Висбрекинг қондырығысы
Мазмұны.
Кіріспе.
1. Технологиялық бөлім
1. Жобаланатын процеске қысқаша сипаттама және схеманы таңдау
негізі.
2. Шикізаттың, дайын өнімнің және қосымша материалдардың
сипаттамасы.
3. Дайын өнімнің қолданылуы.
4. Процестің теориялық негізі.
5. Технологиялық процестің жобалануы және толық сипаттамасы.
6. Процесті аналитикалық бақылау.
7. Технологиялық процестің автоматтандырылуы.
8. Еңбекті қорғау.
9. Қоршаған ортаны қорғау.
2. Есептеу бөлімі
10. Процестің материалдық балансы.
11. Аппараттың материалдық балансы.
12. Аппараттың жылулық балансы.
13. Аппараттың негізгі конструктивті өлшемдерін есептеу.
14. 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 құның есептеу.
3.4. Технико-экономикалық көрсеткіштерін және тиімділігін есептеу.
Қорытынды
Қолданылған әдебиеттер
Кіріспе
Біріншілік мұнай айдау кезінде фракция түрінде тек басынан түскен
заттар ғана бөлініп шығарылады. Тауар өнімдерінің саны, сапасы,
ассортиментіне сәйкес мұнайдың химиялық құрамымен байланысты болады.
Жоғары температурада мұнайдағы органикалық қосылыстар химиялық түрін
өзгертеді, айырылады және өзара әр түрлі екіншілік реакцияға түседі. Осы
арқылы мұнайды өндеудің термиялық процессі құрылды.Одан қосымша көмірсутек
газдарын және мұнай коксін, т.с.с. Мұнайда болмаған жаңа заттарды алуға
болады. Мұнай шикізатын өндеудің термиялық процестері жағдайына тәуелді –
крекинг, кокстеу, пиролиз деген атқа ие болады.
Термиялық крекинг процесі өндірісте тек ХХ ғасырларда автомобильді
транспорттың көбеюіне, бензинге сұраныстың өсуіне байланысты өсті.
Термиялық крекинг арқылы бағасы төмен, ауыр фракцияларда қосымша бензин
алына бастады және бұл бензиннің тікелей алынған бензиндердің октан саны
көп болады. Бастапқы шикі зат ретінде – керосин, атморсфералы және
вакуумдық газойлдер және бастапқы қайнау температурасы төмен мазуттар
қолданылады. Соңғы кезде тек мазут пен гудрон ( қайнау температурасы әр
түрлі) шикі зат ретінде қолданыла бастады. Біздің елімізде термиялық
крекинг қондырғысының сирек құрылуына байланысты, висбрекинг процесі
қолданылады. Висбрекинг ( жайлап крекинглеу) ауыр қалдықтар гудрон және
жартылай гудроннан бастапқы шикі затқа қарағанда тұтқырлығы және суу
температурасы төмен қазан отындар алуға арналған термиялық крекинг
процесінің бір формасы. Висбрекинг қысымы 20 атм-дан көп емес,
температурасы 400-480о С. Висбрекингте жеңіл фракциялар шығымы төмен.
Кокстеу электроды кокс қажеттілігінен температура, онда мұнайдың ауыр
қалдықтарынан электродтар, анодтар массасы дайындалады. Шикі зат ретінде
кокс алу үшін крекинг – қалдықтар, гудрон қолданылады. Кокстеу
дистиллятының сапасы жоғары емес, оларда қанықпаған сутектер көп болады.
Мұнай коксіне сұраныс көп, сондықтан кокстеу қондырғылары көп салынып
жатыр. Кокстеу қысымы 1 атм , температурасы 470-540о С. Пиролиз процесі 700-
900о С-де , атм-лық қысымға жақын жүргізіледі. Ең бірінші пиролизбен
керосин мен газдар, кейін смола пиролизінен арендерді бензол және толуол
алуға пайдаланған. Қазіргі кезде пиролизді қанықпаған көмірсутегісі көп
газдар – этилен және пропилен алу үшін қолданады.
Термиялық крекинг қондырғылары үшін шикізатты таңдау олардың жұмыс
режиміне байланысты қосымша мөлдір мұнай өнімдерін алуға бағытталған
қондырғыда атмосфералық және вакуумдық айдау қалдықтары – (мазут пен
гудрон) күйе шикі затын өндіру қондырғыларында жоғары ароматизацияланған
дистиллятты фракциялар өңделеді. Жоғарыда айтып өткендей, жоғары молекулалы
қалдықтар алынады деп сондықтан әр түрлі шикізаттардың жоғары температурада
өзгеруін байқау үшін термиялық крекингке, жеке көмірсутектерді мұнай
фракцияларын және қалдықтары салады. Крекингтің жүру мүмкіндігін Гиббс
энергиясының стандартты мәндері (298 К) немесе тура осы мағынаны тұрақты
қысымдағы энергия мәндері, әдетте термодинамикалық мәндер кестесінде
беріледі. Термиялық крекинг қондырғысының жүйесін таңдау шикізат пен оны
өңдеу бағытына байланысты. Кокстеу шикізатын өндіретін термиялық крекинг
қондырғыларына – АВҚ құбырлы қондырғыдан вакуум дистиллятты, ал термиялық
риформинг қондырғыларына керосин мен қоспасы бағытталады. Термиялық
крекингте газ бензин крекинг – қалдық алынады. Сонымен қатар крекингтің
терең түрінде қатты тығыздану өнімдері алынады. Қазіргі термиялық крекинг
қондырғыларында әдетте крекингтің қайта беруімен жүргізетін түрі
қолданылады. Ең көп тарағаны мазуттарды екі пешті жүйемен крекингілеу
қондырғысы. Термиялық процестердің температуралық аймағы 500 ден 10000С
дейін жүреді. Термиялық процестердің қазіргі кезеңдегі өсуінде шикі зат
есебінде газ көмірсутектерінен бастап, ауыр жоғары молекулалы қалдықтарға
дейін қолданады. Негізінен көп тараған термиялық процестер мыналар:
1.Жоғарғы қысымдағы (2-4 мПа) сұйық шикізаттың газ және сұйық өнімдер
алумен жүретін термиялық крекинг.
1. Ауыр қалдықтарды немесе жоғары амортизацияланған ауыр
дистилляттарды жоғары емес қысымда (0,5 мПа-ға дейін) кокс және газ
және сұйық өнімдерді алумен кокстеу процесі.
2. Сұйық немесе газ түріндегі шикізатты жоғары емес қысымда (0,7 – 0,3
мПа) құрамында қанықпаған көмірсутектері көптеп кездесетін газ және
сұйық өнімдер алумен жүргізілетін пиролиз процесі.
Термиялық крекинг қондырғысы жұмысын шикізатты крекинг қалдықты және
дистиляттарды талдау нәтижелеріне негізделген жабдықтар көрсеткіштері
арқылы бақылайды. Шикізаттығы су және күкірт қышқылды шайырлар мөлшерін
кокстенуін тығыздығын анықтайды. Кокстену мен күкірт қышқылды шайырлар пеш
пен реакциялық камера құбырларында шикі заттың кокс түзу қабілетін
анықтайды. Кокс түзуді азайту үшін термиялық крекинг қондырғыларында
шикізатқа оны пешке берер алдында аздап турбулизатор, яғни ағымның қозғалу
жылдамдығын үдететін су беру енгізілуде. Температурасы жоғары шикі зат
ағымына түскен су бірден буланады да бу фазасының көлемі күрт өсіп
нәтижесінде шикі зат толық араласады.
1950 жылы термиялық крекингте ауырланған шикі зат салына бастады. Бұл
дизел отыны есебіне пайдаланатын керосин-газойл фракциясына сұраныстың және
каталитикалық крекинг пен риформингтің өсуімен байланысты. Бұл процестерде,
термиялық крекинг бензиніне қарағанда, жоғары сапалы бензин алынады.
Термиялық крекингтің мақсатты өнімі крекинг – қалдық бола бастады, оны
электр стансаларда және өндіріс пештерінде отын есебінде пайдаланады. Бұл
қондырғылардың шикі заты есебінде ауыр мазуттарды, жарты гудронды және
тіптен гудрондарды (висбрекинг процесінде) пайдаланады. Қысыммен жүретін
термиялық крекингтің мәні бензин алу мақсатында біртіндеп жойылуда.
Висбрекингтен бөлек термиялық крекингті арнайы мақсатта, мұнай химиясы
мен химия өндірісінің жоғары ароматизацияланған күйе шикі затын және α –
олефиндер алуда, жуғыш заттар өндіру үшін, тағы да каталитикалық өңдеуге
түсетін, ауыр газойлдер қорын көбейту үшін пайдаланылады.
1. Технологиялық бөлім
1. Жобаланатын процеске қысқаша сипаттама
Мұнайды терең өңдеудің көп қолданылатын түрі – мазутты вакуумда айдау
және вакуум газойлі мен гудронды одан әрі өз алдына өңдеу. Гудронды,
әсіресе терең вакуумда алынғанды, оның жоғары тұтқырлығына байланысты
тікелей қазан отыны есебінде пайдалана алмайды. Мұндай тұтқырлы гудронды
қазан есебінде пайдалануға көп мөлшерде (25%-ке дейін) дистиллятты
сұйылтқышты, көбінесе дизель отының жұмсауға тура келеді, бұл мұндай
өңдеудегі вакуумда айдаумен жеткен тереңдетуді жоққа шығарады. Гудронда
терең емес өңдеудің ең қарапайым тәсілі – ол тұтқырлықты төмендету
мақсатында жүргізілетін висбрекинг процесі. Ол дистиллятты сұйылтқыш
шығынның 20-25% масс кемітеді және қазан отынының мөлшерін тиісінше
өсіреді. Әдетте шикі заты болып гудрон саналады, сондай – ақ ауыр мұнай
өнімдерін қайта айдау өнімдері мазуттар, тіп асфальтен процесінің
деасфальтизатын салуға болады. Весбрекингті термокрекингке қарағанда
жеңілдеу жағдайда жүргізеді; оның себебі біріншіден, ішкі затты ауырлау,
сондықтан ол крекингке жеңіл түседі.; екіншіден, тиісті өңдеу тереңдігі
кокс түзіле бастауымен шектеледі. (температура 440-5000С, қысым 1,4 – 3,5
мПа) Тәжірибелік зерттеулер процесті жүргізуге температура мен крекинг
уақытының бір – бірін толық алмастыра алмайтының дәлелденді. Мұндай
қорытынды ыдырау реакциясының активтеу энергиясы, тығыздану реакциясының
энергиясына қарағанда едәуір жоғары мәндерінен туындайды. Сондықтан
висбрекинг процестерінің әр түрлерінің арасында өнімдер құрамы бойынша
материалдық баланста толық ұқсастық болу мүмкін емес делінеді.
Зерттеу көрсеткендей, крекинг жалғасса (яғни тереңдей түссе) крекинг
қалдық тұтқырлығы басында интенсивті келіп, минимумге жетеді және содан
кейін тұтқырлық өседі. Крекинг қалдық тереңіндегі тұтқырлықтың өзгеруін
былайша түсіндіруге болады.
Кіретін шикізатта негізгі тұтқырлықты көтеруші ыдыраған құрылымды
асфальтенді заттар көп кездеседі. Крекинг – қалдық тұтқырлығы висбрекинг
процесі аяқталар шамадан температураны азайтса кемиді деп есептелінеді.
Соңғы жылдары біздің елде және шет елдерде висбрекинг процесінің
өсуінде екі негізгі бағыт айқындалды. Бірінші – пешті, онда висбрекинг
пештің иірме қыздырушы – реакциялық құбырында 480 – 5000С, шикі заттың
реакция алқабында болу уақыты 1,5 – 2,0 мин жүргізіледі; екінші бағыт - өз
алдына тұрған реакциялық камерадағы төмен температуралы (430 – 4500С) және
көп уақытта (10-15 мин) жүретін висбрекинг. Процестің бұл түрінде шикі
затты реакторға жоғарылаушы немесе төмендеуші ағым бойынша беруіне
байланысты тағы да өзара бөлінеді. Висбрекингтің бұл түрінде технологиялық
режимінің жұмсақтығынан шикі заттың қажетті конверсия және алынған
қалдықтың тұрақтылық дәрежелері пешті висбрекингке қарағанда аздау.
Сондықтан висбрекингтің пештік түрі өндірісте көбірек табуда. Қазір ГК –
31, ГК – 43 – 107 және КТ – 1 құрастырма қондырғылар құрамында
висбрекингтің пештік түрі қолданылады. КТ – 1, 1983 – 84 жылдары
құрастырған қондырғы КТ – 1 мазутты терең вакуумда айдау, вакуум
дистиллятын гидротазалау және каталитикалық крекинг, гудронды висбрекингтеу
(терең емес ыдырату) және газды фракциялау процестері кіреді. Құрастырма
қондырғылардың кемшілігі процестерінің бір – бірімен тығыз байланыстылығы.
Бір секцияның жұмысы барысында ауытқулар болғанда ол қондырғының барлық
технологиялық жұмысына әсер етеді, яғни құрастырма қондырғыларда жөндеуге
тоқтату жай қондырғыларға қарағанда күрделілеу және қайта іске қосу да
қиындау.
Процесті пештердің реакциялық иірме құбырында жоғары температурада 487
– 4950С да шикі заттың реакция аумағында болу уақыты 2 минут шамасында
жүргізеді.
Шикі заттың тұтқырлығының өте төмен мәніне жету, қондырғы аппаратында
кокс түзілуді азайту және алынған қазан отынының тұтқырлығын қамтамасыз ету
үшін мынадай технологиялық әдістер көзделген:
- висбрекинг шикізатына ароматизацияланған қоспалар қосу;
- шикі затқа көпіруге қарсы присадкалар қосу;
- тұрақты висбрекинг бензинін және шикі затты турбулизациялауға беру;
- реакция аумағына қатты қыздырылған су буын беру;
Висбрекинг процесінде 180 – 5000С аралығында қайнайтұғын газойль
фракцияларының көп мөлшерде түзілуінің нәтижесінде (27% шамасында шикі
затқа шаққанда) алынған қазан отыны тұтқырлығы бастапқы шикі затқа
қарағанда 10 еседен аса кемиді. Сонымен қатар пешті висбрекинг жоғары
тұтқырлы заттан сапасы стандартқа сай 10 маркалы қазан отынын алуға
мүмкіндік береді.
Крекингтің пешті түрінде газ бен бензин шығымы аз крекинг қалдық
түзіледі, бірақ газойль фракциялары көбірек шығатын крекинг – қалдық
алынады.
Эксплуатацияланған одақтық висбрекинг қондырғылары тұрғызылған типті
жобасы бойынша немесе атмосфералық қондырғы (АҚ) мен термиялық крекинг
реконструкциясына байланысты ерекшеленеді.
Вакуумда айдау висбрекингі, термиялық крекинг қондырғысының
реконструкциясын өзгертуіне байланысты жеңіл және ауыр вакуум газойлын және
ауыр вакуум висбрекинг қалдықтарын, гудронда және крекинг – қалдықты
вакуумда айдау висбрекингінің араласқан процесі жасалады. Бұл процестің
мақсаты өнімі ауыр вакуум газойлы жоғары тығыздықты (940 – 990 кгм3)
құрамы 20 – 40% полициклді көмірсутекке алады. Оны жоғары индексті
термогазойль немесе электродты кокс алуға шикізат сондай –ақ каталитикалық
гидрокрекингтің және термокрекингтің алдын – ала гидротазалаудың шикі заты
ретінде қолдануға болады. Жеңіл вакуум газойлын ауыр гудронның сұйылтқышы
есебінде пайдаланады. Вакуумда айдау араласқан висбрекингті каталитикалық
процестерді қайталамай қалдық шығымын 35 - 40% қысқартып мұнай өңдеудің
тереңдігін күшейтуіне септігін тигізеді.
Висбрекинг режимі
Температура, 0С.
Пештен шығардағы өнімнің
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .487-495
Құбыр қабырғасының
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 525-558
Қысым, мПа:
Пешке кірердегі 1,9-2,5
Пештен шығардағы 0,25.
2. Шикізаттың, дайын өнімнің, қосымша материалдардың сипаттамасы
Кеңқияқтың оңтүстік-шығысында 40км жерде Жарқамыс пен Ембі мұнай
және газ қорының шығысында Көкжиде кен орны орналасқан. 1978жылы ашылып,
1986 жылы бастап іске қосылды.Бұл кен орнының тереңдігі 3540 метрден 3550
метрге дейінгі аралықта.
Стандартты жағдайларда мұнай 0,8188-0,8586 гсм3 тығыздыққа,
4,39-168,26 мм2с тұтқырлыққа ие, пласттық жағдайда 0,618-0,808 гсм3
тығыздығы, 0,5-21,84 МПа(с және құрамында 0,18-0,84( күкірт, 0,57-2,85(
парафин, 0,19-2,29( асфальтен, 6,92-10,24( силикагельдік шайыр болады,
жеңіл фракция шығымы (300(С дейін) 0,18-69(.
Ерітілген газ құрамында 62,58-75,36( метан, 13,36-15,58( этан, 3,67-
10,82( пропан, 1,27-4,12( бутан, 4,04-11,28( азот, ал көмірқышқыл газы жоқ
болады.
Мұнай майы мен фракцияларының скважинадан, технологиялық реактивті
жағар май фракциясы (120-240(С), мұнай шығымы 22,10 және 7,42(, (420-0,7796
және 0,8335, (20-1,379 және 1,920 мм2с;
Қату температурасы –22 және –30(С қысымның буы 38(С-5,155 және 9,600
кПа; парафиннің құрамы-2,85 және 1,63(, Балқу температурасы 51 және 330 С,
шикізаттың мазмұны-0,41 және 0,34(.көмірқышқыл шайыры-31 және 29,
силикагель шайыры-10,8 және 6,92, асфальтен-0,19(; кокстык-2,40 және 1,02(;
қышқылдық саны –0,398 және 0,0300 мг КОН 1кг мұнай;шығу фракциясы 2000С-
22,70 және 3,28(, 3500С-41,00 және 22,40( (12(.Сол скважина арқылы
өндірілген мұнайдан алынған майдың фракцияларының техникалық сипаттамасы:
реактивті отынның (120-2400 С), мұнайдан бөлінетін бөлігі 22,10 және 7,42(,
(420-0,7796 және 0,8335, (20-1,379 және 1,920 мм2с, қайнау басталар
температурасы - минус 62ºС-ден төмен, және минус 800С, құрамындағы күкірт
0,021 және 0,120(, дизель отынның фракциясы (240-3800С) мұнайдан алынатын
бөлшегі –13,60 және 17,98(. ДИ- 64,0 және 54,0, (420-0,8345 және 0,8579,
(20-5,690 және 8,550 мм2с, қатаю структурасындағы температура минус 30
және 60ºС, құрамындағы күкірт –0,057 және 0,056% негізгі май: мұнайдан
өндірілетін бөлшегі 33,62 және 53,91%, мазуттағы (350ºС)- 57,00 және 72%,
қоюлану индексі- 92-112 және 70-112.
Белгілі скважинадан алынған мұнайдың көмірсутегіні топтаса
мынадай фракциялық көрсеткіш нәтиже береді 350ºС дейінгі, мұнай фракциясы
–25,40 және 44,00% парафин мұнай көмірсутегі –90,35 және 88,56%
ароматикалық –9,65 және 11,44%, майлық дистиллят (350ºС) қайнау температура
шегі –490 және 480ºC. Мұнайдан өндірілетін 32,60 және 20,86%. Парафин
құрамындағы -15% және 14,88 парафин-нафтендік көмірсутегі 87,24 және 84,56%
ароматикалық 1топ-3,54 және 7,60,2,3-топтағы –160 және 7,83. 5-топтағылар-
3,97 (скв.№2) барлығы-9,17 және 15,43% аралық фракциялық шайырлы зат-1,27%
(скв.№2) вакуумдық қалдық (к. п-дан жоғары), мұнайдан өндірілетіні 42,00
және 38,64%. Құрамындағы парафино-нафтенді көмірсутегі 71,30 және 57,32%.
Ароматты 1топ 6,10 және 14,27, 2-3-топ 15,40 және 18,21, 5-топ-0,81
(скв.№2) барлығы-22,31 және 32,48% аралық фракция мен шайырлы зат 6,41-
10,20%, жалпы мұнай құрамындағы парафин-нафтенді көмірсутегі 81,31 және
75,44% ароматикалық 14,87 және 20,51%, аралық фракциямен шайырлы зат-3,10
және 4,05 %.
Висбрекинг процесінің негізгі шикізаты – гудрон болып саналады.
Гудрон – қара түсті шайырлы зат. Мұнайдың 5000С ден жоғары қайнайтын (15-
30% мөлшердегі) қалдығын атайды. Құрамында, біраз май фракциясы қалып
қойған гудронды жартылай гудрон деп атайды. Вакуумда айдау қалдығы гудрон
қалдық майларды алуда немесе қосымша терең өңдеуде мотор майларын алуда,
және жол құрылыс битумын, сонымен қатар қазан отының алуда компонент
ретінде қолданылады. Сонымен бірге оған ауыр мұнай өнімдерін мазуттарды,
деасфальтизаттарды да шикі зат есебінде пайдалануға болады.
Висбрекинг процесінде газ, бензин, ауыр және жеңіл газойль, көп
мөлшерде қазан отыны алынады.
Бензин – мұнай өнімінің 30 – 2000 С аралығында қайнайтын сұйық, түссіз
көмірсутекті бөлшегі. Оны мұнайдан басқа, көмірден, шымтезектен (тордо)
тақтатастан (сланец) әр түрлі технологиялық әдістермен алуға болады.
Висбрекинг бензині көмірсутекті құрамына қарағанда тікелей айдау бензинінен
ерекшеленеді. Тікелей айдау бензинінде алкандар мен циклоалкандар көп
болса, крекинг бензинінде ароматты көмірсутектер көп кездеседі. Крекинг
бензині химиялық тұрақтылығы төмен. Құрамындағы алкендер және алкадиендер,
жарықтың жылудың және еріген ауа әсерінен конденсацияланып,
полимеризацияланып, қышқылданып шайырлар түзілуі мүмкін. Негізінен
карбюраторлық двигательде, отын және басқа өндірістерде еріткіш ретінде
пайдаланылады. Сондықтан, бензин автомобиль авиация және еріткіш бензині
болып бөлінеді. Ол мұнайды тікелей айдау немесе крекинг, риформинг,
изомеризация, алкилизация процестерінде өндіріледі.
Газының құрамында алкандар (метаннан бутанға дейінгі) алкендер
(этиленнен бутиленге дейінгі) сутегі және күкірт сутегі бар. Газдардың
компоненттік құрамы процестің температурасы мен қысымына байланысты.
Висбрекинг, яғни мұнайды терең емес өңдеуде мөлдір өнімдер мен қатар
шығымы жоғары қалдық – қазан отының да алады. Қазан отыны – негізгі бұл
процестің бензинсіздендірілген қалдығы болып саналады.
3. Дайын өнімнің қолданылуы
Висбрекинг процесінің негізгі өнімі газ, бензин, жеңіл вакуум
газойль, ауыр вакуум газойль, қазан отыны алынады. Негізгі өнімі қазан
отыны ол 38,4%-ке дейін шығады. Біздің елімізде қазан отындары ең көп мұнай
өнімдері болып табылады, бірақ қазан қондырғыларын интенсивті
газофиксиялауына байланысты немесе оны қатты отын түріне айналдыруына
байланысты қазан отыны өндірісі үздіксіз қысқартылатын болады.
Бу турбинді қондырғылар техниканың әр түрлі облыстарында, электр
станцияларында, теңіз және өзен тораптарында, темір жолдарда, сораптарда
эксплуатацияланады. Торапты және стационарлы қазан қондырғыларында, сонымен
қатар өндіріс пештерінде (Мартен және басқа) ауыр фракцияларды және мұнай
қалдықтарын араластырып алады, және көмір мен сланецтердің қайта өңдеуден
өткен қалдығынан алады.
Өндірісте мұнайдан шыққан қазан отының көп қолданылуда. Қазан отының
сапасы мына көрсеткіштер бойынша нормаланады: тұтқырлық – қоюлатқыштық
қасиетін талап ететін көрсеткіш, отынды аралыққа берілу транспортировкасы
мен режимі.
Отынның тұтқырлығы маркісіне байланысты 500С және 800С дегі ВУ мен
бағаланады. Тұтану температурасын өндірісте отынды қолдануда, тасымалдауда,
сақтағанда анықтайды. Ашық сақтау қоймасында отын мазутын тұтану
температурасына дейін қыздыруға болмайды. Қазан отынының негізгі массалық
бөлігін күкіртті және жоғары күкіртті мұнай қалдықтарынан өндіреді.
Күкіртті отынды жаққа кезде қышқылды күкірт түзіледі ол металдардың
құбырлардың бетінің, қазандықтар деталдарының коррозиясын тудырып, қоршаған
ортаны ластайды.
Қазан отындарының қондырғысының технологиясына мартен пешіне жоғары
күкіртті қазан отының қолдануға тыйым салынады.
Біздің елімізде мынадай маркілі қазан отындары шығарылады.
1) Ф – 5 және Ф – 12 маркілі.
Ф – 5-ті екіншілік процестің тікелей мазуты айдауынан шыққан күкіртті
мұнайдың дистилляттарының гудроны мен мазутынан араластырып алады. Ондағы
күкірт құрамы 2% дейін болуы керек.
Ф – 12 аз күкіртті мұнайдың өнімінің қоспасы. Мұндағы күкірт құрамы
0,6%. Ф-5 және Ф-12 маркілі қазан отындары бір – бірінен тұтқырлығы бойынша
ерекшеленеді.
Бұл маркілер үшін 500С-дағы тұтқырлық 5 және 12 ВУ мен нормаланады.
2) отандық мазуттар 40 және 100 – ең көп тараған қазан отыны болып
табылады. Олар барлық қазан және қыздырушы қондырғылар үшін пайдаланылады.
Құрамындағы күкірт мөлшері бойынша отынның мынадай түрлері шығарылады: 0,5
тең 1,0% дейінгі аз күкіртті, 1,0 ден 2% дейінгі күкіртті 3,5% дейінгі
жоғары күкіртті.
3) Мартен пештеріне арналған отын. Екі маркасы шығарылады: МП – аз
күкіртті (0,5% дейін) және МПС – күкіртті (1,5% дейін).
Отандық қазан отыны шет елдікімен салыстырғанда құрамында көп мөлшерде
бағалы дизель фракцияларының сұйылтқышы көп болуымен ерекшеленеді.
Висбрекинг бензині қазіргі уақытта төмен октанды автомобиль отынының
компоненті ретінде қолданылып жүр.
Терең гидротазалау процесі пайда болғаннан кейін бензин каталитикалық
риформинг шикізаты ретінде пайдаланылады.
Газоиль фракциясы – флот мазутының, газотурбинді пешті отынның
компоненті ретінде қолданылады.
4. Процестің теориялық негіздері
Термиялық процестердің қазіргі кездегі өсуінде шикі зат есебінде газ
көмірсутектерінен бастап ауыр жоғары молекулалы қалдықтарға дейін
қолданылады. Сондықтан әр түрлі ішкі заттың жоғары температураларда
өзгеруін байқау үшін термиялық крекингке жеке көмірсутектерді, мұнай
фракцияларын және қалдықтарды салады.
Көмірсутектерді крекингтеуді зерттеу кинетикалық мәліметтер алуға және
процестің тетігін анықтауға мүмкіндік береді. Бұл мақсат реакция өнімдерін
реакцияға түспеген шикі заттан дәл айыру мүмкіндігінің болатындығынан
жеңілденеді. Мұнайдың алшақ фракциясын крекингтегенде, шикі заттың химиялық
құрамының күрделігінен және оның реакцияға түспеген бөлігін жете
білмегендіктен, ауысу тереңдігін анықтау қиынға түседі. Бірақ фракциялық
құрамы алшақ шикі затты крекингтеу процестің әр түрлі температуралардағы
салыстырмалы жылдамдығын (яғни бензиннің, газдың, кокстың және басқа
өнімдердің) анықтауға мүмкіндік береді. Мұндай мәліметтер өндіріс
қондырғыларын жоспарлауда және пайдалануда қолданылады.
Жеке көмірсутектерді крекингтеу нәтижелері бұл процесте олардың өте
қарапайым қоспаларының өзгеруі туралы, реакция өнімдерінің әрі қарай
реакцияға түсуіне және олардың бір – біріне реакцияны тежеу әсерінің
нәтижесінде, толық мәліметтер бере алмайды. Ал, күрделі көмірсутектерден
тұратын мұнай фракцияларын крекингтегенде, түзілген өнімдердің шикі затпен
әрекеттесуінен алынған өнімдердің құрамы яғни процесс нәтижесі күшті
өзгереді. Сондықтан көмірсутектердің крекингі туралы сөз болғанда, әдетте
процестің бастапқы сатысы – бірінші өнімдердің түзілуі еске алынады.
Крекинг тереңдеген сайын осы бірінші және келесі өнімдердің әрі қарай
айналуының рөлі арта түседі.
Крекингтің жүру мүмкіндігін Гиббс энергиясының өзгеруімен (изобарлы –
изотермиялық потенциалының) анықтайды. Гиббс энергиясының стандартты
мәндері (298К) немесе тура осы мағыналы тұрақты қысымдағы энергия мәндері
әдетте термодинамикалық мәндер кестесінде беріледі. ∆G төмен болған сайын
көмірсутектің тұрақтылығы көп болады.
Шамамен ∆G0Т кез келген температурада өзгеруі мына теңдікпен
анықталады: О 0
0
∆GТ = ∆H298 - Т∆S298
0
мұнда ∆H298 – түзілу жылуы арқылы есептелінетін немесе шикізатпен реакция
өнімдерінің жану жылулары арқылы есептелінетін реакция жылу эффектісі;
Т – реакцияның абсолютті температурасы;
0
∆S298 – реакция компоненттері үшін энтронияның абсолютті мәндері
арқылы кестелік мәндер негізінде есептелінетін химиялық реакция нәтижесінде
энтронияның өзгеруі.
Гиббс энергиясының өзгеруі реакцияның тепе-теңдік тұрақтысымен
байланысты:
ln КР = - ∆GRТ немесе ∆G0 = - 19,124 lg КР
тепе-теңдік тұрақтысы мынаған тең: КР = к1к2 мұнда к1 және к2 – тиісінше
тура және кері реакциялар жылдамдығының тұрақтысы. Егер тура реакция
жылдамдығы кері реакция жылдамдығынан көп болса, онда к1 к2 және
сондықтан, КР 1 және lg КР 0, яғни ∆G0 теріс мәнді болуы керек. ∆G0
абсолютті аз болған сайын тура реакциялардың термодинамикалық мүмкіндігі
соғұрлым көп болады; басқаша айтқанда, өзімен-өзі жүретін реакция жүйесінің
изобарлы-изотермиялық потенциалының кемуі орын алады.
Тепе-теңдік реакция үшін:
∆G0 = m1G10 + m2G20 = ... - ... – n1G10 – n2GН0
мұнда G10, G20, G10 және GН0 – тиісінше соңғы өнімдер мен бастапқы
заттардың түзілуінің изобарлы-изотермиялық потенциалы;
m1, m2, n1 және n2 – стехиотермиялық коэффициенттер. Мысалы, 250С
бензолдың прониленмен алкилденуінің термодинамикалық мүмкіндігін анықтау
керек:
С6Н6 + С3Н6 ↔ С6Н5 – С3Н7
Бензол, пропилен және изопропилбензол үшін Гиббс энергиясы (G0С6Н6 =
146,47 кДжмоль, G0С3Н6 = 77,86 кДжмоль, G0С6Н3С3Н7 = 183,93 кДжмоль)
белгілі болғанда:
∆G0 = 183,93 – 146,47 – 77,86 = -40,40 кДжмоль
Осыдан алкилдеудің бөлме температурасында (250С) жүруі мүмкіндігі
көрінеді, бірақ реакция жылдамдығы бұл жағдайда өте аз болуы мүмкін.
Крекингте Гиббс энергиясының өзгеруі салыстырмалы термиялық
тұрақтылықтың шегін белгілеуге мүмкіндік береді. Кез келген реакция үшін
кейбір t температурада ∆G0 = 0. Мысалы, бутан үшін оны 6740С
дегидрогенизациялағанда ∆G0 = 0. Ал осы көмірсутегін ыдыратқанда ∆G0 = 0
жағдай 3130С температураға сәйкес келеді. Бұл мәліметтерден реакцияның
мүмкін болған жүру шегін анықтауға және бірден ыдырау реакциясының мәнінің
басымдылығы туралы қорытынды жасауға болады.
Гиббс энергияларының абсолютті мәндері тағы да көмірсутектердің
термиялық тұрақтылығы туралы мәлімет береді: энергияның оң мәні ыдырау
реакциясының мүмкінділігінің барлығын көрсетеді. Мысалы, 5270С метанның
түзілу изобарлы-изотермиялық потенциалы – 2,30 кДжмоль тең, ал додекан
үшін 669,12 кДжмоль. Бұл температурада метанның іс жүзінде тұрақтылығы, ал
додеканнның жеңіл ыдырайтұғыны белгілі.
Гиббс энергиясының мәнін пайдаланып белгілі реакцияға, оның
температураға байланысын шығаруға, ал одан кез келген температурада тепе-
теңдік тұрақтысын табуға болады.
Мысалы, н – дисканның центан және амиленге ыдырауы былай жүрсе:
С10Н22 ↔ С5Н12 + С5Н10
Осы көмірсутектердің әрқайсысының 290 К изобарлы-изотермиялық
потенциалы тиісінше (кестедегі мәндері бойынша) мынаған тең: 33,35; 8,37
және 79,33 кДжмоль. Сонда ∆G298 = -8,37 + 79,33 – 33,35 = 37,61 кДжмоль
болады, яғни бұл температурада реакция жүрмейді. Осындай есептеулер 800 К
үшін мынаны береді: ∆G800 = 245,89 + 266,02 – 547,27 = -35,36 кДжмоль.
Сонымен, 800 К реакция термодинамика жағынан мүмкін. Гиббс
энергиясының температураға байланысты өзгеруі сызықтық сипат
көрсететіндіктен (∆G = А + ВТ), ∆GТ екі мәндері арқылы осы теңдеудің А және
В коэффициенттерін анықтауға болады:
37,61 = А + В*298 -35,36 = А + В*800
бұдан А = 80,64 және В = -0,145
ал бұл реакция үшін теңдеу мынадай түрге айналады:
∆GТ = 80,64 – 0,1457.
Бұдан 556 К (2830С) ∆GТ = 0, яғни қаралған н-деканның ыдырау реакция
2830С жоғары температураларда термодинамикалдық аз жылдамдықпен жүруі
мүмкін.
Мұнай ішкі затын құрылымын өзгертіп өңдеу процестері үшін типтік
реакцияларды талдау, олардың термодинамикалық жүру мүмкіндігі ыдырау
реакциялары үшін температураның көтерілуімен өседі, ал температураның
төмендеуімен синтездеу реакциялары үшін (алкилдеу, полимерлеу, гидрлеу)
керісінше болады. Бұл деген, барлық синтездеу реакцияларын өндірістік
жағдайда төменгі температураларда жүргізе бермейді дегенді көрсетеді,
себебі мұндай жағдайда олардың жүру жылдамдығы өте аз болуы мүмкін.
Ыдырау реакцияларының жылуы бастапқы көмірсутектің молекулалық
массасына байланысты еместігін, егер оны 1 моль айналған ішкі затқа
есептесе, ескер қажет. Мысалы 5000С этиленнің н-бутаннан және н-деканнан
түзілу жылуы бірдей және ол 1 мольб ішкі затқа ≈ 92 кДж құрайды: бірақ 1 кг
шикі затқа есептегенде бұл жылулар тиісінше 1590 және 650 кДжкг, бұл н-
бутанның термиялық тұрақтылығын көрсететі. Кейбір жағдайларда термиялық
крекинг реакцияларының жылуын айналған өнімдердің бір массасына (бензиннің
немесе бензин мен газдың қосынды) балайды. Мұндай тәсіл шартты, себебі жылу
ыдыраудың ауыр өнімдерінің түзілуіне де кетеді, ал сонымен қабат тығыздану
өнімдерінің түзілуі жылу бөлумен жүреді. Жылуды 1 кг ауысқан өнімге балаған
жөн.
5. Технологиялық процестің жобалануы және толық сипаттамасы
Бұл жүйе бойынша, вакуум қондырғыларынан гудрондар, жоғары
ароматизацияланған компонент және тұрақты висбрекинг бензині қоспасы 2
жылуалмастырғышта қыздырылады да сегіз ағыммен екі қатар істеуші 4 пешке
түседі, мұнда шикі заттың термиялық ауысуы орын алады. Пештерден шығар
жерде термиялық крекинг реакциясын шұғыл болдырмау үшін өнімдерді 400-420о
С дейін суытады, одан кейін олар 5 колоннаға түседі. Суытқыш есебінде 2
шикі зат жылу алмастырғыштарында және 3 бу генераторында 150-200оС дейін
суытылған 7 колоннаның астынан шығатын өнімді суытуда пайдаланады.
Висбрекинг газын өз алдына тұрған колоннада моноэтаноламинмен
тазалайды, ал бензин 8 колоннада тұрақтанады. Висбрекингтің
бензинсіздендірілген қалдығы қондырғыдан шығарылады да қазан отыны есебінде
пайдаланады.Қазан отыны мен өнімді суыту ағымдарының артық жылуын 2
жылуалмастырғыштарда шикі затты қыздыруға, 3 бу генераторларда бу алуға
және №2 вакуумды айдау қондырғысында шикі заттық жылуалмастырғыштарда
пйдаланады. Өнімдерді конденсациялау мен суыта түсу үшін 10 ауамен суыту
аппараттарын, ал бензинді суыта түсуге – 11 су мұздатқыштарын қолданады.
Қыздырушы - реакциялық пеш есебінде конвекция секциясында 4-ағымды, ал
радиантты секциясында 2-ағымды жүйелі факелді жанушы ГСI 75018 пештер
қолданылады. Қатаң жағдайда істейтұғын құбыр қабырғасының температурасын
беттік термопарамен бақылайды.
Ағымдар: I-№1 вакуум қондырғысынан гудрон; II-№2 АВҚ-дан гудрон; III-
жоғары ароматизацияланған қоспа; IY-жуғыш присадка; Y-турбулизациялауға
тұрақты бензин; YI-қондырғыдан тұрақты бензин; YII-висбрекинг газы;
YIII-қазан отыны; IX-пештің реакция аумағындағы иірме құбырындағы су буы;
X-бу генераторлардан су буы; XI-реакция өнімдерін суытуға 7 колоннаның
төменінен берілетін висбрекинг өнімдерінің қалдығы.
Процесті пештердің реакциялық иірме құбырында жоғары температурада 487-
495о С, шикі заттың реакция аумағында болу уақыты 2 минут шамасында
жүргізеді.
Технологиялық режим
Кесте 1
Температура, оС:
Пештен шығардағы өнімнің 487-495
Құбыр қабырғасының 525-558
Қысым, Мпа:
Пешке кірердегі 1,9-2,5
Пештен шығардағы 0,25
6. Процесті аналитикалық бақылау
Мұнай өнімдері сапасын техникалық шарттарға және МЕСТ-ке сәйкес келуін
анықтайтын анализдер мұнай саласындағы барлық мекемелерде жүргізіледі.
Мұнай өнімдерінің кіргізілген сапалық көрсеткіштері және оларды бағалау
әдістері отынның түрін, маркасын зауыт жағдайын да және тұтынушы жағдайында
тез анықтауға мүмкіндік беру керек.
Мұнай өнімдерінің стандарттарына оларды тасымалдау және сақтау
өзгеруін мүмкін қасиеттерін анықтау қарастырылған. Мұнай өнімдерінің
анализдерін мақсатына байланысты тапсыру, қабылдау, бақылау толық және
арбитражды болып бөлінеді.
Тапсыру, қабылдау анализдері шығарған түскен немесе жіберілетін мұнай
өнімдерінің құжаттарға көрсеткіштерге сәйкестігін анықтау үшін жүргізіледі.
Бақылау анализдерін мұнай өнімдерін дайындау процестерінде тұтынушыларға
түскеннен сайын сақтау уақытына жүргізіледі. Бұл анализді зауытта тиеп
жіберіп жатқан өнім партиясы үшін және өнімді ұзақ сақтауға қояр алдында
жүргізіледі. Арбитражды анализді өнімді шығарушы мен тұтынушылар арасында
келіспеушілік туған жағдайда жүргізіледі.
Бұл анализ ғылыми зерттеу институттарында жүргізіледі. Қай кез
баламасын өнімнің анализ осы өнім үшін стандартқа енгізген көрсеткіштер
жүргізіледі.
Күкірт мөлшері, % 0,7-0,8 0,9-1,0
Парафиннен айырылған майдың қату температурасы 600С төмендейді, ал
кокстенуі және тұтқырлығы өседі, бөлінген қатты көмірсутектердің тұтқырлығы
және кокстенуі аз.
Кесте 2
№ Процестің Сынақ алу Бақыланатын Бақылау әдістері Бақылау
кезекті атауы, орны (өлшеу көрсеткіштер (анализ әдістемесі,жиіліктері
анализденген құралын мемлекеттік салалық
өнім қондыру стандарт)
ролі)
1 2 3 4 5 6
1 Шикізат Сораптан Азотты, Иодометрия. Кезекте
шығарудағы күкіртті Валюмометриялық бір рет
құбыр қосылыстар
бойынан
2 Өнім булары Құбырда NН3 Валюмометриялық Талапқа
10.2.2. көмірсутек сай
газдары кезекте
бір рет
3 Тазаланған МЭА Құбырда Н2S Ферицийнидті Кезекте
10.4.1. бір рет
4 Регенирленген Құбырда Күкіртті Ферицийнидті Кезекте
еріт МЭА 10.5.5. оттекті бір рет
қаныққан
қысым
5 Қазан отыны Ацидиметриялы Кезекте
бір рет
7. Технологиялық процестің автоматтандырылуы
Автоматты басқару жүйесін басқару әдісі және қызмет белгісі 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
тұйықталмаған АБЖ автоматты нық басқару жүйесіне (АНБЖ) және қозу бойынша
басқару жүйесіне бөлінеді.
Технологиялық процестерді автоматтандыруда басқарудың логикалық
жүйелері маңызды орын алады.
Өндірістік кәсіпорындардың құрамына жабдықтар, технологиялық
процестер, адамдар, шикізат пен дайын өнімдер кіреді және олардың барлығы
өндіріс жоспарына, мақсат-мүддесіне, нұсқаулар мен жұмыс ырғағына сәйкес
өзара байланыста болады.
Жоспар мен мақсаттың орындалуына сапасыз шикізат, жабдықтардың
бүлінуі, адамдар мен технологиялық процестерге тән түрлі кедергілер,
жарамсыз өнім, жұмыстағы бос тұрыс т.б. себептер зардабын тигізеді.
Өндірістік жүйе тиісті шешім қабылдай және оған сай өзгертулер енгізе
отырып, осы себептерді есепке алуы тиіс; бұл орайда шешімді адамдар, әлде
машиналар қабылдай ма, бәрібір. Себептерге талдау жасаудан басқа, шешім
қабылдайтын жүйе келесі қандай операция және қашан орындалады, соның ретін
жоспарлап беруі тиіс.
Автоматтандыру деп – адамды тікелей технологиялық процеске қатысудан
босататын автоматты құрылғыларды пайдалануды және ендіруді айтамыз
Қазіргі кезде компьютерсіз, микропроцессорлық техникасыз жаңа
замандағы өндірісті көзге елестету мүмкін емес. Өндірістік процестерді
автоматтандырудың 3 сатысы бар:
1. Технологиялық процестерді автоматтандыру өңдеудің кейбір
операцияларын ғана қамтиды, ал дамып өнімде жинау, бақылау, қаптау қолмен
жүргізіледі немесе механикалық жолмен жүргізіледі.
2. Өңдеу, бақылау, жинау және қаптау операцияларын біріктіретін
автоматтық машиналар жасалады.
3. Өндірістік процестер кешенді автоматтандырылады. Яғни
компьютерлерді пайдаланып, автоматтық бөлім, цех және заводтар басқару
жүйесін сапаны басқару жүйесін.
Автоматтандыру нәтижесінде жұмысшы саны азаяды, еңбек өнімділігі
көбейеді, өндірілген өнімнің сапасы жоғары болады.
Қысымды өлшеу – технологиялық процентінің жүру бағытын анықтайтын
негізгі параметр қысым болып табылады. Қысым шамасы газ және бу жағдайын
анықтайды.
Қысым дегеніміз – белгілі бір ауданға күшпен әсер еткенде пайда
болатын шама. Қысымның абсолюттік арттық, артық, вакууметрлік түрлері бар.
Абсолюттік Р-деп сұйықтық, газдың немесе будың Р-мын айтады. Абсолют Р мына
формуламен анықталады: Р абс. = Р арт. + Р атм. Артық қысым деп Р атм.
мәніне сәйкес шартты 0-ден бастап есептелген Р-ды айтады. Р арт. = Р абс –
Р атм.
Вакууметрлік қысым – атмосфералық және абсолютті қысымдардың
айырмасына тең.
Р вак. = Р атм. – Р абс.
Монометрлердің бірнеше түрлері бар: олар аспаптық жұмыс істеу
принципіне және өлшейтін қысымның түріне қарай жіктеледі. Жұмыс істеу
принципіне байланысты қысым өлшеуге мынадай аспаптардың түрлері
қарастырылады: сұйықтық бұл өлшенетін қысым мен сұйық бағанасының
гидростатикалық қысымын меңгеру принципіне негізделеді. Деформациялық –
мұнда қысымды серпімді сезгіш элемент деформацияның шамасы бойынша немесе
сезгіш элемент тудыратын кери бойынша өлшейді.
Қысым түріне байланысты аспаптар мынадай түрге жіктеледі. Барометрлер
– атмосфералық қысым үшін, манометрлер – артық қысымды өлшеу үшін,
вакууметрлер – сиретілуді өлшеу үшін, моновакууметрлер – артық және
вакуумдық қысымды өлшеу үшін. Арын өлшеуіш (напоромер) – шамалы артық
қысымды өлшеу үшін. Тартым өлшеуіш – (теагомер) шамалы сиретілуді өлшеу
үшін. Дефференциал манометрлер немесе диормонометрлер Р құламасын немесе
айырмасын өлшеу үшін (перепат давления).
Бұл планометрлер сынап, су немесе спиртпен толтырылған, өлшенетін
параметрлерін есептейтін шкаласы бар иілген И. У. тәрізді шыны түтікше ағаш
тақтайшаға бекітіледі. Шкалалары тақтайша бтіне түсіріледі және түтікшенің
дәл ортасынан 0-дік белгісі белгіленеді. Бұл манометрдің жұмыс сұйықтылары
0-дік деңгейге дейін толтырылады. Өлшенетін Р түтікшенің 1 жақ ұшынан сол
кезде Р әсер еткен бағананың сұйықтықтарының деңгейі төмендейді, ол ІІ-ші
бағанадағы сұйық деңгейі жоғарылайды. Деңгейлердің айырмасы өлшенетін Р-ң
шамасын береді. Бұл аспаппен Р-ды өлшеген кезде түтікшедегі сұйықтықтардың
деңгейі жоғары көтеріледі, сол бойынша Р-ң шамасын анықтайды. ∆Р = Р1 – Р2.
Температураны өлшеу.
Температураны өлшеу жүйесі технологиялық процестерді автоматтарда
олардың қарапайымдылығы мен сиымдылығына байланысты кең қолданылатын
температураны өзгерткендегі металлдардың керегесін өзгерту өлшеміне
негізделген температура дегеніміз – дененің қыздырылу дәрежесін сипаттайтын
шама. Температураны өлшейтін аспаптардың бірнеше түрлері бар. Ұлғаю
термометрлері манометрлік термометрлер, термоэлектрлік түрлендіргіштер
кедергі термотүрлендіргіштері параметрлер температураны өлшеу аспаптарының
температуралық шкалаларының қазіргі кезде халықаралық практикалық
температуралық шкаласы кеңінен қолданылады. Ол термодинамикалық
температуралық шкаланы іс-жүзінде жүзеге асыруды көздейді. Оның негізінде
температураның белгілі мәндері химиялық заттардың балқуы және қайнау
нүктелері жатады. Халықаралық практикалық температуралық шкала,
өрнектелетін температура алынған. Температура бірлігі ретінде С0
пайдалануға рұқсат етілген. С0-мен өрнектелген температура арасындағы
байланысты былай көрсетуге болады. T = t + 273.16.
T = кельвин температурасы.
t – С0 – температурасы.
Заттың көлемі мен шығынын өлшеу.
Құбыр өткізгіштің бойымен жүретін газдың және сұйықтық шығымын өлшеуді
екіге бөліп қарастыруға болады.
1. Жағдайда көлем немесе салмақ түрінде өрнектеледі, белгілі бір
уақыт аралығында құбыр арқылы өтетін сұйықтардың немесе
газдардың шығымын өлшеу.
2. Жағдайды сұйықтардың немесе газдың көлемінің белгілі бір
уақыт ішінде орташа жылдамдықпен ағып өтуін өлшейді. Көлемді
өлшейтін аспаптарды қосып есептейтін аспаптар деп жіктейді.
Шығында өлшеуіштер көрсетуші аспап деп аталады. Сонымен қатар
көрсетуші шығынды өлшеуіштерге есептеуші механизмді қосып,
есептеуші аспап ретінде де пайдаланамыз.
Шығынды өлшеуіштердің түрлері өлшенетін ортаның аттарымен байланысты
болады. Паромер, газомер, нефтомер, мазутомер, бензомер т.б. электр
станцияларында шығынды өлшеу ең басты шама болып табылады. Мұнда
тұтынушыларға берілетін ыстық су, бу есепке алынады. Сонымен қатар сұйық,
газ түріндегі отынның шығыны өлшенді. Заттың көлемін өлшейтін санауыштар
көлемдік, салмақтық және жылдамдықты болып бөлінеді. Құбырдағы қысымның
тұрақты түсуіне және қысымның айнымалы түсуіне негізделген аспаптар кеңінен
қолданылады.
Ол аспап ротометр деп аталады. Оның шынылы және металл ротометр деп
аталады. Шынылы ротометр – конусты түтікше тәрізді болады. Оның ішінде
қалытқы орналасады. Құбырдағы сұйықтардың шығынын өлшегенде бұл аспап
вертикаль бағытта қойылады. Бастапқы жағдайда қалытқы төменгі жағында
орналасады. Сұйықтардың ағыны аспапты өткен кезде қалытқы белгілі бір
биіктікке көтеріледі. Себебі ағын тағы қалытқыға әсер етеді. Ротометрдің
шкаласы түтікше бетіне салынады. Қалытқының орналасу биіктігі арқылы
сұйықтардың шығымын анықтаймыз. Металл ротометрлері РПД және РЭД
датчиктерімен қалытқының орналасу биіктігі бойынша ақпаратты өлшеу
аспаптарына береді. Аспаптардың қысымдарының тұрақты қысымының тұрақты
түсуіне негізделуі деп аталуы мұнда қалытқы мен түтікше арасындағы қысым
тұрақты өзгеріп отырады. Сұйықтардың немесе газдың шығынын өлшеу үшін
құбырлардың диаметрінен кіші диск орналастырамыз. Дискіні диафрагма деп
атаймыз. Диафрагманың бірнеше түрлері бар:
1. Камералық.
2. Камерасыз.
3. Винтури.
4. Сопла түтікшелері.
Сұйықтардың қысымы дискіге дейін жоғары және тұрақты болады,
дискіден кейін сұйықтардың қысымы төмендейді. Себебі, тар жерден сұйықтық
өткенде жылдамдығы артады. Соның нәтижесінде қысымы төмендейді. Төмендеген
қысым біртіндеп бастапқы қалпына келеді. Қысымның айнымалы түсуін немесе
қысым айырмасын ∆Р өлшеу үшін диафрагма монометрлерді пайдаланамыз. Олардың
бірнеше түрлері бар:
1. Қалытқылы.
2. Қоңыраулы.
3. Серпімді.
Қалытқылы диафрагма монометр жұмыс істеу принципі υ типті
монометрге ұқсас. Бұл аспап - камерасынан (1) және + камерасының (2)
тұрады. Бұл камераның іші бірдей дендерінде сынаппен немесе басқа сұйықпен
толтырылады. + камераларда сұйықтық бетінде қалытқы қалқып жүреді.
Қалытқы мен шарнирлі рычагты беріліс бойынша жұмыс жасайтын өлшеу аспабы
байланысқан. Жоғары қысым + камерасына төменгі қысым - камерасына
беріледі. Сол кезде қалытқы төмен қарай қаралып, өлшеу аспабында қысымның
айырмашылығының мәні көрсетіледі. Қалытқының максимальды жүрісі 30,5 мм-ге
тең. Қысымның айырмасы үлкен болса - ыдыстың диаметрі кіші болады. Ал
ұзындығы үлкен болады.
Сұйықтық деңгейін өлшеу.
Сұйықтық деңгейін өлшеу қоймалардағы сұйықтың көлемін анықтайтын
қосымша бақылау операциясы болып табылады. Сонымен қатар бактер мен
бункерлердің сұйықтығымен толғандығын сигнализациялау үшін қолданылады.
Сұйықтың деңгейінің өлшем бірлігі см, дм, м. Деңгейді өлшеу сұйықтың
берілген биіктіктерінде ұстап тұрылуын қамтамасыз етеді. Бұл жағдайда
деңгейді өлшеу аспаптары деңгейдің қалыпты жағдайдан ауытқығандығын
көрсетеді. Аспаптың шкаласының 0 белгісі ортасында болады. Олардың өлшеу
шектері +100-ден +150 мм-ге дейін болады. Деңгейді өлшеу аспаптарының
бірнеше түрлері бар. Визуалды, қалытқылы, гидростатикалық электрлік,
ультрабыдысты және радиоизотоптар.
Визуалды деңгей өлшегіштер сұйықтардың деңгейін өлшейтін ең қарапайым
аспап бұл нұсқама әйнектен тұрады. Нұсқама әйнектердің жұмысы бір-бірімен
байланысқан ыдыста принципіне негізделген. Нұсқама әйнек винтельдер немесе
крандар мен жабдықтарды жағдайдағы қысымда жұмыс жасайтын нұсқама
әйнектерді сақтандырғыш құралдармен жабдықтаймыз. Жазық нұсқама әйнектерді
2,94 мПа қысымда және 3000С температурада пайдалануға болады. 0,5м
биіктіктен жоғары сұйықтың деңгейін бақылау үшін бірнеше нұсқама әйнектер
пайдаланамыз. Қалытқылы деңгей өлшегіштердің сезгіш элементі болып қалытқы
саналады. Қалытқы троспен қарсы салмаққа байланысқан сұйқытың деңгейін
анықтайды. Өлшеу шектері қабылданған төменгі және жоғарғы деңгейге сәйкес
келеді.
Электрлі қалытқылы деңгей өлшегіштер қалытқының жағдайының өзгерісін
тұрақты магниттермен байланыстырады. Магниттер қалытқы қозғалған кезде
контактілі қондырғыларды басқарады. Егер сұйықтық жоғары деңгейге жетсе,
контакті тұйықталып, желіні жабады, ал қалыпты жағдайда контакті ажыратылып
желі ашық болады. Қалытқылы деңгей өлшегіштерде сұйықтыққа бататын буйкалы
деңгей өлшегіштерді де пайдаланамыз. Сұйықтардың деңгейі өзгерген кезде
буйка Архимед заңына сәйкес өзгереді.
Гидростатикалық деңгей өлшегіштер дегеніміз – қарапайым деформациялы
монометрлер. Деформациялы монометрлермен ашық және жабық ыдыстардағы
сұйықтық деңгейін өлшейміз. Ашық ыдыстағы деңгейді өлшегенде деформациялы
монометрлерді ыдыстың төменгі жағына орналастырамыз. Сонымен қатар деңгейді
өлшеу үшін ыдыстағы сұйқыпен толтырылған деңгейі белгілі теңестіргіш ыдысты
пайдаланамыз.
Деңгейді өлшегіш ауа немесе инертті газды пайдаланып, сұйықтың
деңгейін өлшейді. Ол үшін сұйықтың қабаты арқылы сығылған ауаны немесе
газды пайдаланамыз. Берілген ауаның мөлшерін диафрагма (Д) шектейді.
Қысымның айырмашылығы сұйықтық монометрдегі биіктігі бойынша анықталады.
Бұл деңгейді өлшегіштер жер астындағы резервуарларды сұйықтың деңгейін
өлшеу үшін кеңінен қолданылады. Радиоизотропты деңгей өлшегіштер екіге
бөлінеді:
1. Үздіксіз деңгейді өлшейді.
2. Деңгейдің бастапқы мәнінен ауытқуын сигнализациялайды.
Бұл аспаптардың жұмыс істеу принципі әр түрлі тығыздықтағы екі
ортаның жоғарғы және төменгі деңгейлерінен өтетін γ сәулелердің ағымын
салыстырғанда негізделген аспап үш блоктан тұрады:
1. Түрлендіргіш.
2. Электронды блок.
3. ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе.
1. Технологиялық бөлім
1. Жобаланатын процеске қысқаша сипаттама және схеманы таңдау
негізі.
2. Шикізаттың, дайын өнімнің және қосымша материалдардың
сипаттамасы.
3. Дайын өнімнің қолданылуы.
4. Процестің теориялық негізі.
5. Технологиялық процестің жобалануы және толық сипаттамасы.
6. Процесті аналитикалық бақылау.
7. Технологиялық процестің автоматтандырылуы.
8. Еңбекті қорғау.
9. Қоршаған ортаны қорғау.
2. Есептеу бөлімі
10. Процестің материалдық балансы.
11. Аппараттың материалдық балансы.
12. Аппараттың жылулық балансы.
13. Аппараттың негізгі конструктивті өлшемдерін есептеу.
14. 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 құның есептеу.
3.4. Технико-экономикалық көрсеткіштерін және тиімділігін есептеу.
Қорытынды
Қолданылған әдебиеттер
Кіріспе
Біріншілік мұнай айдау кезінде фракция түрінде тек басынан түскен
заттар ғана бөлініп шығарылады. Тауар өнімдерінің саны, сапасы,
ассортиментіне сәйкес мұнайдың химиялық құрамымен байланысты болады.
Жоғары температурада мұнайдағы органикалық қосылыстар химиялық түрін
өзгертеді, айырылады және өзара әр түрлі екіншілік реакцияға түседі. Осы
арқылы мұнайды өндеудің термиялық процессі құрылды.Одан қосымша көмірсутек
газдарын және мұнай коксін, т.с.с. Мұнайда болмаған жаңа заттарды алуға
болады. Мұнай шикізатын өндеудің термиялық процестері жағдайына тәуелді –
крекинг, кокстеу, пиролиз деген атқа ие болады.
Термиялық крекинг процесі өндірісте тек ХХ ғасырларда автомобильді
транспорттың көбеюіне, бензинге сұраныстың өсуіне байланысты өсті.
Термиялық крекинг арқылы бағасы төмен, ауыр фракцияларда қосымша бензин
алына бастады және бұл бензиннің тікелей алынған бензиндердің октан саны
көп болады. Бастапқы шикі зат ретінде – керосин, атморсфералы және
вакуумдық газойлдер және бастапқы қайнау температурасы төмен мазуттар
қолданылады. Соңғы кезде тек мазут пен гудрон ( қайнау температурасы әр
түрлі) шикі зат ретінде қолданыла бастады. Біздің елімізде термиялық
крекинг қондырғысының сирек құрылуына байланысты, висбрекинг процесі
қолданылады. Висбрекинг ( жайлап крекинглеу) ауыр қалдықтар гудрон және
жартылай гудроннан бастапқы шикі затқа қарағанда тұтқырлығы және суу
температурасы төмен қазан отындар алуға арналған термиялық крекинг
процесінің бір формасы. Висбрекинг қысымы 20 атм-дан көп емес,
температурасы 400-480о С. Висбрекингте жеңіл фракциялар шығымы төмен.
Кокстеу электроды кокс қажеттілігінен температура, онда мұнайдың ауыр
қалдықтарынан электродтар, анодтар массасы дайындалады. Шикі зат ретінде
кокс алу үшін крекинг – қалдықтар, гудрон қолданылады. Кокстеу
дистиллятының сапасы жоғары емес, оларда қанықпаған сутектер көп болады.
Мұнай коксіне сұраныс көп, сондықтан кокстеу қондырғылары көп салынып
жатыр. Кокстеу қысымы 1 атм , температурасы 470-540о С. Пиролиз процесі 700-
900о С-де , атм-лық қысымға жақын жүргізіледі. Ең бірінші пиролизбен
керосин мен газдар, кейін смола пиролизінен арендерді бензол және толуол
алуға пайдаланған. Қазіргі кезде пиролизді қанықпаған көмірсутегісі көп
газдар – этилен және пропилен алу үшін қолданады.
Термиялық крекинг қондырғылары үшін шикізатты таңдау олардың жұмыс
режиміне байланысты қосымша мөлдір мұнай өнімдерін алуға бағытталған
қондырғыда атмосфералық және вакуумдық айдау қалдықтары – (мазут пен
гудрон) күйе шикі затын өндіру қондырғыларында жоғары ароматизацияланған
дистиллятты фракциялар өңделеді. Жоғарыда айтып өткендей, жоғары молекулалы
қалдықтар алынады деп сондықтан әр түрлі шикізаттардың жоғары температурада
өзгеруін байқау үшін термиялық крекингке, жеке көмірсутектерді мұнай
фракцияларын және қалдықтары салады. Крекингтің жүру мүмкіндігін Гиббс
энергиясының стандартты мәндері (298 К) немесе тура осы мағынаны тұрақты
қысымдағы энергия мәндері, әдетте термодинамикалық мәндер кестесінде
беріледі. Термиялық крекинг қондырғысының жүйесін таңдау шикізат пен оны
өңдеу бағытына байланысты. Кокстеу шикізатын өндіретін термиялық крекинг
қондырғыларына – АВҚ құбырлы қондырғыдан вакуум дистиллятты, ал термиялық
риформинг қондырғыларына керосин мен қоспасы бағытталады. Термиялық
крекингте газ бензин крекинг – қалдық алынады. Сонымен қатар крекингтің
терең түрінде қатты тығыздану өнімдері алынады. Қазіргі термиялық крекинг
қондырғыларында әдетте крекингтің қайта беруімен жүргізетін түрі
қолданылады. Ең көп тарағаны мазуттарды екі пешті жүйемен крекингілеу
қондырғысы. Термиялық процестердің температуралық аймағы 500 ден 10000С
дейін жүреді. Термиялық процестердің қазіргі кезеңдегі өсуінде шикі зат
есебінде газ көмірсутектерінен бастап, ауыр жоғары молекулалы қалдықтарға
дейін қолданады. Негізінен көп тараған термиялық процестер мыналар:
1.Жоғарғы қысымдағы (2-4 мПа) сұйық шикізаттың газ және сұйық өнімдер
алумен жүретін термиялық крекинг.
1. Ауыр қалдықтарды немесе жоғары амортизацияланған ауыр
дистилляттарды жоғары емес қысымда (0,5 мПа-ға дейін) кокс және газ
және сұйық өнімдерді алумен кокстеу процесі.
2. Сұйық немесе газ түріндегі шикізатты жоғары емес қысымда (0,7 – 0,3
мПа) құрамында қанықпаған көмірсутектері көптеп кездесетін газ және
сұйық өнімдер алумен жүргізілетін пиролиз процесі.
Термиялық крекинг қондырғысы жұмысын шикізатты крекинг қалдықты және
дистиляттарды талдау нәтижелеріне негізделген жабдықтар көрсеткіштері
арқылы бақылайды. Шикізаттығы су және күкірт қышқылды шайырлар мөлшерін
кокстенуін тығыздығын анықтайды. Кокстену мен күкірт қышқылды шайырлар пеш
пен реакциялық камера құбырларында шикі заттың кокс түзу қабілетін
анықтайды. Кокс түзуді азайту үшін термиялық крекинг қондырғыларында
шикізатқа оны пешке берер алдында аздап турбулизатор, яғни ағымның қозғалу
жылдамдығын үдететін су беру енгізілуде. Температурасы жоғары шикі зат
ағымына түскен су бірден буланады да бу фазасының көлемі күрт өсіп
нәтижесінде шикі зат толық араласады.
1950 жылы термиялық крекингте ауырланған шикі зат салына бастады. Бұл
дизел отыны есебіне пайдаланатын керосин-газойл фракциясына сұраныстың және
каталитикалық крекинг пен риформингтің өсуімен байланысты. Бұл процестерде,
термиялық крекинг бензиніне қарағанда, жоғары сапалы бензин алынады.
Термиялық крекингтің мақсатты өнімі крекинг – қалдық бола бастады, оны
электр стансаларда және өндіріс пештерінде отын есебінде пайдаланады. Бұл
қондырғылардың шикі заты есебінде ауыр мазуттарды, жарты гудронды және
тіптен гудрондарды (висбрекинг процесінде) пайдаланады. Қысыммен жүретін
термиялық крекингтің мәні бензин алу мақсатында біртіндеп жойылуда.
Висбрекингтен бөлек термиялық крекингті арнайы мақсатта, мұнай химиясы
мен химия өндірісінің жоғары ароматизацияланған күйе шикі затын және α –
олефиндер алуда, жуғыш заттар өндіру үшін, тағы да каталитикалық өңдеуге
түсетін, ауыр газойлдер қорын көбейту үшін пайдаланылады.
1. Технологиялық бөлім
1. Жобаланатын процеске қысқаша сипаттама
Мұнайды терең өңдеудің көп қолданылатын түрі – мазутты вакуумда айдау
және вакуум газойлі мен гудронды одан әрі өз алдына өңдеу. Гудронды,
әсіресе терең вакуумда алынғанды, оның жоғары тұтқырлығына байланысты
тікелей қазан отыны есебінде пайдалана алмайды. Мұндай тұтқырлы гудронды
қазан есебінде пайдалануға көп мөлшерде (25%-ке дейін) дистиллятты
сұйылтқышты, көбінесе дизель отының жұмсауға тура келеді, бұл мұндай
өңдеудегі вакуумда айдаумен жеткен тереңдетуді жоққа шығарады. Гудронда
терең емес өңдеудің ең қарапайым тәсілі – ол тұтқырлықты төмендету
мақсатында жүргізілетін висбрекинг процесі. Ол дистиллятты сұйылтқыш
шығынның 20-25% масс кемітеді және қазан отынының мөлшерін тиісінше
өсіреді. Әдетте шикі заты болып гудрон саналады, сондай – ақ ауыр мұнай
өнімдерін қайта айдау өнімдері мазуттар, тіп асфальтен процесінің
деасфальтизатын салуға болады. Весбрекингті термокрекингке қарағанда
жеңілдеу жағдайда жүргізеді; оның себебі біріншіден, ішкі затты ауырлау,
сондықтан ол крекингке жеңіл түседі.; екіншіден, тиісті өңдеу тереңдігі
кокс түзіле бастауымен шектеледі. (температура 440-5000С, қысым 1,4 – 3,5
мПа) Тәжірибелік зерттеулер процесті жүргізуге температура мен крекинг
уақытының бір – бірін толық алмастыра алмайтының дәлелденді. Мұндай
қорытынды ыдырау реакциясының активтеу энергиясы, тығыздану реакциясының
энергиясына қарағанда едәуір жоғары мәндерінен туындайды. Сондықтан
висбрекинг процестерінің әр түрлерінің арасында өнімдер құрамы бойынша
материалдық баланста толық ұқсастық болу мүмкін емес делінеді.
Зерттеу көрсеткендей, крекинг жалғасса (яғни тереңдей түссе) крекинг
қалдық тұтқырлығы басында интенсивті келіп, минимумге жетеді және содан
кейін тұтқырлық өседі. Крекинг қалдық тереңіндегі тұтқырлықтың өзгеруін
былайша түсіндіруге болады.
Кіретін шикізатта негізгі тұтқырлықты көтеруші ыдыраған құрылымды
асфальтенді заттар көп кездеседі. Крекинг – қалдық тұтқырлығы висбрекинг
процесі аяқталар шамадан температураны азайтса кемиді деп есептелінеді.
Соңғы жылдары біздің елде және шет елдерде висбрекинг процесінің
өсуінде екі негізгі бағыт айқындалды. Бірінші – пешті, онда висбрекинг
пештің иірме қыздырушы – реакциялық құбырында 480 – 5000С, шикі заттың
реакция алқабында болу уақыты 1,5 – 2,0 мин жүргізіледі; екінші бағыт - өз
алдына тұрған реакциялық камерадағы төмен температуралы (430 – 4500С) және
көп уақытта (10-15 мин) жүретін висбрекинг. Процестің бұл түрінде шикі
затты реакторға жоғарылаушы немесе төмендеуші ағым бойынша беруіне
байланысты тағы да өзара бөлінеді. Висбрекингтің бұл түрінде технологиялық
режимінің жұмсақтығынан шикі заттың қажетті конверсия және алынған
қалдықтың тұрақтылық дәрежелері пешті висбрекингке қарағанда аздау.
Сондықтан висбрекингтің пештік түрі өндірісте көбірек табуда. Қазір ГК –
31, ГК – 43 – 107 және КТ – 1 құрастырма қондырғылар құрамында
висбрекингтің пештік түрі қолданылады. КТ – 1, 1983 – 84 жылдары
құрастырған қондырғы КТ – 1 мазутты терең вакуумда айдау, вакуум
дистиллятын гидротазалау және каталитикалық крекинг, гудронды висбрекингтеу
(терең емес ыдырату) және газды фракциялау процестері кіреді. Құрастырма
қондырғылардың кемшілігі процестерінің бір – бірімен тығыз байланыстылығы.
Бір секцияның жұмысы барысында ауытқулар болғанда ол қондырғының барлық
технологиялық жұмысына әсер етеді, яғни құрастырма қондырғыларда жөндеуге
тоқтату жай қондырғыларға қарағанда күрделілеу және қайта іске қосу да
қиындау.
Процесті пештердің реакциялық иірме құбырында жоғары температурада 487
– 4950С да шикі заттың реакция аумағында болу уақыты 2 минут шамасында
жүргізеді.
Шикі заттың тұтқырлығының өте төмен мәніне жету, қондырғы аппаратында
кокс түзілуді азайту және алынған қазан отынының тұтқырлығын қамтамасыз ету
үшін мынадай технологиялық әдістер көзделген:
- висбрекинг шикізатына ароматизацияланған қоспалар қосу;
- шикі затқа көпіруге қарсы присадкалар қосу;
- тұрақты висбрекинг бензинін және шикі затты турбулизациялауға беру;
- реакция аумағына қатты қыздырылған су буын беру;
Висбрекинг процесінде 180 – 5000С аралығында қайнайтұғын газойль
фракцияларының көп мөлшерде түзілуінің нәтижесінде (27% шамасында шикі
затқа шаққанда) алынған қазан отыны тұтқырлығы бастапқы шикі затқа
қарағанда 10 еседен аса кемиді. Сонымен қатар пешті висбрекинг жоғары
тұтқырлы заттан сапасы стандартқа сай 10 маркалы қазан отынын алуға
мүмкіндік береді.
Крекингтің пешті түрінде газ бен бензин шығымы аз крекинг қалдық
түзіледі, бірақ газойль фракциялары көбірек шығатын крекинг – қалдық
алынады.
Эксплуатацияланған одақтық висбрекинг қондырғылары тұрғызылған типті
жобасы бойынша немесе атмосфералық қондырғы (АҚ) мен термиялық крекинг
реконструкциясына байланысты ерекшеленеді.
Вакуумда айдау висбрекингі, термиялық крекинг қондырғысының
реконструкциясын өзгертуіне байланысты жеңіл және ауыр вакуум газойлын және
ауыр вакуум висбрекинг қалдықтарын, гудронда және крекинг – қалдықты
вакуумда айдау висбрекингінің араласқан процесі жасалады. Бұл процестің
мақсаты өнімі ауыр вакуум газойлы жоғары тығыздықты (940 – 990 кгм3)
құрамы 20 – 40% полициклді көмірсутекке алады. Оны жоғары индексті
термогазойль немесе электродты кокс алуға шикізат сондай –ақ каталитикалық
гидрокрекингтің және термокрекингтің алдын – ала гидротазалаудың шикі заты
ретінде қолдануға болады. Жеңіл вакуум газойлын ауыр гудронның сұйылтқышы
есебінде пайдаланады. Вакуумда айдау араласқан висбрекингті каталитикалық
процестерді қайталамай қалдық шығымын 35 - 40% қысқартып мұнай өңдеудің
тереңдігін күшейтуіне септігін тигізеді.
Висбрекинг режимі
Температура, 0С.
Пештен шығардағы өнімнің
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .487-495
Құбыр қабырғасының
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 525-558
Қысым, мПа:
Пешке кірердегі 1,9-2,5
Пештен шығардағы 0,25.
2. Шикізаттың, дайын өнімнің, қосымша материалдардың сипаттамасы
Кеңқияқтың оңтүстік-шығысында 40км жерде Жарқамыс пен Ембі мұнай
және газ қорының шығысында Көкжиде кен орны орналасқан. 1978жылы ашылып,
1986 жылы бастап іске қосылды.Бұл кен орнының тереңдігі 3540 метрден 3550
метрге дейінгі аралықта.
Стандартты жағдайларда мұнай 0,8188-0,8586 гсм3 тығыздыққа,
4,39-168,26 мм2с тұтқырлыққа ие, пласттық жағдайда 0,618-0,808 гсм3
тығыздығы, 0,5-21,84 МПа(с және құрамында 0,18-0,84( күкірт, 0,57-2,85(
парафин, 0,19-2,29( асфальтен, 6,92-10,24( силикагельдік шайыр болады,
жеңіл фракция шығымы (300(С дейін) 0,18-69(.
Ерітілген газ құрамында 62,58-75,36( метан, 13,36-15,58( этан, 3,67-
10,82( пропан, 1,27-4,12( бутан, 4,04-11,28( азот, ал көмірқышқыл газы жоқ
болады.
Мұнай майы мен фракцияларының скважинадан, технологиялық реактивті
жағар май фракциясы (120-240(С), мұнай шығымы 22,10 және 7,42(, (420-0,7796
және 0,8335, (20-1,379 және 1,920 мм2с;
Қату температурасы –22 және –30(С қысымның буы 38(С-5,155 және 9,600
кПа; парафиннің құрамы-2,85 және 1,63(, Балқу температурасы 51 және 330 С,
шикізаттың мазмұны-0,41 және 0,34(.көмірқышқыл шайыры-31 және 29,
силикагель шайыры-10,8 және 6,92, асфальтен-0,19(; кокстык-2,40 және 1,02(;
қышқылдық саны –0,398 және 0,0300 мг КОН 1кг мұнай;шығу фракциясы 2000С-
22,70 және 3,28(, 3500С-41,00 және 22,40( (12(.Сол скважина арқылы
өндірілген мұнайдан алынған майдың фракцияларының техникалық сипаттамасы:
реактивті отынның (120-2400 С), мұнайдан бөлінетін бөлігі 22,10 және 7,42(,
(420-0,7796 және 0,8335, (20-1,379 және 1,920 мм2с, қайнау басталар
температурасы - минус 62ºС-ден төмен, және минус 800С, құрамындағы күкірт
0,021 және 0,120(, дизель отынның фракциясы (240-3800С) мұнайдан алынатын
бөлшегі –13,60 және 17,98(. ДИ- 64,0 және 54,0, (420-0,8345 және 0,8579,
(20-5,690 және 8,550 мм2с, қатаю структурасындағы температура минус 30
және 60ºС, құрамындағы күкірт –0,057 және 0,056% негізгі май: мұнайдан
өндірілетін бөлшегі 33,62 және 53,91%, мазуттағы (350ºС)- 57,00 және 72%,
қоюлану индексі- 92-112 және 70-112.
Белгілі скважинадан алынған мұнайдың көмірсутегіні топтаса
мынадай фракциялық көрсеткіш нәтиже береді 350ºС дейінгі, мұнай фракциясы
–25,40 және 44,00% парафин мұнай көмірсутегі –90,35 және 88,56%
ароматикалық –9,65 және 11,44%, майлық дистиллят (350ºС) қайнау температура
шегі –490 және 480ºC. Мұнайдан өндірілетін 32,60 және 20,86%. Парафин
құрамындағы -15% және 14,88 парафин-нафтендік көмірсутегі 87,24 және 84,56%
ароматикалық 1топ-3,54 және 7,60,2,3-топтағы –160 және 7,83. 5-топтағылар-
3,97 (скв.№2) барлығы-9,17 және 15,43% аралық фракциялық шайырлы зат-1,27%
(скв.№2) вакуумдық қалдық (к. п-дан жоғары), мұнайдан өндірілетіні 42,00
және 38,64%. Құрамындағы парафино-нафтенді көмірсутегі 71,30 және 57,32%.
Ароматты 1топ 6,10 және 14,27, 2-3-топ 15,40 және 18,21, 5-топ-0,81
(скв.№2) барлығы-22,31 және 32,48% аралық фракция мен шайырлы зат 6,41-
10,20%, жалпы мұнай құрамындағы парафин-нафтенді көмірсутегі 81,31 және
75,44% ароматикалық 14,87 және 20,51%, аралық фракциямен шайырлы зат-3,10
және 4,05 %.
Висбрекинг процесінің негізгі шикізаты – гудрон болып саналады.
Гудрон – қара түсті шайырлы зат. Мұнайдың 5000С ден жоғары қайнайтын (15-
30% мөлшердегі) қалдығын атайды. Құрамында, біраз май фракциясы қалып
қойған гудронды жартылай гудрон деп атайды. Вакуумда айдау қалдығы гудрон
қалдық майларды алуда немесе қосымша терең өңдеуде мотор майларын алуда,
және жол құрылыс битумын, сонымен қатар қазан отының алуда компонент
ретінде қолданылады. Сонымен бірге оған ауыр мұнай өнімдерін мазуттарды,
деасфальтизаттарды да шикі зат есебінде пайдалануға болады.
Висбрекинг процесінде газ, бензин, ауыр және жеңіл газойль, көп
мөлшерде қазан отыны алынады.
Бензин – мұнай өнімінің 30 – 2000 С аралығында қайнайтын сұйық, түссіз
көмірсутекті бөлшегі. Оны мұнайдан басқа, көмірден, шымтезектен (тордо)
тақтатастан (сланец) әр түрлі технологиялық әдістермен алуға болады.
Висбрекинг бензині көмірсутекті құрамына қарағанда тікелей айдау бензинінен
ерекшеленеді. Тікелей айдау бензинінде алкандар мен циклоалкандар көп
болса, крекинг бензинінде ароматты көмірсутектер көп кездеседі. Крекинг
бензині химиялық тұрақтылығы төмен. Құрамындағы алкендер және алкадиендер,
жарықтың жылудың және еріген ауа әсерінен конденсацияланып,
полимеризацияланып, қышқылданып шайырлар түзілуі мүмкін. Негізінен
карбюраторлық двигательде, отын және басқа өндірістерде еріткіш ретінде
пайдаланылады. Сондықтан, бензин автомобиль авиация және еріткіш бензині
болып бөлінеді. Ол мұнайды тікелей айдау немесе крекинг, риформинг,
изомеризация, алкилизация процестерінде өндіріледі.
Газының құрамында алкандар (метаннан бутанға дейінгі) алкендер
(этиленнен бутиленге дейінгі) сутегі және күкірт сутегі бар. Газдардың
компоненттік құрамы процестің температурасы мен қысымына байланысты.
Висбрекинг, яғни мұнайды терең емес өңдеуде мөлдір өнімдер мен қатар
шығымы жоғары қалдық – қазан отының да алады. Қазан отыны – негізгі бұл
процестің бензинсіздендірілген қалдығы болып саналады.
3. Дайын өнімнің қолданылуы
Висбрекинг процесінің негізгі өнімі газ, бензин, жеңіл вакуум
газойль, ауыр вакуум газойль, қазан отыны алынады. Негізгі өнімі қазан
отыны ол 38,4%-ке дейін шығады. Біздің елімізде қазан отындары ең көп мұнай
өнімдері болып табылады, бірақ қазан қондырғыларын интенсивті
газофиксиялауына байланысты немесе оны қатты отын түріне айналдыруына
байланысты қазан отыны өндірісі үздіксіз қысқартылатын болады.
Бу турбинді қондырғылар техниканың әр түрлі облыстарында, электр
станцияларында, теңіз және өзен тораптарында, темір жолдарда, сораптарда
эксплуатацияланады. Торапты және стационарлы қазан қондырғыларында, сонымен
қатар өндіріс пештерінде (Мартен және басқа) ауыр фракцияларды және мұнай
қалдықтарын араластырып алады, және көмір мен сланецтердің қайта өңдеуден
өткен қалдығынан алады.
Өндірісте мұнайдан шыққан қазан отының көп қолданылуда. Қазан отының
сапасы мына көрсеткіштер бойынша нормаланады: тұтқырлық – қоюлатқыштық
қасиетін талап ететін көрсеткіш, отынды аралыққа берілу транспортировкасы
мен режимі.
Отынның тұтқырлығы маркісіне байланысты 500С және 800С дегі ВУ мен
бағаланады. Тұтану температурасын өндірісте отынды қолдануда, тасымалдауда,
сақтағанда анықтайды. Ашық сақтау қоймасында отын мазутын тұтану
температурасына дейін қыздыруға болмайды. Қазан отынының негізгі массалық
бөлігін күкіртті және жоғары күкіртті мұнай қалдықтарынан өндіреді.
Күкіртті отынды жаққа кезде қышқылды күкірт түзіледі ол металдардың
құбырлардың бетінің, қазандықтар деталдарының коррозиясын тудырып, қоршаған
ортаны ластайды.
Қазан отындарының қондырғысының технологиясына мартен пешіне жоғары
күкіртті қазан отының қолдануға тыйым салынады.
Біздің елімізде мынадай маркілі қазан отындары шығарылады.
1) Ф – 5 және Ф – 12 маркілі.
Ф – 5-ті екіншілік процестің тікелей мазуты айдауынан шыққан күкіртті
мұнайдың дистилляттарының гудроны мен мазутынан араластырып алады. Ондағы
күкірт құрамы 2% дейін болуы керек.
Ф – 12 аз күкіртті мұнайдың өнімінің қоспасы. Мұндағы күкірт құрамы
0,6%. Ф-5 және Ф-12 маркілі қазан отындары бір – бірінен тұтқырлығы бойынша
ерекшеленеді.
Бұл маркілер үшін 500С-дағы тұтқырлық 5 және 12 ВУ мен нормаланады.
2) отандық мазуттар 40 және 100 – ең көп тараған қазан отыны болып
табылады. Олар барлық қазан және қыздырушы қондырғылар үшін пайдаланылады.
Құрамындағы күкірт мөлшері бойынша отынның мынадай түрлері шығарылады: 0,5
тең 1,0% дейінгі аз күкіртті, 1,0 ден 2% дейінгі күкіртті 3,5% дейінгі
жоғары күкіртті.
3) Мартен пештеріне арналған отын. Екі маркасы шығарылады: МП – аз
күкіртті (0,5% дейін) және МПС – күкіртті (1,5% дейін).
Отандық қазан отыны шет елдікімен салыстырғанда құрамында көп мөлшерде
бағалы дизель фракцияларының сұйылтқышы көп болуымен ерекшеленеді.
Висбрекинг бензині қазіргі уақытта төмен октанды автомобиль отынының
компоненті ретінде қолданылып жүр.
Терең гидротазалау процесі пайда болғаннан кейін бензин каталитикалық
риформинг шикізаты ретінде пайдаланылады.
Газоиль фракциясы – флот мазутының, газотурбинді пешті отынның
компоненті ретінде қолданылады.
4. Процестің теориялық негіздері
Термиялық процестердің қазіргі кездегі өсуінде шикі зат есебінде газ
көмірсутектерінен бастап ауыр жоғары молекулалы қалдықтарға дейін
қолданылады. Сондықтан әр түрлі ішкі заттың жоғары температураларда
өзгеруін байқау үшін термиялық крекингке жеке көмірсутектерді, мұнай
фракцияларын және қалдықтарды салады.
Көмірсутектерді крекингтеуді зерттеу кинетикалық мәліметтер алуға және
процестің тетігін анықтауға мүмкіндік береді. Бұл мақсат реакция өнімдерін
реакцияға түспеген шикі заттан дәл айыру мүмкіндігінің болатындығынан
жеңілденеді. Мұнайдың алшақ фракциясын крекингтегенде, шикі заттың химиялық
құрамының күрделігінен және оның реакцияға түспеген бөлігін жете
білмегендіктен, ауысу тереңдігін анықтау қиынға түседі. Бірақ фракциялық
құрамы алшақ шикі затты крекингтеу процестің әр түрлі температуралардағы
салыстырмалы жылдамдығын (яғни бензиннің, газдың, кокстың және басқа
өнімдердің) анықтауға мүмкіндік береді. Мұндай мәліметтер өндіріс
қондырғыларын жоспарлауда және пайдалануда қолданылады.
Жеке көмірсутектерді крекингтеу нәтижелері бұл процесте олардың өте
қарапайым қоспаларының өзгеруі туралы, реакция өнімдерінің әрі қарай
реакцияға түсуіне және олардың бір – біріне реакцияны тежеу әсерінің
нәтижесінде, толық мәліметтер бере алмайды. Ал, күрделі көмірсутектерден
тұратын мұнай фракцияларын крекингтегенде, түзілген өнімдердің шикі затпен
әрекеттесуінен алынған өнімдердің құрамы яғни процесс нәтижесі күшті
өзгереді. Сондықтан көмірсутектердің крекингі туралы сөз болғанда, әдетте
процестің бастапқы сатысы – бірінші өнімдердің түзілуі еске алынады.
Крекинг тереңдеген сайын осы бірінші және келесі өнімдердің әрі қарай
айналуының рөлі арта түседі.
Крекингтің жүру мүмкіндігін Гиббс энергиясының өзгеруімен (изобарлы –
изотермиялық потенциалының) анықтайды. Гиббс энергиясының стандартты
мәндері (298К) немесе тура осы мағыналы тұрақты қысымдағы энергия мәндері
әдетте термодинамикалық мәндер кестесінде беріледі. ∆G төмен болған сайын
көмірсутектің тұрақтылығы көп болады.
Шамамен ∆G0Т кез келген температурада өзгеруі мына теңдікпен
анықталады: О 0
0
∆GТ = ∆H298 - Т∆S298
0
мұнда ∆H298 – түзілу жылуы арқылы есептелінетін немесе шикізатпен реакция
өнімдерінің жану жылулары арқылы есептелінетін реакция жылу эффектісі;
Т – реакцияның абсолютті температурасы;
0
∆S298 – реакция компоненттері үшін энтронияның абсолютті мәндері
арқылы кестелік мәндер негізінде есептелінетін химиялық реакция нәтижесінде
энтронияның өзгеруі.
Гиббс энергиясының өзгеруі реакцияның тепе-теңдік тұрақтысымен
байланысты:
ln КР = - ∆GRТ немесе ∆G0 = - 19,124 lg КР
тепе-теңдік тұрақтысы мынаған тең: КР = к1к2 мұнда к1 және к2 – тиісінше
тура және кері реакциялар жылдамдығының тұрақтысы. Егер тура реакция
жылдамдығы кері реакция жылдамдығынан көп болса, онда к1 к2 және
сондықтан, КР 1 және lg КР 0, яғни ∆G0 теріс мәнді болуы керек. ∆G0
абсолютті аз болған сайын тура реакциялардың термодинамикалық мүмкіндігі
соғұрлым көп болады; басқаша айтқанда, өзімен-өзі жүретін реакция жүйесінің
изобарлы-изотермиялық потенциалының кемуі орын алады.
Тепе-теңдік реакция үшін:
∆G0 = m1G10 + m2G20 = ... - ... – n1G10 – n2GН0
мұнда G10, G20, G10 және GН0 – тиісінше соңғы өнімдер мен бастапқы
заттардың түзілуінің изобарлы-изотермиялық потенциалы;
m1, m2, n1 және n2 – стехиотермиялық коэффициенттер. Мысалы, 250С
бензолдың прониленмен алкилденуінің термодинамикалық мүмкіндігін анықтау
керек:
С6Н6 + С3Н6 ↔ С6Н5 – С3Н7
Бензол, пропилен және изопропилбензол үшін Гиббс энергиясы (G0С6Н6 =
146,47 кДжмоль, G0С3Н6 = 77,86 кДжмоль, G0С6Н3С3Н7 = 183,93 кДжмоль)
белгілі болғанда:
∆G0 = 183,93 – 146,47 – 77,86 = -40,40 кДжмоль
Осыдан алкилдеудің бөлме температурасында (250С) жүруі мүмкіндігі
көрінеді, бірақ реакция жылдамдығы бұл жағдайда өте аз болуы мүмкін.
Крекингте Гиббс энергиясының өзгеруі салыстырмалы термиялық
тұрақтылықтың шегін белгілеуге мүмкіндік береді. Кез келген реакция үшін
кейбір t температурада ∆G0 = 0. Мысалы, бутан үшін оны 6740С
дегидрогенизациялағанда ∆G0 = 0. Ал осы көмірсутегін ыдыратқанда ∆G0 = 0
жағдай 3130С температураға сәйкес келеді. Бұл мәліметтерден реакцияның
мүмкін болған жүру шегін анықтауға және бірден ыдырау реакциясының мәнінің
басымдылығы туралы қорытынды жасауға болады.
Гиббс энергияларының абсолютті мәндері тағы да көмірсутектердің
термиялық тұрақтылығы туралы мәлімет береді: энергияның оң мәні ыдырау
реакциясының мүмкінділігінің барлығын көрсетеді. Мысалы, 5270С метанның
түзілу изобарлы-изотермиялық потенциалы – 2,30 кДжмоль тең, ал додекан
үшін 669,12 кДжмоль. Бұл температурада метанның іс жүзінде тұрақтылығы, ал
додеканнның жеңіл ыдырайтұғыны белгілі.
Гиббс энергиясының мәнін пайдаланып белгілі реакцияға, оның
температураға байланысын шығаруға, ал одан кез келген температурада тепе-
теңдік тұрақтысын табуға болады.
Мысалы, н – дисканның центан және амиленге ыдырауы былай жүрсе:
С10Н22 ↔ С5Н12 + С5Н10
Осы көмірсутектердің әрқайсысының 290 К изобарлы-изотермиялық
потенциалы тиісінше (кестедегі мәндері бойынша) мынаған тең: 33,35; 8,37
және 79,33 кДжмоль. Сонда ∆G298 = -8,37 + 79,33 – 33,35 = 37,61 кДжмоль
болады, яғни бұл температурада реакция жүрмейді. Осындай есептеулер 800 К
үшін мынаны береді: ∆G800 = 245,89 + 266,02 – 547,27 = -35,36 кДжмоль.
Сонымен, 800 К реакция термодинамика жағынан мүмкін. Гиббс
энергиясының температураға байланысты өзгеруі сызықтық сипат
көрсететіндіктен (∆G = А + ВТ), ∆GТ екі мәндері арқылы осы теңдеудің А және
В коэффициенттерін анықтауға болады:
37,61 = А + В*298 -35,36 = А + В*800
бұдан А = 80,64 және В = -0,145
ал бұл реакция үшін теңдеу мынадай түрге айналады:
∆GТ = 80,64 – 0,1457.
Бұдан 556 К (2830С) ∆GТ = 0, яғни қаралған н-деканның ыдырау реакция
2830С жоғары температураларда термодинамикалдық аз жылдамдықпен жүруі
мүмкін.
Мұнай ішкі затын құрылымын өзгертіп өңдеу процестері үшін типтік
реакцияларды талдау, олардың термодинамикалық жүру мүмкіндігі ыдырау
реакциялары үшін температураның көтерілуімен өседі, ал температураның
төмендеуімен синтездеу реакциялары үшін (алкилдеу, полимерлеу, гидрлеу)
керісінше болады. Бұл деген, барлық синтездеу реакцияларын өндірістік
жағдайда төменгі температураларда жүргізе бермейді дегенді көрсетеді,
себебі мұндай жағдайда олардың жүру жылдамдығы өте аз болуы мүмкін.
Ыдырау реакцияларының жылуы бастапқы көмірсутектің молекулалық
массасына байланысты еместігін, егер оны 1 моль айналған ішкі затқа
есептесе, ескер қажет. Мысалы 5000С этиленнің н-бутаннан және н-деканнан
түзілу жылуы бірдей және ол 1 мольб ішкі затқа ≈ 92 кДж құрайды: бірақ 1 кг
шикі затқа есептегенде бұл жылулар тиісінше 1590 және 650 кДжкг, бұл н-
бутанның термиялық тұрақтылығын көрсететі. Кейбір жағдайларда термиялық
крекинг реакцияларының жылуын айналған өнімдердің бір массасына (бензиннің
немесе бензин мен газдың қосынды) балайды. Мұндай тәсіл шартты, себебі жылу
ыдыраудың ауыр өнімдерінің түзілуіне де кетеді, ал сонымен қабат тығыздану
өнімдерінің түзілуі жылу бөлумен жүреді. Жылуды 1 кг ауысқан өнімге балаған
жөн.
5. Технологиялық процестің жобалануы және толық сипаттамасы
Бұл жүйе бойынша, вакуум қондырғыларынан гудрондар, жоғары
ароматизацияланған компонент және тұрақты висбрекинг бензині қоспасы 2
жылуалмастырғышта қыздырылады да сегіз ағыммен екі қатар істеуші 4 пешке
түседі, мұнда шикі заттың термиялық ауысуы орын алады. Пештерден шығар
жерде термиялық крекинг реакциясын шұғыл болдырмау үшін өнімдерді 400-420о
С дейін суытады, одан кейін олар 5 колоннаға түседі. Суытқыш есебінде 2
шикі зат жылу алмастырғыштарында және 3 бу генераторында 150-200оС дейін
суытылған 7 колоннаның астынан шығатын өнімді суытуда пайдаланады.
Висбрекинг газын өз алдына тұрған колоннада моноэтаноламинмен
тазалайды, ал бензин 8 колоннада тұрақтанады. Висбрекингтің
бензинсіздендірілген қалдығы қондырғыдан шығарылады да қазан отыны есебінде
пайдаланады.Қазан отыны мен өнімді суыту ағымдарының артық жылуын 2
жылуалмастырғыштарда шикі затты қыздыруға, 3 бу генераторларда бу алуға
және №2 вакуумды айдау қондырғысында шикі заттық жылуалмастырғыштарда
пйдаланады. Өнімдерді конденсациялау мен суыта түсу үшін 10 ауамен суыту
аппараттарын, ал бензинді суыта түсуге – 11 су мұздатқыштарын қолданады.
Қыздырушы - реакциялық пеш есебінде конвекция секциясында 4-ағымды, ал
радиантты секциясында 2-ағымды жүйелі факелді жанушы ГСI 75018 пештер
қолданылады. Қатаң жағдайда істейтұғын құбыр қабырғасының температурасын
беттік термопарамен бақылайды.
Ағымдар: I-№1 вакуум қондырғысынан гудрон; II-№2 АВҚ-дан гудрон; III-
жоғары ароматизацияланған қоспа; IY-жуғыш присадка; Y-турбулизациялауға
тұрақты бензин; YI-қондырғыдан тұрақты бензин; YII-висбрекинг газы;
YIII-қазан отыны; IX-пештің реакция аумағындағы иірме құбырындағы су буы;
X-бу генераторлардан су буы; XI-реакция өнімдерін суытуға 7 колоннаның
төменінен берілетін висбрекинг өнімдерінің қалдығы.
Процесті пештердің реакциялық иірме құбырында жоғары температурада 487-
495о С, шикі заттың реакция аумағында болу уақыты 2 минут шамасында
жүргізеді.
Технологиялық режим
Кесте 1
Температура, оС:
Пештен шығардағы өнімнің 487-495
Құбыр қабырғасының 525-558
Қысым, Мпа:
Пешке кірердегі 1,9-2,5
Пештен шығардағы 0,25
6. Процесті аналитикалық бақылау
Мұнай өнімдері сапасын техникалық шарттарға және МЕСТ-ке сәйкес келуін
анықтайтын анализдер мұнай саласындағы барлық мекемелерде жүргізіледі.
Мұнай өнімдерінің кіргізілген сапалық көрсеткіштері және оларды бағалау
әдістері отынның түрін, маркасын зауыт жағдайын да және тұтынушы жағдайында
тез анықтауға мүмкіндік беру керек.
Мұнай өнімдерінің стандарттарына оларды тасымалдау және сақтау
өзгеруін мүмкін қасиеттерін анықтау қарастырылған. Мұнай өнімдерінің
анализдерін мақсатына байланысты тапсыру, қабылдау, бақылау толық және
арбитражды болып бөлінеді.
Тапсыру, қабылдау анализдері шығарған түскен немесе жіберілетін мұнай
өнімдерінің құжаттарға көрсеткіштерге сәйкестігін анықтау үшін жүргізіледі.
Бақылау анализдерін мұнай өнімдерін дайындау процестерінде тұтынушыларға
түскеннен сайын сақтау уақытына жүргізіледі. Бұл анализді зауытта тиеп
жіберіп жатқан өнім партиясы үшін және өнімді ұзақ сақтауға қояр алдында
жүргізіледі. Арбитражды анализді өнімді шығарушы мен тұтынушылар арасында
келіспеушілік туған жағдайда жүргізіледі.
Бұл анализ ғылыми зерттеу институттарында жүргізіледі. Қай кез
баламасын өнімнің анализ осы өнім үшін стандартқа енгізген көрсеткіштер
жүргізіледі.
Күкірт мөлшері, % 0,7-0,8 0,9-1,0
Парафиннен айырылған майдың қату температурасы 600С төмендейді, ал
кокстенуі және тұтқырлығы өседі, бөлінген қатты көмірсутектердің тұтқырлығы
және кокстенуі аз.
Кесте 2
№ Процестің Сынақ алу Бақыланатын Бақылау әдістері Бақылау
кезекті атауы, орны (өлшеу көрсеткіштер (анализ әдістемесі,жиіліктері
анализденген құралын мемлекеттік салалық
өнім қондыру стандарт)
ролі)
1 2 3 4 5 6
1 Шикізат Сораптан Азотты, Иодометрия. Кезекте
шығарудағы күкіртті Валюмометриялық бір рет
құбыр қосылыстар
бойынан
2 Өнім булары Құбырда NН3 Валюмометриялық Талапқа
10.2.2. көмірсутек сай
газдары кезекте
бір рет
3 Тазаланған МЭА Құбырда Н2S Ферицийнидті Кезекте
10.4.1. бір рет
4 Регенирленген Құбырда Күкіртті Ферицийнидті Кезекте
еріт МЭА 10.5.5. оттекті бір рет
қаныққан
қысым
5 Қазан отыны Ацидиметриялы Кезекте
бір рет
7. Технологиялық процестің автоматтандырылуы
Автоматты басқару жүйесін басқару әдісі және қызмет белгісі 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
тұйықталмаған АБЖ автоматты нық басқару жүйесіне (АНБЖ) және қозу бойынша
басқару жүйесіне бөлінеді.
Технологиялық процестерді автоматтандыруда басқарудың логикалық
жүйелері маңызды орын алады.
Өндірістік кәсіпорындардың құрамына жабдықтар, технологиялық
процестер, адамдар, шикізат пен дайын өнімдер кіреді және олардың барлығы
өндіріс жоспарына, мақсат-мүддесіне, нұсқаулар мен жұмыс ырғағына сәйкес
өзара байланыста болады.
Жоспар мен мақсаттың орындалуына сапасыз шикізат, жабдықтардың
бүлінуі, адамдар мен технологиялық процестерге тән түрлі кедергілер,
жарамсыз өнім, жұмыстағы бос тұрыс т.б. себептер зардабын тигізеді.
Өндірістік жүйе тиісті шешім қабылдай және оған сай өзгертулер енгізе
отырып, осы себептерді есепке алуы тиіс; бұл орайда шешімді адамдар, әлде
машиналар қабылдай ма, бәрібір. Себептерге талдау жасаудан басқа, шешім
қабылдайтын жүйе келесі қандай операция және қашан орындалады, соның ретін
жоспарлап беруі тиіс.
Автоматтандыру деп – адамды тікелей технологиялық процеске қатысудан
босататын автоматты құрылғыларды пайдалануды және ендіруді айтамыз
Қазіргі кезде компьютерсіз, микропроцессорлық техникасыз жаңа
замандағы өндірісті көзге елестету мүмкін емес. Өндірістік процестерді
автоматтандырудың 3 сатысы бар:
1. Технологиялық процестерді автоматтандыру өңдеудің кейбір
операцияларын ғана қамтиды, ал дамып өнімде жинау, бақылау, қаптау қолмен
жүргізіледі немесе механикалық жолмен жүргізіледі.
2. Өңдеу, бақылау, жинау және қаптау операцияларын біріктіретін
автоматтық машиналар жасалады.
3. Өндірістік процестер кешенді автоматтандырылады. Яғни
компьютерлерді пайдаланып, автоматтық бөлім, цех және заводтар басқару
жүйесін сапаны басқару жүйесін.
Автоматтандыру нәтижесінде жұмысшы саны азаяды, еңбек өнімділігі
көбейеді, өндірілген өнімнің сапасы жоғары болады.
Қысымды өлшеу – технологиялық процентінің жүру бағытын анықтайтын
негізгі параметр қысым болып табылады. Қысым шамасы газ және бу жағдайын
анықтайды.
Қысым дегеніміз – белгілі бір ауданға күшпен әсер еткенде пайда
болатын шама. Қысымның абсолюттік арттық, артық, вакууметрлік түрлері бар.
Абсолюттік Р-деп сұйықтық, газдың немесе будың Р-мын айтады. Абсолют Р мына
формуламен анықталады: Р абс. = Р арт. + Р атм. Артық қысым деп Р атм.
мәніне сәйкес шартты 0-ден бастап есептелген Р-ды айтады. Р арт. = Р абс –
Р атм.
Вакууметрлік қысым – атмосфералық және абсолютті қысымдардың
айырмасына тең.
Р вак. = Р атм. – Р абс.
Монометрлердің бірнеше түрлері бар: олар аспаптық жұмыс істеу
принципіне және өлшейтін қысымның түріне қарай жіктеледі. Жұмыс істеу
принципіне байланысты қысым өлшеуге мынадай аспаптардың түрлері
қарастырылады: сұйықтық бұл өлшенетін қысым мен сұйық бағанасының
гидростатикалық қысымын меңгеру принципіне негізделеді. Деформациялық –
мұнда қысымды серпімді сезгіш элемент деформацияның шамасы бойынша немесе
сезгіш элемент тудыратын кери бойынша өлшейді.
Қысым түріне байланысты аспаптар мынадай түрге жіктеледі. Барометрлер
– атмосфералық қысым үшін, манометрлер – артық қысымды өлшеу үшін,
вакууметрлер – сиретілуді өлшеу үшін, моновакууметрлер – артық және
вакуумдық қысымды өлшеу үшін. Арын өлшеуіш (напоромер) – шамалы артық
қысымды өлшеу үшін. Тартым өлшеуіш – (теагомер) шамалы сиретілуді өлшеу
үшін. Дефференциал манометрлер немесе диормонометрлер Р құламасын немесе
айырмасын өлшеу үшін (перепат давления).
Бұл планометрлер сынап, су немесе спиртпен толтырылған, өлшенетін
параметрлерін есептейтін шкаласы бар иілген И. У. тәрізді шыны түтікше ағаш
тақтайшаға бекітіледі. Шкалалары тақтайша бтіне түсіріледі және түтікшенің
дәл ортасынан 0-дік белгісі белгіленеді. Бұл манометрдің жұмыс сұйықтылары
0-дік деңгейге дейін толтырылады. Өлшенетін Р түтікшенің 1 жақ ұшынан сол
кезде Р әсер еткен бағананың сұйықтықтарының деңгейі төмендейді, ол ІІ-ші
бағанадағы сұйық деңгейі жоғарылайды. Деңгейлердің айырмасы өлшенетін Р-ң
шамасын береді. Бұл аспаппен Р-ды өлшеген кезде түтікшедегі сұйықтықтардың
деңгейі жоғары көтеріледі, сол бойынша Р-ң шамасын анықтайды. ∆Р = Р1 – Р2.
Температураны өлшеу.
Температураны өлшеу жүйесі технологиялық процестерді автоматтарда
олардың қарапайымдылығы мен сиымдылығына байланысты кең қолданылатын
температураны өзгерткендегі металлдардың керегесін өзгерту өлшеміне
негізделген температура дегеніміз – дененің қыздырылу дәрежесін сипаттайтын
шама. Температураны өлшейтін аспаптардың бірнеше түрлері бар. Ұлғаю
термометрлері манометрлік термометрлер, термоэлектрлік түрлендіргіштер
кедергі термотүрлендіргіштері параметрлер температураны өлшеу аспаптарының
температуралық шкалаларының қазіргі кезде халықаралық практикалық
температуралық шкаласы кеңінен қолданылады. Ол термодинамикалық
температуралық шкаланы іс-жүзінде жүзеге асыруды көздейді. Оның негізінде
температураның белгілі мәндері химиялық заттардың балқуы және қайнау
нүктелері жатады. Халықаралық практикалық температуралық шкала,
өрнектелетін температура алынған. Температура бірлігі ретінде С0
пайдалануға рұқсат етілген. С0-мен өрнектелген температура арасындағы
байланысты былай көрсетуге болады. T = t + 273.16.
T = кельвин температурасы.
t – С0 – температурасы.
Заттың көлемі мен шығынын өлшеу.
Құбыр өткізгіштің бойымен жүретін газдың және сұйықтық шығымын өлшеуді
екіге бөліп қарастыруға болады.
1. Жағдайда көлем немесе салмақ түрінде өрнектеледі, белгілі бір
уақыт аралығында құбыр арқылы өтетін сұйықтардың немесе
газдардың шығымын өлшеу.
2. Жағдайды сұйықтардың немесе газдың көлемінің белгілі бір
уақыт ішінде орташа жылдамдықпен ағып өтуін өлшейді. Көлемді
өлшейтін аспаптарды қосып есептейтін аспаптар деп жіктейді.
Шығында өлшеуіштер көрсетуші аспап деп аталады. Сонымен қатар
көрсетуші шығынды өлшеуіштерге есептеуші механизмді қосып,
есептеуші аспап ретінде де пайдаланамыз.
Шығынды өлшеуіштердің түрлері өлшенетін ортаның аттарымен байланысты
болады. Паромер, газомер, нефтомер, мазутомер, бензомер т.б. электр
станцияларында шығынды өлшеу ең басты шама болып табылады. Мұнда
тұтынушыларға берілетін ыстық су, бу есепке алынады. Сонымен қатар сұйық,
газ түріндегі отынның шығыны өлшенді. Заттың көлемін өлшейтін санауыштар
көлемдік, салмақтық және жылдамдықты болып бөлінеді. Құбырдағы қысымның
тұрақты түсуіне және қысымның айнымалы түсуіне негізделген аспаптар кеңінен
қолданылады.
Ол аспап ротометр деп аталады. Оның шынылы және металл ротометр деп
аталады. Шынылы ротометр – конусты түтікше тәрізді болады. Оның ішінде
қалытқы орналасады. Құбырдағы сұйықтардың шығынын өлшегенде бұл аспап
вертикаль бағытта қойылады. Бастапқы жағдайда қалытқы төменгі жағында
орналасады. Сұйықтардың ағыны аспапты өткен кезде қалытқы белгілі бір
биіктікке көтеріледі. Себебі ағын тағы қалытқыға әсер етеді. Ротометрдің
шкаласы түтікше бетіне салынады. Қалытқының орналасу биіктігі арқылы
сұйықтардың шығымын анықтаймыз. Металл ротометрлері РПД және РЭД
датчиктерімен қалытқының орналасу биіктігі бойынша ақпаратты өлшеу
аспаптарына береді. Аспаптардың қысымдарының тұрақты қысымының тұрақты
түсуіне негізделуі деп аталуы мұнда қалытқы мен түтікше арасындағы қысым
тұрақты өзгеріп отырады. Сұйықтардың немесе газдың шығынын өлшеу үшін
құбырлардың диаметрінен кіші диск орналастырамыз. Дискіні диафрагма деп
атаймыз. Диафрагманың бірнеше түрлері бар:
1. Камералық.
2. Камерасыз.
3. Винтури.
4. Сопла түтікшелері.
Сұйықтардың қысымы дискіге дейін жоғары және тұрақты болады,
дискіден кейін сұйықтардың қысымы төмендейді. Себебі, тар жерден сұйықтық
өткенде жылдамдығы артады. Соның нәтижесінде қысымы төмендейді. Төмендеген
қысым біртіндеп бастапқы қалпына келеді. Қысымның айнымалы түсуін немесе
қысым айырмасын ∆Р өлшеу үшін диафрагма монометрлерді пайдаланамыз. Олардың
бірнеше түрлері бар:
1. Қалытқылы.
2. Қоңыраулы.
3. Серпімді.
Қалытқылы диафрагма монометр жұмыс істеу принципі υ типті
монометрге ұқсас. Бұл аспап - камерасынан (1) және + камерасының (2)
тұрады. Бұл камераның іші бірдей дендерінде сынаппен немесе басқа сұйықпен
толтырылады. + камераларда сұйықтық бетінде қалытқы қалқып жүреді.
Қалытқы мен шарнирлі рычагты беріліс бойынша жұмыс жасайтын өлшеу аспабы
байланысқан. Жоғары қысым + камерасына төменгі қысым - камерасына
беріледі. Сол кезде қалытқы төмен қарай қаралып, өлшеу аспабында қысымның
айырмашылығының мәні көрсетіледі. Қалытқының максимальды жүрісі 30,5 мм-ге
тең. Қысымның айырмасы үлкен болса - ыдыстың диаметрі кіші болады. Ал
ұзындығы үлкен болады.
Сұйықтық деңгейін өлшеу.
Сұйықтық деңгейін өлшеу қоймалардағы сұйықтың көлемін анықтайтын
қосымша бақылау операциясы болып табылады. Сонымен қатар бактер мен
бункерлердің сұйықтығымен толғандығын сигнализациялау үшін қолданылады.
Сұйықтың деңгейінің өлшем бірлігі см, дм, м. Деңгейді өлшеу сұйықтың
берілген биіктіктерінде ұстап тұрылуын қамтамасыз етеді. Бұл жағдайда
деңгейді өлшеу аспаптары деңгейдің қалыпты жағдайдан ауытқығандығын
көрсетеді. Аспаптың шкаласының 0 белгісі ортасында болады. Олардың өлшеу
шектері +100-ден +150 мм-ге дейін болады. Деңгейді өлшеу аспаптарының
бірнеше түрлері бар. Визуалды, қалытқылы, гидростатикалық электрлік,
ультрабыдысты және радиоизотоптар.
Визуалды деңгей өлшегіштер сұйықтардың деңгейін өлшейтін ең қарапайым
аспап бұл нұсқама әйнектен тұрады. Нұсқама әйнектердің жұмысы бір-бірімен
байланысқан ыдыста принципіне негізделген. Нұсқама әйнек винтельдер немесе
крандар мен жабдықтарды жағдайдағы қысымда жұмыс жасайтын нұсқама
әйнектерді сақтандырғыш құралдармен жабдықтаймыз. Жазық нұсқама әйнектерді
2,94 мПа қысымда және 3000С температурада пайдалануға болады. 0,5м
биіктіктен жоғары сұйықтың деңгейін бақылау үшін бірнеше нұсқама әйнектер
пайдаланамыз. Қалытқылы деңгей өлшегіштердің сезгіш элементі болып қалытқы
саналады. Қалытқы троспен қарсы салмаққа байланысқан сұйқытың деңгейін
анықтайды. Өлшеу шектері қабылданған төменгі және жоғарғы деңгейге сәйкес
келеді.
Электрлі қалытқылы деңгей өлшегіштер қалытқының жағдайының өзгерісін
тұрақты магниттермен байланыстырады. Магниттер қалытқы қозғалған кезде
контактілі қондырғыларды басқарады. Егер сұйықтық жоғары деңгейге жетсе,
контакті тұйықталып, желіні жабады, ал қалыпты жағдайда контакті ажыратылып
желі ашық болады. Қалытқылы деңгей өлшегіштерде сұйықтыққа бататын буйкалы
деңгей өлшегіштерді де пайдаланамыз. Сұйықтардың деңгейі өзгерген кезде
буйка Архимед заңына сәйкес өзгереді.
Гидростатикалық деңгей өлшегіштер дегеніміз – қарапайым деформациялы
монометрлер. Деформациялы монометрлермен ашық және жабық ыдыстардағы
сұйықтық деңгейін өлшейміз. Ашық ыдыстағы деңгейді өлшегенде деформациялы
монометрлерді ыдыстың төменгі жағына орналастырамыз. Сонымен қатар деңгейді
өлшеу үшін ыдыстағы сұйқыпен толтырылған деңгейі белгілі теңестіргіш ыдысты
пайдаланамыз.
Деңгейді өлшегіш ауа немесе инертті газды пайдаланып, сұйықтың
деңгейін өлшейді. Ол үшін сұйықтың қабаты арқылы сығылған ауаны немесе
газды пайдаланамыз. Берілген ауаның мөлшерін диафрагма (Д) шектейді.
Қысымның айырмашылығы сұйықтық монометрдегі биіктігі бойынша анықталады.
Бұл деңгейді өлшегіштер жер астындағы резервуарларды сұйықтың деңгейін
өлшеу үшін кеңінен қолданылады. Радиоизотропты деңгей өлшегіштер екіге
бөлінеді:
1. Үздіксіз деңгейді өлшейді.
2. Деңгейдің бастапқы мәнінен ауытқуын сигнализациялайды.
Бұл аспаптардың жұмыс істеу принципі әр түрлі тығыздықтағы екі
ортаның жоғарғы және төменгі деңгейлерінен өтетін γ сәулелердің ағымын
салыстырғанда негізделген аспап үш блоктан тұрады:
1. Түрлендіргіш.
2. Электронды блок.
3. ... 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