Мұнай өңдеу технологиясы

І. Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..3
ІІ. Негізгі бөлім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...6
2.1. Мұнай туралы жалпы мағлұматтар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6
2.2. Мұнайдағы оттекті, күкіртті, азотты қосылыстар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .7
2.3. Мұнай дисперсті жүйелерінің қасиеттері мен құрылысы туралы ... ... ... ...8
2.4. Мұнай эмульсияларының түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...9
2.5.Мұнайды сусыздандыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .12
2.6. Мұнайды тұзсыздандыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...14
2.7. Деэмульгирлеу әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..16
2.8. Мұнай эмульсияларындағы деэмульгаторлар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .17
2.9. Мұнай эмульсияларының деэмульгаторларының классификациясы ... ...18
2.10. Деэмульгатор ерітінділерінің физика.химиялық қасиеттерінің мұнайды сусыздандыру процесіне әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .19
2.11. Магнит өрісі әсерімен Грознен мұнайы мен ауыр көмірсутек шикізаттарын қайта өңдеу және дайындау процестерін қарқындандыру ... ...21
ІІІ. Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 23
ІV. Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..24

Қазіргі нарықтық жағдайдағы кәсіпорындардың бәсекелесуіндегі мәселелер шығарылатын өнімнің сапасының жоғары болуымен тікелей байланысты. Отын-энергетика саласындағы кәсіпорындар үшін инновациялық стратегияны дамыту – аз шығындалып, мақсатты өнім шығымын арттыру, ХТП қарқындандыру арқылы өнімнің неғұрлым сапалы түрлерін алу жолында жаңа технологияны ойлап табу және енгізу болып табылады.
Қолданыстағы қондырғылардан алынатын өнім сапасын және өндіріс әсерін айтарлықтай арттыруға көмірсутекті шикізаттарға дәстүрлі емес әдістермен, әсіресе арасындағы айрықша әмбебап, әсерлі және техникалық жағынан қарағанда күрделі емес болып табылатын магнитті өңдеу қолдану арқылы жол табуға болады.
Көмірсутек шикізатын қайта өңдеу процестерінде магнит өрісін қолдану жақын аралықта қолға алынды. Бұл аймақтағы зерттеулер көп емес, магнит өрісін қолдану әдістерінің бір-бірінен айырмашылығы бар, ал алынған нәтижелер көбінесе салыстырылатындық емес. Соған қарамастан, магнит өрісін қолдануда көмірсутекті шикізаттарды қайта өңдеуде пайдаланудың қарапайымдылығы, реагенттерді қолданбауы, экологиялық таза және жедел шығын орнының өтелуі сияқты жағымды жақтары мұнай технологиялық процестердің қарқындануына жаңа мүмкіндіктер ашады. Халық шаруашылығын дамытудағы басты мәселелердің бірі – еліміздің отын және энергия қажеттілігін қамтамасыз ету болып табылады.

1. Такаева М.А., Мусаева М.А., Ахмадова Х.Х., Пивоварова Н.А., Сыркин А.М. «Магнит өрісі әсерімен Грознен мұнайы мен ауыр көмірсутек шикізаттарын қайта өңдеу және дайындау процестерін қарқындандыру». Электрондық ғылыми журнал «Нефтегазовое дело», 2011, №3
2. http://stud24.ru/metallography/mnajdy/466842-1770289-page1.html
3. Бишімбаева Г.Қ., Букетова А.Е. Мұнай және газ химиясы мен технологиясы: Оқу құралы.- Алматы: «Бастау», 2007. 242б.
4.Құбырлар-орнату-мұнай-мен-газды-экспорттау. http://www.diplomkaz.kz/wp-content/uploads/2013/02/

Пән: Мұнай, Газ
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 24 бет
Таңдаулыға:

МАЗМҰНЫ
І. Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
ІІ. Негізгі бөлім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...6
2.1. Мұнай туралы жалпы мағлұматтар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .6
2.2. Мұнайдағы оттекті, күкіртті, азотты қосылыстар ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... 7
2.3. Мұнай дисперсті жүйелерінің қасиеттері мен құрылысы туралы ... ... ... ...8
2.4. Мұнай эмульсияларының түрлері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 9
2.5.Мұнайды сусыздандыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...12
2.6. Мұнайды тұзсыздандыру ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..14
2.7. Деэмульгирлеу әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 16
2.8. Мұнай эмульсияларындағы деэмульгаторлар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .17
2.9. Мұнай эмульсияларының деэмульгаторларының классификациясы ... ...18
2.10. Деэмульгатор ерітінділерінің физика-химиялық қасиеттерінің мұнайды сусыздандыру процесіне әсері ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 19
2.11. Магнит өрісі әсерімен Грознен мұнайы мен ауыр көмірсутек шикізаттарын қайта өңдеу және дайындау процестерін қарқындандыру ... ...21
ІІІ. Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 23
ІV. Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... .24

КІРІСПЕ
Қазіргі нарықтық жағдайдағы кәсіпорындардың бәсекелесуіндегі мәселелер шығарылатын өнімнің сапасының жоғары болуымен тікелей байланысты. Отын-энергетика саласындағы кәсіпорындар үшін инновациялық стратегияны дамыту - аз шығындалып, мақсатты өнім шығымын арттыру, ХТП қарқындандыру арқылы өнімнің неғұрлым сапалы түрлерін алу жолында жаңа технологияны ойлап табу және енгізу болып табылады.
Қолданыстағы қондырғылардан алынатын өнім сапасын және өндіріс әсерін айтарлықтай арттыруға көмірсутекті шикізаттарға дәстүрлі емес әдістермен, әсіресе арасындағы айрықша әмбебап, әсерлі және техникалық жағынан қарағанда күрделі емес болып табылатын магнитті өңдеу қолдану арқылы жол табуға болады.
Көмірсутек шикізатын қайта өңдеу процестерінде магнит өрісін қолдану жақын аралықта қолға алынды. Бұл аймақтағы зерттеулер көп емес, магнит өрісін қолдану әдістерінің бір-бірінен айырмашылығы бар, ал алынған нәтижелер көбінесе салыстырылатындық емес. Соған қарамастан, магнит өрісін қолдануда көмірсутекті шикізаттарды қайта өңдеуде пайдаланудың қарапайымдылығы, реагенттерді қолданбауы, экологиялық таза және жедел шығын орнының өтелуі сияқты жағымды жақтары мұнай технологиялық процестердің қарқындануына жаңа мүмкіндіктер ашады. Халық шаруашылығын дамытудағы басты мәселелердің бірі - еліміздің отын және энергия қажеттілігін қамтамасыз ету болып табылады. Энергетикалық ресурстар өндірісі құрылымында табиғи газ және мұнай өндіру үлесі күн санап қысқаруда. Мұндай жағдайда халық шаруашылығында мұнай қолданысының тиімділігін арттырудың негізгі факторы ретінде мұнай қайта өңдеу саласының басты мақсаты қайта өңдеуді тереңдету болып табылады. Есептеулер бойынша, мұнайды қайта өңдеу тереңдігін қазіргі деңгейге қарағанда 1,2-1,4 есе арттырсақ, мұнай шығынын 20-35%-ға кемітуге болады.
Мұндай міндеттің шешімін термокаталитикалық процестерді кеңінен қолдану негізінде мұнайды терең қайта өңдеудің икемді технологиялық жүйелерін дайындау арқылы табуға болады.
Қайта өңдеуге түсетін мұнайдың құрамында хлоридтердің және судың болуы құрылғыны хлорсутекті коррозияға душар етеді, құрылғылардың ұзақ уақытқа тұрып қалуына, екіншілік процестерде қолданылатын қымбат катализаторлардың қызмет мерзімінің қысқаруына және тауарлық мұнай өнімдерінің сапасының нашарлауына әкеледі.
Мұнай құрамында қабатталған судың болуы оның құбыр өткізгіштерде тасымалдануын қымбаттатады. Судың мөлшері көп болған сайын оны буландыруға және конденсациялауға жұмсалатын энергошығын артады (бензинге қарағанда 5 есе артық). Тасымалдау шығыны сонымен қатар қабат суымен эмульсия түзетін мұнай тұтқырлығының артуымен де түсіндіріледі.
Мұнайдағы механикалық қалдықтар су көпіршіктеріне адсорбцияланып, мұнай эмульсияларының тұрақты болуына әрекет жасайды.
Тұрақты эмульсиялардың түзілуі сусыздандыру және тұзсыздандыру процестерінде пайдалану шығынын арттырады, сонымен қатар қоршаған ортаға зиянды әсерін тигізеді, өйткені қабат суын бөлгенде мұнайдың аз бөлігі эмульсия түрінде сумен бірге лақтырылады да, ағызынды суды ластайды. Механикалық қоспалардың артық мөлшерінде құбырлардың тозуы күшейіп, аппараттарда қабаттар түзіліп, ол жылу беру коэффициентін және құрылғылардың өнімділігін төмендетеді.
Сусыздандыру және тұзсыздандыру процестерін тереңдетуге бағытталған зерттеулерде мұнайды тұщы сумен шаймалау айтарлықтай орын алады. Шаймалаудың рационалды схемасын қолдану - шаятын судың шығынын кемітеді, демек, канализацияға түсетін судың да мөлшерін азайтады.
Ұңғымадан алынған мұнай - қара-қоңыр түсті, өткір иісті, тез оталатын май тәрізді сұйықтық. Мұнай ірі резервуарларда сақталады, өңдеу заводтарына танкерлер немесе құбырлар арқылы жеткізіледі.
Әдетте, жер қойнауынан өндірілген мұнайдың құрамында:
+ Серіктес газдар
+ Қаттық (жер қыртысы) сулары
+ Минералды тұздар
+ Әр түрлі механикалық қоспалар (құм, топырақ және т.б.)
Жер қойнауынан жер бетіне шыққан мұнайдың құрамында ілеспе газ (50-100м3т), су (200-300кгт), минералды тұздар (10-15кгт), механикалық қоспалар болады. Оны тасымалдау және өңдеуге беру алдында газдардан, механикалық қоспалардан, судың және тұздардың негізгі бөлігінен тазарту қажет. Сонымен мұнай жер бетіне шығу кезінде қысымның төмендеуіне байланысты мұнайдан газ бөлінеді, олар мұнайға ілеспе газ деп аталады. Мұндай мұнайды өңдеу қиын әрі тиімсіз. Тұздар мен механикалық қоспалардың болуы жылуалмастырғыштар құбырларының эрозиясы мен ластануын шақырып, жылу өткізгіштік коэффициентін төмендетіп, мазуттар мен гудрондардың күлділігін жоғарылатады. Су болуы қондырғының өнімділігінің күрт төмендеуіне әкеп соқтырып, отын мен су шығынын арттырады, алдымен суды буландыруға, ал кейіннен оны конденсациялауға. Сол кезде ректификация дәлдігі бұзылады, сонымен қатар мұнай құрамындағы еріген тұздар аппаратура коррозиясын шақырады. Аппаратура коррозиясы, бірінші кезекте бензиндік конденсаторлар мен тоңазытқыштардың, күкіртті мұнайларды өңдегенде үдейді. Алдымен ылғал әсерінен күкіртті темір түзіледі, ол қорғаушы қабыршақ (пленка, қабат) түрінде болады:
Fe + H2S = FeS + H2,
Ал тұз қышқылы бар болған жағдайда, ол хлорлы темірге айналады, ал ол өз алдына суда ериді де, темірдің жаңа қабатын ашып, H2S - тің темірмен реакцияға түсуін тездетеді.
FeS + 2НСℓ = FeCℓ2 + H2S
Бұл айтылғаннан көріп отырғандай мұнайларды дайындықсыз өңдеуге
болмайды. Демек мұнайларды тек қана мұнай кеніштерінде емес, мұнай өңдеу зауыттарында да дайындау керек. Алғашқы өңдеуге берілген мұнай құрамында 2-6мгл аспайтын мөлшерде механикалық қоспалар болған жағдайда 1-0,2% артық су болмау керек. Сондықтан мұнайларды кеніштен тасымалдамастан бұрын дайындау керек.
Даярлау мынадай сатылардан тұрады:
oo Мұнайдан газды сепарация және тұрақтандыру арқылы бөлу;
oo Механикалық қоспалардан тазалау;
oo Сусыздандыру және жартылай тұзсыздандыру
Тасымалдау алдында мұнай мен мұнай өнімдерінің сапасына қойылатын ГОСТ-тың талабы мынандай:
oo Судың массалық үлесі, Wсу 0.5%
oo Тұздың массалық үлесі, Pтұз 200 мгл.
Мұнайды ректификациялау алдында қойылатын келесі талап мынандай:
oo Судың массалық үлесі, Wсу 0.05%
oo Тұздың массалық үлесі, Pтұз 20 мгл.
Соңғы өнімге өте қатаң талап қойылатындықтан кейде қосымша айдау жүргізіледі. Мұнайдың құрамындағы тұздарды толық еріту үшін, шикі мұнайға таза су қосып 2-3 сатымен сусыздандырады.
Өндірілетін мұнайдың әр тоннасына - 50-100 м3 серіктес газдар, құрамында еріген тұздар бар 200-300 кг су, 1,5 масс. %-ке дейін ерімеген қатты қоспалар сәйкес келеді.
Мұнайды өңдеуде шығынды азайту үшін оны арнайы өңдеуден өткізеді. Мұнайдағы газды бөлу үшін сепарациялау және тұрақтандыру процестері жүргізіледі. Мұнайдағы механикалық қоспалар мен суларды тұзсыздандыру және сусыздандыру процестер арқылы келтіреді.

2.1. Мұнай туралы жалпы мағлұматтар
Мұнай - жердің қалдық қабатына көп тараған сұйық, жанғыш материал. Мұнай және одан жер бетіне бөлінетін табиғи өнімдер - асфальттар және битумдар адам баласына көптен белгілі. XVIII ғасырдың соңынан бастап мұнай өңдеудің өнімі - керосинді үйлерді және көшені жарықтандыруда пайдалана бастады, ал XIX ғасырдан бастап ішкі жану қозғалтқыштарын ойлап табуға байланысты мұнай өнімдері әр түрлі жол көліктерінде негізгі отын болды.
Мұнай құрамы жөнінен көміртегі мен сутегінен бөлек оттекті, күкіртті, азотты қосылыстардың, көмірсутектердің (алкандар, циклоалкандар, арендер) қоспасы болып саналады.
Мұнай - сыртқы көрінісі бойынша май тәрізді сұйықтық. Мұнайдың түсі ондағы шайыр заттарының мөлшеріне және құрылымына байланысты: қара, қызғылт, бурыл, ашықтау түсті және тіптен түссізі де белгілі. Мұнай судан жеңіл және онда іс жүзінде ерімейді. Онң тұтқырлығы оның құрамына байланысты, бірақ барлық жағдайда судың тұтқырлығынан жоғары. Мұнай - жанғыш зат, оның жану жылуы пайдалы қазбаларға қарағанда (көмір, торф) жоғары. Ол шамамен 42 МДжкг құрайды. Мұнайдың қатты жанғыш қазбалардан айырмашылығы: күлі аз болады.
Мұнайдың орысша атауы нефть - ол нафат деген, ағын жиналушы, ағын шығушы мәнін беретін парсы сөзінен шыққан.
Мұнайдың түзілуін анықтау қазіргі ғылымның ең күрделң проблемасы болып табылады. Геологтер мен химиктердің басым көпшілігі мұнайдың түзілуінің органикалық теориясын жақтайды, бірақ кейбір ғалымдар мұнайдың бейорганикалық заттардың әр түрлі химиялық өзгерісінің нәтижесінде табиғатта абиогенді тәсілмен түзілуін жақтайды. Мұнайдың бейорганикалық түзілу теориясын алғашқылардың бірі болып Д.И.Менделеев 1877 жылы ұсынды. Оның жорамалы бойынша, мұнай көмірсутектері жер астында металл карбидтердің сумен әрекеттесуі нәтижесінде түзіледі. Бірақ мұнай құрамындағы көптеген әр түрлі құрылымды көмірсутектердің пайда болуын карбид теориясымен түсіндіру мүмкін емес.
Мұнай түзілу - өте күрделі, көп сатылы және көп уақыт жүретін химиялық процесс. Мұнайдың дүниежүзілік барланған қоры - 306млрд.тонна. оның 95млрд. тоннасы - өндірістік өндірілетіні. Мұнай кен орындарының дүниежүзілік елдерде және аймақтарда орналасуы біркелкі емес. Жер шарында барлығы 10мың мұнай және газ кен орындары бар. Оның ішінде 1500 мұнай және 400-ден астам кен орындары біздің елде ашылған. Мұнайды өндіру басқа жанғыш қазбаларға қарағанда жеңіл. Оны тасымалдау құбырмен іске асырылады және оны қарапайым өңдеп, әр түрлі бағытта пайдаланатын өте көп өнімдер алады. Кезөкелген мемлекет экономикасы мұнайға көбірек байланысты.

2.2. Мұнайдағы оттекті, күкіртті, азотты қосылыстар
Оттекті қосылыстар. Мұнайдың құрамындағы оттектің көп бөлігі смолалы заттардың құрамына кіреді, оның 10% - ы органикалық заттар - карбон қышқылдары мен фенолдар. Моноциклді қосылыстардың формулалары:
CnH2n-1COOH
немесе
CnH2n-2O2
Мұнай құрамында кездесетін нафтен қышқылдары болып табылады. Физикалық қасиеттері бойынша нафтен қышқылдары - сұйық немесе кристалды заттар. Олар сілтімен әрекеттесіп, тұз түзеді:
CnHnCOOH+NaOH--CnHnCOONa+H2O
Бұл реакция мұнай фракцияларынан қышқылдарды бөлуге көмектеседі. Бұл қышқыл-сілті металдарының тұздары суда жақсы ериді. Нафтенді қышқылдардың металдарында тұздар түзіледі, мұндай жағдайда олар мырышты, мысты, темірді, ең аз мөлшерде алюминийді бұзады. Керосиндерден және майлы дистиляттардан бөлінетін техникалық нафтен қышқылы еріткіштер, каучук, анилинді бояулар және әр түрлі лактар шығаруда қолданылады. Мұнай фенолдары көп мөлшерде болса да толық зерттелмеген, олардың арасында ең белгілісі - төмен молекулалы (С6-С9) фенолдар. Нейтралды оттекті қосылыстарды негізінен кетондар құрайды. Олар орташа және жоғары фракциялардан анықталады. Нафтен қышқылдарының және олардың сілті металдары мен тұздары көптен бері сабын есебінде қолданып жүр.
Күкіртті қосылыстар. Күкірт - мұнайларда және мұнай өнімдерінде ең көп тараған гетероэлемент. Мұнайдағы оттекті қосылыстар сияқты, күкірт те оның фракцияларында әркелкі таралған. Оттекті қосылыстар бензинде кездеспейді, керосинді фракцияларда жеңіл май фракцияларына қарағанда аз кездеседі. Күкіртті қосылыстар да фракциялардың қайнау температурасы көтерілумен өседі. Мұнайларда күкірттің еріген элементі күкірт және күкіртсутегі, меркаптандар, дисульфидтер, сульфидтер, тиофеннің туындылары күйінде және тағы басқа түрде кездеседі. Мұнайдың құрамында меркаптанда және меркаптансыз болады. Меркаптанды-метанды болып келеді. Олардың мөлшері мұнайда аз. Меркаптандар негізінен мұнайдың жеңіл фракцияларында кездеседі. Барлық меркаптандардың иісі жағымсыз, өте өткір. Осы қасиетін газ жүретін құбырлардың бүтіндігін, газ шығармайтынын білу үшін табиғи газға аз мөлшерде қосып, иісіне қарап анықтайды. Меркаптандар химиялық қасиеті жағынан спирттерге ұқсас. Меркаптандар өнімдерге өте зиянды қоспа болып саналады, себебі олар түсті металдарды коррозияға ұшыратады, крекинг бензинінде шайыр түзеді және мұнай өнімдерінде өте өткір, жаман иіс береді.
Сульфидтер күкіртті қосылыстардың ішінде мөлдір дистиляттарда көп кездеседі. Тиофан және оның туындылары мұнайдың орта және жоғары қайнаушы фракцияларында болады.
Азотты қосылыстар. Азоттың қосылыстары мұнайдың құрамында 2-3%, көп дегенде 10%-ға барады. Азоттың көпшілігі мұнайдың ауыр фракцияларында және қалдық өнімдерінде жиналады. Мұнайдағы азот қосылыстары негізді және нейтралды болып бөлінеді. Азотты негіздер мөлшері 30%-дай құрайды. Олар мұнайды айдағанда дистилятты өнімдерге ауысады. Мұнайда гетеросақиналы азот атомы бар өосылыстар да болады. Сақина саны 3-ке дейін болады. Олар - пиридин, хинолин, акридин. Мұнайдағы нейтралды азот қосылыстары негізгі бөлікті құрайды (80%) және олар көбінесе жоғары температурада қайнайтын фракцияларда кездеседі. Нейтралды азот қосылыстарына: индол, карбозол, т.б. жатады: мұнай фракцияларының қайнау температурасы өскен сайын, оларда нейтралды азот қосылыстарының мөлшері көбейеді, негіздік азот қосылыстары азаяды. Азот қосылыстары қыздыруға тұрақты. Әсіресе, оттегісі жоқ болса, мұнай өнімдерінің пайдалану сапасына көп әсер етпейді, бірақ дизель отынын және мазутты көп сақтағанда, кейбір азот қосылыстары шайырға айналады.
Өңдеуге түсетін мұнай құрамында судың және тұздардың болуы мұнай өңдеу зауыттарының жұмысына көп зиян келтіреді. Судың мөлшері көп болса, мұнай айдау қондырғысының аппараттарында қысым көтеріледі, олардың қуаты кемиді, суды қыздыруға және буландыруға артық жылу шығарылады.

2.3. Мұнай дисперсті жүйелерінің қасиеттері мен құрылысы туралы
Мұнай және мұнай өнімдерін мұнайлы дисперсті жүйе ретінде қарастыру олардың қозғалысын, химиясын, және оларда жүретін реакциялардың механизмін айқындайды. Солай жүйенің тәртібін және процестердің қарқындандыру жолдарын болжауға мүмкіндік береді. Соңғы үш онжылдықта МДЖ-ның табиғаты және қасиеттері, құрылысы жайында, мұнай, газ, конденматтар және және олардан өңдеп алынған өнімдер қандай болатыны жайлы қарқынды зерттеулер жүріп жатыр. Жан-жақты анализ және мұнай жүйелерінің компоненттерінің физикалық және химиялық әрекеттесулерін қарастыруларды біріктіріп, мұнай және мұнай өнімдерін өндіру, тасымалдау және өңдеу процестерін қарқындандыруға жаңа мүмкіндіктерге қол жеткізуге болады.
Мұнай және мұнай өнімдері құрамында табиғаты, молекулалық массалары әр түрлі көмірсутекті және көмірсутекті емес компоненттер болатыны мәлім. Мұнай және мұнай өнімдерінің химиялық құрамын қарасатыра отырып, шартты түрде төрт құрамдас топты атап өтуге болады: төменмолекулалы және жоғарымолекулалы көмірсутектер, шайырлы-асфальтенді көмірсутекті емес заттар, гетероатомды қосылыстар. Мұнай және мұнай өнімдерінің физика-химиялық қасиеттері ондағы компоненттердің сандық құрамы және әрекеттесу дәрежесі мен сапалық характеристикаларына тәуелді болады.
Мұндай жүйеге магнит өрісімен әсер еткен кезде спиндер вектор бағытына қарай және оған қарсы бағытта бағдарланады. Магнит өрісінің әсерінен магниттік бірыңғайлану жүреді. Ол ұжымдық қасиет көрсететін аса корреляцияланған жүйенің пайда болуына әкеліп соқтырады.
Сол кезде молекулалар кеңістіктегі орындарын ауыстырады. Соқтығысудан болған ядроаралық қашықтық пен молекулалардың геометрияларының бұрмалануы жүреді. Содан ядролар арасында әрекеттесу энергиясының өзгеріс заңы жүреді, содан кейін электрондық ауысулардың кванттық секірісі болады. Ол диссоциациялық-ассоциациялық процестердің пайда болуына әкеледі.
Магнит өрісі әсерінен синглетті-триплетті ауысуулары нәтижесінде жаңа радикалдар немесе бирадикалдар түзіледі. Синглеті-триплетті ауысулардың магниттік әсері электрондар мен ядролардың поляризациясын туғызады. Радикалды реакциялардағы спиндік поляризация мен магниттік әсерлер - жалпы физикалық механизммен негізделген бір-бірімен тығыз байланысты екі құбылыс. Жүйеге магнит өрісімен әсер еткенде оның энергиясы емескі өзгереді. Энергетикалық тосқауылдың алдын алу үшін жүйеге өте аз әсер еткенде өзгеріске ұшырайтын активтілік энергиясы қажет. Ал ондай әсер ретінде магнит өрісін алуға болады.

2.4. Мұнай эмульсияларының түрлері
Эмульсия дегеніміз бір-бірінде ерімейтін немесе аз еритін екі сұйықтық қоспасы. Мұнай эмульсиялары екі типті болады: мұнай суда (гидрофильді эмульсия) және су мұнайда (гидрофобты эмульсия). Эмульсия түсі сарыдан - қою қоңыр түске дейін, консистенциясы - қаймақ тәріздестен май тәріздеске дейін. Эмульсия да неғұрлым су көп болса, соғұрлым оның қозғалғыштығы төмен болады.
Көлемінде коллоидтық бөлшектер таралған сұйықты дисперстік орта деп, ал коллоидтық бөлшектердің өзін дисперстік фаза деп атайды.
Эмульсиялар, оның ішінде мұнай эмульсиялары, өзара ерімейтін екі сұйықты қатты араластырғанда біреуі екіншісінде дисперленетін, яғни ұсақ тамшылар түрінде таралатын болғанда түзіледі.
Ұзақ уақыт сақталу кезінде кәдімгі жағдайда мұнай эмульсиялары екі сұйық фазаға өздігінен бөлінуі мүмкін. Алайда көп жағдайда екі сұйық фазаға бөліну жартылай жүреді де, су мен мұнай қабаттарының арасында аралық эмульсиялық қабаттар қалады. Эмульсиялардың тұтқырлығы су мен мұнайдың тұтқырлықтарынан әлдеқайда жоғары болып келеді.
Мұнай эмульсиялары көбінесе кері эмульсиялар, яғни су мұнайдың көлемінде тамшылар түрінде таралған системалар, түрінде кездеседі. Мұндай системаларда дисперстік орта - мұнай, дисперстік фаза - су. Эмульсиялардың бұл түрі гидрофобты деп саналады: суда оның бетіне қалқып шығады, бензин мен басқа да органикалық еріткіштерде біркелкі таралады.
Тура эмульсиялар, яғни мұнай тамшылары сулы ортада біркелкі таралған системалар, сирек кездеседі. Мұндай эмульсиялар гидрофильді деп саналады: суда біркелкі таралады, ал бензин мен басқа да органикалық еріткіштерде батып кетеді (1 кесте).
Мұнай эмульсияларының түрлері
Мұнай эмульсиялары
Құрамы
Су мұнайда таралған эмульсия түрі
Мұнай суда таралған эмульсия түрі
Дисперстік орта
Мұнай
Су
Дисперстік фаза
Су
Мұнай
Қасиеттері
Гидробофты: суда қалқып шығады, бензинде біркелкі таралады
Гидрофильді: суда біркелкі таралады, бензинде батады.
Гидрофильді эмульгаторға (олар суда жақсы ериді де мұнайда ерімейді) нафтен қышқылдарының натрий тұздары, сульфоқышқылдар және т.б. жатады. Гидрофобты эмульгаторларға (олар мұнайда жақсы ериді де суда ерімейді) нафтенаттар, саздың ұнтақталған бөлшектері, металдардың, әсіресе кальций, магний, темір, күмістердің тотықтары, асфальтты және шайырлы заттар және т.б. жатады. Эмульсиялардың тұрақтылығының басқа себебі - су тамшылары мен қатты сүзінділерде статикалық электр зарядтарының жиналуы. Статикалық электр зарядтарының әсерінен өзара тебілу пайда болады, ол өз алдына су бөлшектерінің бірігуіне кедергі жасайды.
Эмульсия түрін анықтаудың екі тәсілі бар. Бірінші эмульсияны су мен
бензинде еріту. Гидрофильді эмульсия суда ериді де, бензин түбіне тұнады.
Кері құбылыс гидрофобты эмульсияда байқалады. Екінші тәсіл электр тоғын өткізгіштікке негізделген. Электр тоғын тек қана гидрофильді эмульсия өткізеді.
Эмульсиялардың түзілуі беттік құбылыстармен тығыз байланысты. Сұйықтың ауамен немесе екінші сұйықпен жанасқан беті беттік керілу мәнімен сипатталады. Беттік керілу мәні бірлік фазааралық бөлу бетін жасау үшін қажетті энергияның шамасына тең. Мұнай мен мұнай өнімдерінің беттік керілуі 0,02-0,05 Нм аралығында жатады.
Кейбір заттарды шикі мұнайға қосқанда мұнай мен су арасындағы беттік керілудің шамасы төмендейді. Бұл барлық мұнайға қатысты құбылыс. Іс жүзінде белгілі заттарды өте аз мөлшерде қосқанда еріткіштің беттік керілу шамасы күшті кемиді. Осындай заттар беттік - активті заттар (БАЗ) деп атайды.
Кез келген эмульсия сұйықтықтың дисперленуі (бөлшектенуі) мүмкін болатын жағдайда ғана түзіледі. Сондықтан, беттік керулі неғұрлым аз болса, яғни сұйықтықтың өзінің айдыны ұлғаюына қарсыласуы неғұрлым аз болса, соғұрлым тамшылардың түзілуі оңай жүреді.
Бірақ екі таза бір-бірінде ерімейтін сұйықтықтарды араластырудан кейін алынған эмульсия тұрақтығы жоғары болмайды. Ауырлау сұйықтық түбіне отырады, дисперс фазасының тамшылары бір-бірімен соқтығысын үлкейеді. Бұл екі процесте эмульсияның екі қабатқа бөлінуіне алып келіп соғады. Тек қана дисперстігі өте жоғары дәрежеде, дисперс фазасының тамшысының диаметрі микрометрдің ондық бөлшегімен (10-7 м) өлшенгенде және молекулааралық күшті графитациялық күштер теңестіргенде эмульсияны бұзу қиындайды.
Егер екі бір бірінде ерімейтін сұйықтықтар қоспасы дисперстенуге қабілетті жағдайда болса және онда адсорбция қабатын түзу арқылы беттік кернеуде төмендететін беттік - активті зат болса, жағдай басқаша болады. Біріншіден, бұл тамшының бөлінуіне жағдай туады, ал екіншіден (бұл өте шешуші рөл атқарады), тамшы дисперс ортаның молекуласымен емес, ол күшті адсорбциялық қабатымен қапталады. Мұндай жағдайда тұрақты, қиын бөлінетін эмульсия түзіледі, себебі дисперс фазасының тамшысы - өзіндік өте тұрақты қабатымен қапталғандықтан, олар бір-бірімен қосыла алмайды. Кейбір кездерде адсорбция қабатының қалыңдығы микроскоппен байқауға болатындай дәрежеде болады.
Эмульсияның түзілуі мен тұрақтануына жәрдемдесетін заттарды эмульгаторлар дейді. Оларға мұнайдың шайырлары, асфальтендері, асфальтоген қышқылдары және олардың ангидридтері, нафтен қышқылының тұздары, тағы да әр түрлі анорганикалық қоспалар жатады.
Тұрақты мұнай эмульсияларының түзілуіне әртүрлі қатты көмірсутектері - парафиндер, церезиндер және қоспа алкансақинаалкан көмірсутектерінің микрокристалдары қатысады, олар эмульсия глобуласының бетіне адсорбцияланып, тұрақты қабат түзеді. Шикі мұнайда эмульгатор болып көбінесе шайырлар саналады. Олар мұнайда жақсы ериді және суда ерімейді. Шайырлар мұнай-су шекарасындағы бетке адсорбцияланып, мұнай жағынан беттік қабатқа түседі де су бөлшегінің айналасында тұрақты қабат түзеді.
Мұнай қышқылдарының алюминий, кальций, магний және темір сабынтұздары мұнайдың және оның дистилляттарында жақсы ериді және сондықтан олар гидрофобты эмульсиялар түзуге көмектеседі. Керісінше мұнай қышқылдарының натрий сабынтұзы суда және көмірсутектерінде жақсы ериді. Сондықтан олар су фазасы жағындағы беттік қабатқа, мұнай мұнай тамшыларын қоршап, адсорбцияланады да, мұнайдың судағы гидрофильді эмульсиясының түзілуіне жәрдемдеседі.
Эмульгаторлардың екі түрі де болған жағдайда эмульсиялардың айналуы, яғни бір түрінен екінші түріне өтуі мүмкін. Осы құбылысты кейбір кездерде эмульсияларды бұзуда пайдаланады.
Мұнай эмульсияларының қасиеттері. Мұнай эмульсияларына мынадай физика-химиялық қасиеттер тән: дисперстік, тұтқырлық, тығыздық, электр қасиеті, тұрақтылық. Дисперстік деп дисперс фазасының дисперс ортадағы бөлуін атайды. Дисперс фазаның эмульсиялардағы мөлшері 0,1-нан 100 мкм дейін өзгереді. Мұнай эмульсияларының тұтқырлығы су мен мұнай тұтқырлығынан жоғары. Эмульсиялардың электр тогының өткізгіштігі судың, эмульсия дисперстігінен, тағы да суда еріген тұздар мен қышқылдар мөлшеріне байланысты.
Мұнай эмульсияларының тұрақтылығына, яғни белгілі уақытта мұнай мен суға бөлінбейтін, дисперстік, араласушы сұйықтықтар температурасы, эмульсия құрамында эмульгаторлардың болуы әсер етеді.Мұнай эмульсияларын бұзу әдістері. Мұнай эмульсияларын бұзу тетігі бірнеше сатыдан тұрады: 1) су глобулдарының қақтығысуы; 2) глобулдардың үлкендеу тамшыларға бірігуі; 3) тамшылардың тұнуы.

2.5. Мұнайды сусыздандыру
Мұнайдың құрамындағы су мен тұздарды бөліп алуды - сусыздандыру және тұзсыздандыру деп атайды. Екі процесс те мұнай эмульсияларын бұзуға негізделген. Алайда сусыздандыру барысында мұнайды бұрғылау ерітіндісімен шапшаң түрде араластырғанда түзілген табиғи эмульсиялар бұзылады. Сусыздандырғанда мұнайдағы су мөлшері 1-2%-ке жеткізіледі.
Эмульсияларды бұзу үшін сусыздандырады (деэмульсация), яғни тамшылардың бір-бірімен соқтығысуына жағдай туғызу қажет. Нәтижесінде олар бір-бірімен бірігіп ірі тамшыларға айналып және сұйықтардың қабаттарға бөлінуіне мүмкіндік жасайды. Бұл үшін өндіріс практикасында келесі бұзу тәсілдерін қолданады:
Мұнай эмульсияларын бұзу бірнеше сатыдан тұрады:
1. Коллоидтық бөлшектерді (су глобулдарының) қақтығысуы;
2. Ұсақ тамшылардың (глобулдарының) ірі тамшыларға бірігуі;
3. Тамшылардың тұнуы
Эмульсияларды бұзатын ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.