Жаңажол мұнай газ кешенінің 1300-сексиясындағы мұнайды тұрақтандыру процесінің автоматтандырылуын жобалау

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 25 бет
Таңдаулыға:

КІРІСПЕ

Біздің мамандығымыз өндірісті автоматтандыру болғандықтан, көбінесе біз күнделікті автоматты басқару, автоматты реттеу жүйелері жайында жиі сөз қозғаймыз.

Қазіргі кездегі өндірісті басқару мәселесін шешудің негізгі құралы - АБЖ болып табылады. АБЖ адамның орталық, басқарушы рөлі мен шығармашылық қабілеттерін, қазіргі математикалық әдістер мен автоматтандыру құралдарын, есептеу техникасын кеңінен пайдаланумен үйлеседі.

Технологиялық үрдістерді сапалы түрде жүргізу үшін, автоматты басқару жүйелері жасап шығарылған. АБЖ автоматтандыру жүйесін жобалау тапсырмасы негізінде орындалады және келесі функцияларды атқарады: технологиялық үрдістің жүруі жайында ақпараттарды жинайды (біріншілік өлшеу түрлендіргіштері) және оны бақылаушыға ыңғайлы түрде көрсетеді (екіншілік аспаптар) ; берілген тапсырманың өзгеруі кезінде жұмыс режимін тез және нақты түзетуге мүмкіндік береді және үрдістің негізгі параметрлерін реттейді (реттегіштер, орындаушы механизмдер және реттеуші органдар) .

Жалпы, үрдістерді автоматтандыру дегеніміз - берілген нысанға, оның сапалы, тиімді, жақсы жұмыс жасауы үшін мақсатты түрде адамдардың қатысуынсыз немесе маңызды, ерекше жағдайларда ғана араласып, әсер ету әрекеті негізінде құрылған жүйе. Автоматтандыру нәтижесінде ТҮ АБЖ құрылады. ТҮ АБЖ автоматтандырудың ең жоғарғы сатысы болып есептеледі.

Қазіргі заманғы көлемді өндірістерді, нысанды толық басқарудың шешімін қабылдау үшін қажетті ақпаратты жинау мен өңдеудің автоматтандырылған үрдісін жүзеге асыратын, автоматтандырылған, адамды - машиналы жүйелерсіз елестету мүмкін емес. Аталған жүйелерді - ТҮ АБЖ деп атайды. ТҮ АБЖ өндірілетін өнімнің сапалы және сандық сипаттамасын анықтайтын, берілген технологиялық және технико-экокномикалық критериялар бойынша технологиялық кешендерді автоматты басқаруды қамтамасыз етеді.

Мұнай - құрамында газ тәрізді және қатты заттар еріген табиғи дисперсті сұйық көмірсутектер жүйесі. Мұнайда көмірсутектермен қатар, құрамында көміртек пен сутегіден басқа азот, күкірт, оттегі және басқа да элементтер бар гетероорганикалық гетероатомды қосылыстар кездеседі.
Басқаша сөзбен айтқанда, мұнай - бұл газ тәрізді, сұйық жән қатты көмірсутекті қосылыстардың кең кешенін білдіреді.
«Табиғи мұнайдың» шығу тегін зерттеушілер алдында тұрған басты қиындық, оның түзілуі туралы тура және сенімді мәліметтердің жетіспеуі - онда бастапқы органикалық ұлпалардың болмауы. Зерттеуші әртүрлі болжамға апаратын болжамдар мен жанама фактілерге ғана сүйенеді. Көптеген геологтар тірі материядан мұнайдың түзілгендігі туралы гипотезаны қолдайды. Мұнайдың бейорганикалық түзілу гипотезасын қорғайтын геологиялық және химиялық сипаттағы анық ұғымдарды келтіруге болады.
Заманауи ғылымда мұнайдың шығуы туралы екі негізгі гипотезалар бар. Әрқайсысын жеке қарастырайық.
Биогенді (органикалық) теория мәні мынада. Барлық жанғыш көміртекті қазбалар (мұнай, газ, көмір, жанғыш тақта тастар) генетикалық туыс түзілімдер болып табылады. Олардың барлығы әртүрлі геологиялық сатыларда Жерде өмір сүрген тірі организмдердің шірік қалдықтарынан пайда болды. Мұнайдың түзілу көзі суаттар түбі мен су қабатында өсетін тікелей төмен сатылы өсімдіктердің (планктон, балдырлар және т. б. ) органикалық қалдықтары болып табылады. Суаттарды қоршаған ортаның әсерінен өлген организмдер ыдырайды. Нәтижесінде мұнайда бастапқы өсімдік материалынан мұраға қалған және одан әрі оның түрлену барысында алынатын қосылыстар болады.
Алғаш рет мұнайдың органикалық шығу тегі туралы гипотезаны М. В. Ломоносов 1763ж айтқан. М. В. Ломоносовтың пікірінше, «мұнай тасты көмірлерге жер асты оттарының әсер етуінен» түзілді, нәтижесінде асфальттар, мұнайлар және «тасты майлар» пайда болды.
Кейіннен осы гипотезаны растайтын көптеген тәжірибелік жұмыстар жүргізілді. 1932 жылы И. М. Губкин мұнайдың биогендік шығу тегі туралы теорияны толық баяндағандай болды. Мұнайдың түзілуі үшін бастапқы зат ретінде сапропелді қарастырды. Сапропель - бұл тікелей төмен сатылы балдырлар мен суаттар микроорганизмдерінің шіріген қалдықтарынан тұратын органикалық тұнбалар (қайырлар) . Органикалық қалдықтарға бай жер қабатына сапропелді қабат шөккен сайын ондағы қысым мен температура артады. Термокаталитикалық процестер нәтижесінде органикалық зат мұнайға айналады.
Биогенді теориямен қатар, мұнайдың шығуының абиогенді (бейорганикалық) теориясы дамыды.
Мұнайдың абиогенді шығу тегі туралы теорияны Д. И. Менделеев 1977ж айтты. Осы теория негізіне металдардың балқыған карбидтерінің сумен әрекеттесіп көмірсутектердің түзілу мүмкіндігі жатыр:

Өкінішке орай, бұл теория бір кен орнында мұнай құрамының алуан түрлі болуын, сондай-ақ мұнайды құрамында тірі организмдер қалдықтары бар шөгінді жыныстардар табатындығын түсіндіре алмады.
1892 жылы В. Д. Соколов мұнайдың бейорганикалық шығу тегінің «космостық» теориясын ұсынды. Осы гипотезаға сәйкес мұнай Жер мен Күн жүйесінің басқа да планеталары түзілу сатысында космостық материяның басқа түрлерімен Жерге түсуі мүмкін космостың біріншілік көмірсутектері-нен түзіледі. Бұған да негіз бар, өйткені кометалар көмірсутекті газдар мен көміртек атомының бар екендігі анықталған, ал сутегі болса космоста кең тараған.
1960 жылы Н. А. Кудрявцев мұнайдың шығу тегінің «магматикалық» гипотезасын ұсынды. Бұл гипотезаға сәйкес мұнай магмада азғана мөлшерде түзіледі, ал сосын кеуек құмдақты толтыра отырып сызаттар мен жыраттар арқылы жоғары көтеріледі. Бұл процестер қазір де жалғасуда.

ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ

Автоматтандырылатын технологиялық процесс туралы мәлімет беру

Мұнайды өңдеуге дайындау Жер қойнауынан жер бетіне шыққан мұнайдың құрамында ілеспе газ (50- 100м 3 /т), су (200-300кг/т), минералды тұздар (10-15кг/т), 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 + H 2S = FeS + H 2, Ал тұз қышқылы бар болған жағдайда, ол хлорлы темірге айналады, ал ол өз алдына суда ериді де, темірдің жаңа қабатын ашып, H 2S-тің темірмен реакцияға түсуін тездетеді. FeS + 2НСℓ = FeCℓ 2 + H 2S 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 2-6мг/л аспайтын мөлшерде механикалық қоспалар болған жағдайда 1-0, 2% артық су болмау керек. Сондықтан мұнайларды кеніштен тасымалдамастан бұрын дайындау керек. 23 2. Мұнайды сусыздандыру және тұзсыздандыру Мұнай эмульсиялары. 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. Эмульсияның тұрақтылығы оның құрамында эмульгатордың бар болуына байланысты. Эмульгаторлар гидрофильді және гидрофобты болады. 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. Суды мұнай құрамынан шығару үшін оның дегидратациясы, сонымен қатар эмульсияны бұзу үшін деэмульсациясын өткізуге келесі негізгі тәсілдер қолданылады: механикалық, термиялық, химиялық, термохимиялық және электрлік. а) Эмульсияларды бұзудың механикалық тәсілі тұндыру, центрифугалаумен сүзуді пайдалануға негізделген. Тұндыру тәсілі кең тараған, бірақ ол тұрақсыз эмульсиялар болған жағдайда ғана нәтиже береді. Көп жағдайларда эмульсияларды бұзудың негізгі тәсілі ретінде қолданылады. Центрифугалау мен фильтрлеуді лабороторияларда «ловушкалар» өнімі және мұнайларда құрамындағы суды анықтауға пайдаланылады. б) Термиялық тәсіл жылуды пайдалануға негізделген. Эмульсияны қыздырған кезде эмульгатор қабығы кеңейеді және жарылады да, сұйықтық тамшылары бірігеді. Төменге су тұнады, ал бетіне мұнай жиналады. Әдетте резервуар-тұндырғыштарда мұнайды 60 0 С температураға дейін қыздырып тұндырады. Кей жағдайларда 120 0 С температураға дейін қыздырғанда бұзылмайтын эмульсиялар кездеседі. Бұл жағдайда эмульсияларды бұзудың басқа тәсілдерін пайдаланады немесе процесс герметизациямен өтеді, өйткені жеңіл фракциялар ұшып кетуі мүмкін. в) Эмульсияларды бұзудың химиялық тәсілі кеңінен қолданылады. Бұл тәсілде қолданылатын заттар - деэмульгаторлар эффектісі эмульгатордың әсерін басу немесе оны ерітуде болады, соған байланысты қабыршақ бұзылып 24 эмульсия бұзылады. Соңғы уақытта ионогенді емес БАЗ (этилен мен пропилен тотықтары негізінде) қолданылады. Бұл демульгаторлар түрі жағынан бұзылатын эмульсияларға қарама- қарсы эмульсиялар түзеді. Бұл эмульсиялардың әрекеттесуі нәтижесінде олардың эмульгаторлық қасиеттері тоқтатылып эмульсия бөлінеді. г) Термохимиялық тәсілдің мәнісі жылытылған мұнайға деэмульгатор енгізілуде. Бұл тәсіл жоғары эффективті деэмульгаторлар пайдаланғанда эффективті. Термохимиялық тәсілдің неғұрлым жетілгені мұнайды герметикаланған аппаратурада сусыздандыру. Мұнда мұнай 9кгс/см 3 қысымда, алдын-ала 150-155 0 С температураға дейін қыздырылып судан тұндырылады. Бұл тәсілді ауыр мұнайлардың тұрақты эмульсияларын бұзуға пайдаланылады. д) Электрлік тәсіл кеніштерінде және әсіресе МӨЗ-дарда кеңінен қолданылады. Оның мәнісі: эмульсияға тоқтың жоғарғы кернеуімен жасалған электр өрісінің әсерінен пленка бұзылып эмульсия бұзылады. Электрлік тәсілде мұнайдың сусыздандырылуы мен тұзсыздандырылуы өтетін аппараттар маңызды. Әдетте бұл аппаратты электродегидратор деп атайды.

Мұнайды тұрақтандыру кезінде жеңіл фракциялардың жоғалуымен күрес Мұнайды тұрақтандыру. Жер қойнауынан шығатын мұнай құрамында С 1 -С 4 жеңіл көмірсутектерінің мөлшері едәуір көп болады. Осы көмірсутектердің көп бөлігі мұнайды сақтағанда және тасымалдағанда жоғалуы мүмкін. Газдардың, сонымен бірге жеңіл бензин фракцияларының жоғалуын болдырмау, қоршаған ортаны ластамау үшін мұнайдан мүмкін болғанша МӨЗ жіберу алдында С 1 -С 4 көмірсутектерді бөліп алу қажет. Мұнайдан жеңіл көмірсутектерді және мұнай фракцияларын бөлу процесін тұрақтандыру деп атайды. Қажет жағдайда және алынатын өнімдерге қойылатын талаптарға байланысты мұнайды тұрақтандыру сепарация және ректификация процестерін қолданып жүргізеді. Сепарация дегеніміз жеңіл фракцияларды төмен қысымда бір немесе бірнеше буландырумен алу процесі. Сепарацияны қолданумен тұрақтандырылған мұнайда 1, 5-2% дейін С 1 -С 4 көмірсутектері қалады. Жеңіл көмірсутектерді терең бөлу үшін мұнайды арнайы тұрақтандыру қондырғысына, құрамында ректификациялаушы колоннасы бар, бағыттайды. Бұл қондырғы өнімдері болып: а) тұрақтанған мұнай; б) орталық газфракциялаушы қондырғыға (ОГФҚ) берілетін газ конденсаты саналады. ОГФҚ өте ірі мұнайхимиялық комбинаттар құрамына кіреді және жеке көмірсутектерге бөлуге арналған. Өте ірі мұнай кен орындарында мұнайды комплексті дайындау, судан және тұздан тазарту және мұнайды тұрақтандыру процестері құрамына кіретін қондырғылары жұмыс істейді. Сепарациялық стабилизациялық тораптардың технологиялық схемасын алдын-ала қыздырылған мұнайдан сепарация кезінде алынатын кеңейтілген газ фракциясын пайдаланудың үш схемасының біреуін пайдалану кезінде шешуге болады: 1) қалдық газдардың кейіннен компрессияға, майлық абсорбцияға немесе төмен температуралық конденсацияға ұшыратылуымен бір рет конденсациялануы; 2) газ қалдығының кейіннен компрессияланумен фракцияланушы конденсациясы; 3) кеңейтілген газтәріздес фракцияның ректификациясы немесе оның абсорбциясы. Ректификация - неғұрлым күрделі технологиялық процесс екенін айта кету керек, бірақ ол мұнайды тұрақтандырудың берілген тереңдігі мен көмірсутектердің таза бөлінуін қамтамасыз етеді. Кеніштік мұнай дайындау тәжірибесінде, әдетте, комплекстік шешімдер қолданылады және олар сусыздандыру, тұзсыздандыру және тұрақтандыру процестерін әр түрлі тәсілдерді пайдаланумен шешіледі. Мұнайды, суды және газды дайындау процестерінің оларды жинау процестерімен байланыстыру (бастапқы шикізаттың физикалық-химиялық қасиеттеріне, алынатын өнімдердің мөлшеріне, алу тәсілдеріне байланысты) мұнайды дайындау қондырғысын (УПН) жобалау кезінде унификацияланған технологиялық шешім қабылдауға мүмкіндік береді.

Бақыланатын, реттелетін және сигналданатын параметрлерін таңдау.

Шикі зат пен өнім сапасын бақылау. Қондырғыларда жүргізілетін лабораториялық байқаудың нәтижесінде технологиялық процесті дұрыс жүргізуге қажетті мәліметтер алынады. Лабораторияда қондырғыға айдауға түсетін мұнай сапасын және қондырғыдан шығатын өнімдер сапасын зерттейді. Мұнайды анализдегенде оның тығыздығын, ондағы тұздар, судың мөлдір фракциялар мөлшерін анықтайды. Бензин фракцияларын анализдеуде оның октан санын, ондағы активті күкірт қосылыстарының барлығын немесе жоқтығын (мыс пластинкасына әсеріне қарап) анықтайды. Сонымен қабат бензинді фракцияға бөледі. Орта дистилляттар - керосин және дизел фракциялары үшін - фракциялық құрамын, тұтқырлығын, тұтану, қатаю немесе лайлану температурасын анықтайды.

Лабораторияда орындалатын анықтауларға көп уақыт кетеді, анықтау нәтижесі пробаны алғаннан кейін 1, 5-2, 0 сағ. кейін қондырғыға түседі, яғни қондырғы операторы осы өткен уақытта шығарылған өнімнің сапасын өзгерте алмайды. Одан бөлек лабораториялық анықтаумен көп адам шұғылданады. Сондықтан техникалық прогрестің және алғашқы айдау қондырғылары жетілдірудің негізгі бағыты автоматизациялау дәрежесін өсіру, өнімдердің сапасын автоматикалық бақылауға көшіру болып саналады.

Соңғы кездердегі жасалған ағымдағы сапаны анықтайтын анализаторлар шикі зат пен өнімнің алынған пробаларын орталық лабораторияға жібермей-ақ, қондырғының өзінде талдап, бірден нәтижесін алуға мүмкіндік береді. Келешекте сапа жөніндегі анализаторларды технологиялық режим реттеушісімен байланыстырып, технологиялық процесті толық автоматизациялауға болады. Фракциялық құрамды, тұтану температурасын, өнім тығыздығын анықтайтын сапа анализаторлары көптеген алғашқы айдау қондырғыларында жұмыс істей бастайды.