің ауысу процесі баяулайды, процестің
талғамдығы азаяды, ол алкендердің ауыр өнімдер түзумен полимерлеуне алып
келіп соғады.
Алкилдеу жағдайында әртүрлі жанама процестер жүреді:
А) Деструктивті алкилдеу;
Б) Сутегінің молекула аралық ауысуы;
В) Полимерлену және деполимерлену.
Деструктивті алкилдеу деп ығырау мен синтез реакцияларын – сақина
құрылымды алынған изоалкандардың жаңа көмірсутектеріне ыдырауын және
олардың өз кезегінде изобутанмен алкилдеу реакциясына түсуін айтады:
1.5 Технологиялық процестің жобалануы және толық сипаттамасы
Бутан-бутилен фракциясымен изобутанды күкірт қышқылды алкилдеу
қондырғысының технологиялық жүйесін қарастырайық. Алкилдеу қондырғысы
шикізатты дайындау, реактор, көмірсутекті қоспаны әрекеттеу, өнімдерді
фракциялау бөлімдерінен тұрады. Шикізатты дайындау бөлімінде (жүйеде
көрсетілмеген) сілтімен және сумен жуумен бутан-бутилен фракциясын
күкіртті сутегі мен меркаптандардан тазартады. Мұнда шикізаттың су
бөлгіштер, тұндырғыштар, құмтассүзгіштер немесе электротогымен бөлгіштер
көмегімен судан кебуі жүреді. Кептіруге тағы адсорбенттер-Al2O3 және
цеолиттер қолданады.
Одан кейін шикізат реактор бөліміне түседі. Шикізат 1
сыйымдылықта қайта айналушы изобутанмен араласып, 2 сораппен
жылуалмастырғыш пен тоңазытқыш арқылы 3 контакт типтес реакторға
беріледі. Шикізатпен бірге реакторға бутан-бутилен фракциясымен
контактіде болатын күкірт қышқылымен сіңіріледі.
Реакция өнімдері 3 реактордан 4 сепараторға түседі, онда күкірт
қышқылы бөлінеді. Күкірт қышқылы 5 сораппен реакторға қайта
беріледі, ал көмірсутектер 6 жылуалмастырғыш арқылы көмірсутектер
қоспасына әрекеттеу бөліміне түседі. Мұнда көмірсутекті қоспа
күкірт қышқылы және эфирлер тамшыларынан сілті мен сумен жуумен
арылады. Сілті және сумен жууға 7 араластырғыш, 8,10 тұндырғыш 9,12
қайта беруші сораптар арналған. Алкилдеудің жаңа қондырғыларында
реакция өнімдері бокситті тазалау блоктарында күкірт қышқыл эфирінен
тазаланады.
Изобутан бутилендермен әрекеттесуінде 1кг алкилатқа
есептегенде 750-1100кДж жылу бөлінеді.Оны бөлуге жасанды суыту
қолданылады.
Хладагент есебінде суытушы жүйеде айналушы аммиак
пайдаланады. Аммиак 13 компрессормен сығылып, 14 конденсатор
тоңазытқышта конденсацияланып, 15 сыйымдылықта жиналады, ал одан
кейін сораппен 3 реактордың құбырлы шоғырына беріледі. Онда
қысымның төмендеуімен температураның өсуімен буланады. Аммиак
буланып, реакцияның артық жылуын алады. Газ түбіндегі қайтадан
компрессиялауға түседі. Тазаланған көмірсутекті фракция
ректификациялау блогына түседі. Изобутан 17 колоннадан реакция
өнімдерінен пропан және реакцияға түспеген изобутан бөлінеді. Одан
кейін 22 пропан колоннада изобутан пропаннан арылып, шикізатпен
қайтадан араластырады. 17 колоннаның төменінен бутанның, пентанның
және алкилаттың қоспасы 27 бутан колоннасына түседі. Бұл колоннаның
жоғарғы өнімі бутан, пентан фракциялары, ал төменгісі алкилат болып
саналады, ол кейін 32 қайта айдау колоннасында жеңіл және ауыр
алкилатқа бөлінеді.
Технологиялық режим
Температура 0С
қысым мПа
Төменінде, 0С Жоғарыда
0С
Реактор 0-10 0-
10 0,6
Ректификациялық колонналар
17 изо-бутан 95-120 45-55
0,5-0,6
22 пропан 85-100 40-45
1,6-1,7
27 бутан 125-135 45-50
0,3-0,4
32 қайта айдау 220 дейін 100-115
0,02-0,04
1.6 Процесті аналитикалық бақылау
Шикізат сапасына қойылатын талаптар процесстің схемаларының болуына
катализатордың активтілігіне және процесстің аппараттарына байланысты
өзгереді.
Мысалы, изобутанды бутилендермен алкилдеуді бутан-бутилен
фракциясында пропиленнің болуы тиімсіз деп есептеледі. Бұнын себебі
пропиленнің болуы күкірт қышқылының шығынын көбейтеді.
Реактордың конструкциясы мен суытылу жүйесінің жетілдірілуімен
(өзімен өзі суытылатын каскадты реактор) пропиленді изобутанды алкилдеу
процесіне қатыстыруға болады. Ал бұл процесте пропанның болуы салқындатқыш
агент есебінде қолданылуы қажетті болып саналады.
Бірақ шикізатта катализаторларды уландыратын компоненттер (мысалы:
күкіртті, азот, және оның қосылыстары) және негізгі процеске кері әсерін
тигізетін активтілігі өте жоғары көмірсутектер болады (мысалы, ацетилен
және оның гомологы пропиленде, бутан-бутилен фракциясында бутадиен болуы).
Сондықтан шикізаттың сапасын бақылау бірінші кезекте өндірістегі
шикізат сапасының нормаларының ауытқуын бақылап, алдын ала хабарлау үшін
қажет. Егер шикізаттың құрамында жағымсыз компоненттер мөлшері нормалардан
асатын болса, онда шикізатты осы компоненттерден тазалау қажет.
Бақылау әдісінде соңғы уақыт ішінде көптеген өзгерістер болды.
Өндірістерде ең көп қолданыс тапқан хромотографтар, спектрометрлер
рефрактометрлер қондырғыларға қондырылады. Осылардан алынған мәліметтер
бақылау-өлшеу асаптары щитіне беріледі.
1.7 Технологиялық процестің автоматтандырылуы
Автоматты басқару жүйесін басқару әдісі және қызмет белгілі бойынша
жіктеуге болады. Басқару әдісіне қарай жүйелер: кәдімгі - өздігінен
бапталмайтын және адаптивті - өздігінен бапталатын болып үлкен екі класқа
жіктеледі. Кәдімгі жүйелер қарапайым категориясына жатады да, басқару
процесінде өз құрылымын өзгертпейді. Олар – тұйықталмаған, тұйықталған және
аралас басқару жүйелері болып қосалқы үш класқа ажыратылады. Ал
тұйқыталмаған АБЖ автоматты нық басқару жүйесіне (АНБЖ) және қозу бойынша
басқару жүйесіне бөлінеді.
Бірінші жүйеде Р реттеуіші х (τ) шама мен z (τ) сыртқы қозу
мәндерінен тәуелсіз нәтижеде БО басқару объектісіне әсер етеді. Қозу
бойынша басқару жүйесінде у (τ) басқарушы әсер, басқару объектісіне ықпал
етуші z (τ) сыртқы қозу әсерінің мәніне байланысты туады. Бұған мысал
ретінде бөлме ішін жылыту жүйесін алуға болады. Бөлмедегі жылытқыштарға
берілетін ыстық судың шығыны даладағы ауаның температурасына байланысты
болады. Мұнда ытық судың шығыны у (τ) басқарушы әсер ретінде болса,
даладағы ауаның температурасы z (τ) сыртқы қызу әсері болып табылады.
Ауытқу принципі бойынша жұмыс істейтін автоматты басқарудың
тұйықталған жүйесін автоматты реттеу жүйесі (АРЖ) деп те атайды. Олардың
ерекшелігіне сигнал өтуінің тұйық контурының, яғни СЭ салыстыру элементінің
кірісіне х (τ) реттелетін шама мәні туралы мәлімет берілетін кері каналдың
болуы жатады.
Автоматты реттеу жүйесі реттелетін шаманы тұрақтандыру
(тұрақтандыратын АРЖ), реттелетін шаманы белгілі (программалы АРЖ), не
белгісіз (қадағалаушы АРЖ) программалар бойынша өзгерту секілді үш мәселені
шешуге арналған. Тұрақтандырушы АРЖ-да реттелетін шаманың берілген мәні де
тұрақты болады. Программалы АРЖ-да реттелетін шаманың мәні уақыт өтуімен
алдын ала құрылған (белгілі) программа бойынша өзгереді. Қадағалауыш жүйеде
реттелетін шаманың мәні уақыт барысында алдын ала ескертілмеген (белгісіз)
программа бойынша өзгереді. Қадағалауыш және программалы жүйелер
тұрақтандырушы АРЖ-дан берілетін сигналды өңдеу принципімен ерекшеленеді.
Қадағалауыш АРЖ-ның мысалы ретінде жылыту пешіндегі от жану процесін реттеу
үшін берілетін отын және ауа шығындарының құрамдық үлестерін берілген
бірқалыпты автоматты түрде ұстап отыруды алуға болады.
Аралас жүйе ауытқу және қозу бойынша басқару жүйелерінің
артышылықтарын бірдей қамтуы арқасында басқару дәлдігін едәуір арттырады.
Бұл жүйеде есепке алынбаған қозу әсері ауытқу бойынша басқарумен өтеледі,
не бәсендетіледі.
Өздігінен бапталатын (адаптивті) жүйелерді мынадай үш қосалқы класқа
бөлуге болады: экстрималды жүйелер, параметрлері өзі бапталатын және
құрылымы өзі бапталатын жүйелер.
Экстрималды реттеу жүйесі деп баптауы, программасы, не жаңғырту заңы,
басқару объектісінің жұмыс режимін барынша ыңғайлы жасау мақсатында жүйенің
ішкі күйі, не сыртқы жағдайдың өзгерісіне сәйкес автоматты түрде өзгеретін
тұрақтандырғыш, қадағалауыш, немесе программалы басқару жүйелерін айтады.
Мұндай жүйелерде тұрақты баптау не программа орнына арнайы автоматты
іздестіру құрылғысы орнатылады. Бұл құрылғы объектісінің пайдалы әсер
коэффициенті, өнімділігі, үнемділігі және т.б. қайсы бір сипаттамаларына
талдау жасауының нәтижесінде, бүкіл жүйе жұмысына ықпалын тигізетін әртүрлі
қоздыру әсерінің үздіксіз өзгеріп отырған жағдайында, басқару құрылғысына
реттелетін шаманың экстрималды мәнін береді.
Параметрлері өздігінен бапталатын жүйелерде сыртқы жағдайлар немесе
реттеу объектісінің сипаттамалары өзгергенде басқару құрылғысының өзгермелі
параметрлері автоматты түрде (берілген программа бойынша емес) өз мәндерін
ауыстырады. Бұл жағдай жүйе жұмысының орнықтылығын және реттелетін шаманы
берілген, не тиімді деңгейде ұстап отыру үшін қажет.
Құрылымы өздігінен бапталатын жүйелерде сыртқы жағдайлар немесе
реттеу объектісінің сипаттамалары өзгергенде, жүйе элементтері бір-бірімен
басқадай схема бойынша жалғастырылады немесе жүйе схемасына жаңа элементтер
енгізіледі. Құрылымды бұлайша өзгертудің (іріктеудің) мақсаты басқару
есебін тиімді шешу болып табылады. Құрылымды іріктеу есептеуіш және
логикалық амалдарды қолдану арқылы автоматты түрде іздестіру жолымен жүзеге
асырылады. Мұндай жүйелер сыртқы жағдай мен объект сипаттамаларының барлық
өзгерісіне икемделіп қана қоймай, сонымен қатар жеке элементтердің ақауына,
не істен шыққанына қарамастан, жаңа тізбек түзе отырып әрекет жасауы тиіс.
Құрылымы өздігінен бапталатын жүйелерді жетілдіруге болады. Ол үшін
іріктеуді бірнеше нұсқада тез орындап, солардың ішінен ең тәуірін таңдап
алады.
Қызмет белгісі бойынша жіктеуге сәйкес барлық автоматты басқару
жүйелері төрт класқа бөлінеді: тетіктер жұмысын үйлестіретін жүйе,
технологиялық процестердің параметрлерін реттеу жүйесі, автоматты бақылау
жүйесі, автоматты қорғау және қармау (блокировка) жүйесі.
Қондырғының жеке тетіктерінің, не тұтастай қондырғы жұмысын
үйлестіруге арналған жүйе автоматты қатаң басқару жүйесі (АҚБЖ) болып
табылады. Автоматты ретеу жүйесі (АРЖ) технологиялық процестің реттелетін
шамасын белгіленген деңгейде ұстап отыруды немесе берілген программа
бойынша өзгертуді қамтамасыз етеді. Автоматты бақылау жүйесі (АБЖ)
технологиялық процестердің параметрлерінің әр мезеттегі мәндері туралы
мәліметті адамның қатысуынсыз алуға арналған құралдар мен әдістерді
қамтиды. Автоматты қорғау (АҚЖ) және қармау жүйелері тұрақталған режимде
істеп тұрған құралдардың жұмысында апаттық жағдайдың болмауын қамтамасыз
етеді.
Автоматты басқару жүйесінің құрылымы. Автоматты басқару жүйесі
құрылымы жағынан әр түрлі болуы ықтимал. Жалпы жағдайда бұл құрылымға
белгілі бір ерекше қасиеттерімен және аралық әсер беру жолдарымен жіктелген
автоматты жүйені түзетіп дербес бөліктердің жиынтығы жатады. Автоматты
басқару жүйесінің алгоритмдік, функционалдық және конструкциялық
құрылымдары болады.
Автоматты басқару жүйесінің алгоритмдік құрылымы деп, әр бөлігі
ақпаратты түрлендірудегі белгілі бір алгоритмді орындауға арналған
құрылымды айтады.
Автоматты басқару жүйесінің функционалдық құрылымында әрбір бөлік
белгілі бір қызметті атқарады. Қызмет ретінде автоматты басқарушы
құрылғының ақпарат алу, оны өңдеу, т.б. осы секілді негізгі қызметін,
сонымен бірге сигналды беру, оларды салыстыру, ақпаратты беру түрін өзгерту
тәрізді дербес қызметін айтуға болады.
Егер автоматты басқару жүйесі құрылымының әр бөлігі жеке
конструкциялық тұтастық құратын бөлік болса, ондай құрылымды конструкциялық
құрылым деп атайды.
Басқару жүйесінің құрылымын график бойынша кескіндеуді құрылымдық
схема дейді. Белгілі бір ерекшеліктерімен топталған автоматты жүйе бөлігін
график түрінде, ішінде бұл жүйенің оның қандай бөлігі екендігін білдіретін
шартты белгілі бар төртбұрышпен кескіндейді. Автоматты жүйенің бөліктерінің
арасында берілетін әсер жолын, сол әсер берілетін бағыт бойымен бағыттауыш
сызықпен кескіндейді.
Автоматты басқару жүйесінің, не автоматты құрылғының құрылымдық
схемасындағы бөлктері арасындағы берілетін әсердің бағыты мен жолын
көрсететін қарапайым құрамдас бөлігін құрылымдық схеманың байланысы деп
атайды.
Автоматты жүйенің құрылымдық схемасының байланысы негізгі, қосымша
және кері байланыстар болып ажыратылады.
Негізгі байланыс деп, автоматты басқару жүйесінің негізгі тізбегі
бойындағы бөліктерінің арасындағы түзілетін байланысты айтады.
Қосымша байланыс деп, негізгі тізбекке не оның қайсы бір бөлігіне
қосалқы түрде әсер берілу жолын түзетін автоматты басқару жүйесінің
құрылымдық схемасының байланысын айтады.
Температураны өлшеу құралдары. Температура технологиялық процесті
қадағалауда реттеуде негізгі параметрлерінің бірі болып табылады.
Температура – шартты статикалық шама, ол заттар бөлшектерінің (молекула не
атом) орташа статикалық энергиясына тура пропорционал. Қазіргі кезде
Халықаралық практикалық температуралық шкала (МПТШ-68) қолданылады, ол
термодинамикалық температуралық шкаланы іс жүзінде жүзеге асыруды істейді.
Сұйық шыны термометрлер. Сұйық шыны термометрлердің әрекет принципі
термометрге құйылған термометрлік сұйықтың жылулық ұлғаюына, яғни осы
сұйықтың көлемінің өзгерісіне негізделген. Термометрлік сұйық ретінде
сынап, толуол, этил спирті, эфир т.б. қолданылады.
Сұйық шыны термометрлер -9000С-тан 60000С-қа дейінгі температураны
өлшеуге пайдаланылады да, ішіне айна орнатылған таяқша түрінде жасалады.
Батырмаларының ұшы шкаласы бар термометрлерге тік және бұрыштық болып
келеді.
Сигнал беру үшін және температураны автоматты гравитациялық реттеу
үшін дәнекерленген жанаспалары бар энергетикалық электр жанаспалы
термометрлер пайдаланылады. Жанаспаның бірі қозғалмалы, ол магнит муфтаның
көмегімен жылжиды, ал келесі жанаспа капиллярға қозғалмайтындай етіліп
дәнекерленген. Жанаспа арасындағы электр тізбегінің тұйықталуы (ажырауы)
сынап көлемінің өзгерісі салдарынан болады.
Қысым өлшейтін аспаптар. Қысымның абсолюттік, артық және
вакуумметрлік түрлері бар. Абсолюттік қысым деп сұйқтықтың, газдың не будың
қысымдарын айтады. Абсолюттік қысым мына формуламен анықталады:
Рабс=Рарт+Ратм;
мұндағы, Рарт – артық қысым, Па; Ратм – атмосфералық қысым, Па.
Артық қысым деп атмосфералық қысым мәніне сәйкес шартты нөлден бастап
есептелетін қысымды айтады:
Рарт=Рабс-Ратм;
Вакуумметрлік қысым (сиретілу, вакуум) атмосфералық және абсолюттік
қысымдардың айырымына тең:
Рвак=Ратм-Рабс.
Қысымды өлшейтін аспаптар әрекет принципі мен өлшейтін қысымының
түріне қарай жіктеледі.
Әрекет принципі бойынша қысмы өлшеуге мынадай аспаптардың түрлері
қарастырылады: сұйықтық, бұл өлшенетін қысым мен сұйық бағанының
гидростатикалық қысымын теңгеру принципіне негізделеді, деформациялық
(серпімді сезгіш элементтері), мұнда қысымды серпімді сезгіш элемент
деформациясының шамасы бойынша немесе сезгіш элемент тудыратын күш бойынша
өлшейді.
Ал өлшейтін қысым түріне қарай аспаптар мынадай түрге жіктеледі:
барометрлер – атмосфералық қысымды өлшеу үшін, манометрлер – артық қысымды
өлшеу үшін, вакуумметрлер – сиретілуді өлшеу үшін, мановакуумметрлер –
артық және вакуумметрлік қысымды өлшеу үшін, арын өлшеуіш (напоромер) –
шамалы артық қысымды өлшеу үшін, тартым (тягомер) өлшеуіш – шамалы
сиретілуді өлшеу үшін, дифференциал манометрлер немесе дифманометрлер –
қысым құламасын (перепад) өлшеу үшін.
1.8 Еңбекті қорғау
Газ өңдеу зауыттары жоғары қауіпті объекттерге жатады. Әр түрлі
химиялық реагенттер, көптеген машиналар мен механизмдерде және тағы да
басқа жерледерде қолданылатын, газ өңдеу заводтарында үлкен көлемде газдар
және газ конденсаттары өңделетін, өрт және жарылыс қауіпті заттар.
ГӨЗ-дағы негізгі қауіп туғызатын факторлар:
- шикі зат пен алынатын өнімдердің жарылыс және өрт қауіптілігі;
- шикі зат пен өнімдердің токсиндігі;
- химиялық реагенттер ретінде қолданылатын токсинді және өрт қауіптілігі;
- электр көзінің әсер етуі;
-жоғары температуралы көздер (бу, отын пештері, жылу алмастырғыштар);
- жоғары қысымды аппараттар мен құбыр өткізгіштер;
- жабдықтардың коррозиясы;
- машиналар мен механизмдер;
- статикалық электр тогы.
Жарылыс және өрт қауіпті қасиеті бар заттар, булар мен газдар
қоспасы ауа қатысында жарылу шегі мен лап ету және тұтану тепературасына
байланысты.
Мұнай жанғыш газдар және мұнай өнімдері қауіпті және зиянды қасиетті
заттар. Өндірістерде мұнай мен газды өңдегенде технологиялық режимді бұзу,
қауіпсіздік ережесін сақтамаудан авария және қатерлі жағдайлар болады,
жұмысшылардың кәсіби ауруы орын алады. Авария және қатерлі жағдайлар
мынадай себептерден тұрады:
1. Мұнай және мұнай өнімдерін жанғыш заттар және одан бөлек белгілі
бір температурада өзінен өзі тұтанып кетеді. Алғашқы өңдеуде және кейбір
басқа процестерде шикізат кен өнімдер өзінен өзі тұтану температурасына
жақын, тіпті одан жоғары температураға дейін қыздырылады. Одан бөлек
қондырғыларда құбырлы пештерде ашық отын көздері бар.
2. Мұнай мен газды өңдеу процестерінің технологиялық процестерінде
көп өнімдер қатысады, олардың булары ауамен қопарылғыш қоспа түзе алады.
Мұндай қоспалар жабық бөлмеде, аппараттар ішінде түзіледі. Тұтануға себепші
импульс болса қоспа жарылады. Тұтану импульс көзі болып бұзық электр
жабдығының ұшқыны, ашық от және тағы басқа саналады. Жарылыс пен жану
көздері екі диэлектриктің бір-біріне үйкелуіне немесе диэлектриктің
металмен үйкелуінен пайда болған статикалық электр тогынан да болады.
Сонымен қабат тұтану көзі, ауа электр тогының разрядтануы- найзағай бола
алады.
3. Мұнай мен газды өңдеуде технологиялық процестер көбінесе жоғарғы
қысымда жүргізіледі және сондықтан есепті қысымнан кенеттен асып кеткен
жағдайда аппараттар мен құбыр желісі жарылып кету қаупі сақталады.
4. Мұнай, мұнай өнімдері және көптеген реагенттер зиянды заттар қатарына,
улы қасиеті барларға жатады.
5. Мұнай өңдеу зауыттарында электродегидраторлар,
электроқозғалтқыштары, жарық беруші аспаптар және басқа электр
жабдықтары бар. Электр тогымен дұрыс пайдаланбағанда адамды электр тогының
соғуы, күюі болуы мүмкін.
Аварияны және қатерлі жағдайларды болдырмау үшін қауіпсіздіктің
нормалары мен техника ережелерін бұлжытпай орындау қажет. Жұмысқа түсуші
қауіпсіздік техникасынан, өрт және газ қауіпсіздігінен міндетті түрде
инструктаж өтеді.
Зауыттарда қауіпсіздік техникасынан және еңбекті қорғаудың мынадай
негізгі шаралары қолданылады:
1. Барлық жабық бөлмелерде ауаны өндіріп-шығарып тұратын
вентиляция орнатылады. Егер бөлмеде қопарылыс мүмкіндігі немесе улы заттың
концентрациясы шектен тыс көп болғанда, онда мұндай жерлерге, осындай
қауіпті жағдайда сигнал беріп білдіретін арнайы аспаптар қойылады.
2. Қопарылу жағынан қауіпті бөлмелерге қопарылуға қауіпсіз электр
қозғалтқыштарын қолда немесе бөлме қысымы жоғары болғанда ауасы ауыстырылып
тұрады.
3. Жөндеу кезінде қатерлі жағдайды болдырмау үшін тұрақты және
ауыспалы механизмдер орнатылады: сораптарды жөндеуге кран – балкалар,
колонна аппараттарына, жылу алмастырғыштардың құбыр шоғырын шығаруға
экстракторлар.
4. Технологиялық қондырғылар және жалпы зауыт шаруашылықтарына тұрақты
және ауыспалы өрт сөндіру құралдары орналастырылады.
Аварияларды болдырмау тәртібі өндіріс инструкцияларында, қауіпсіздік
техника және өрт қауіпсіздік инструкцияларында, аварияны болдырмау
жоспарында толық беріледі.
Жұмыс істеп тұрған қондырғыларды жаңарту және жаңа жабдықтау
нәтижесінде олардың техника- экономикалық көрсеткіштерін едәуір жақсартуға
болады. Жаңартудың негізгі бағыттары: аппараттардың жылу алмастыру беттерін
көбейту, сораптарға қуаты жоғары электр қозғалтқыштарын қою, пештерде
қосымша құбыр қою, кейбір ескірген жабдықтарды жаңалау.
Аварияның алдын алу және болдырмау. Қондырғылардағы авария себебі
технологиялық режимнің, ... 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