Процесстің теориялық негіздері
Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 3
1. Процесстің теориялық негіздері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
2. Технологиялық бөлімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 19
2.1 Шикізаттың, дайын өнімнің және қосалқы материалдардың сипаттамасы ... ... 19
2.2 Процестерді жүргізу параметрлері мен технологиялық схемаларды таңдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
21
2.3 Технологиялық сызбаны сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 27
3 Технологиялық есептер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 29
3.1 Негізгі құрылғылардың есебі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 29
3.2 Абсорбция мен десорбцияның материалдық балансы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 32
3.3 Қосалқы аппараттың есебі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 49
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 56
Глоссарий ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 58
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 61
Қосымша
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 3
1. Процесстің теориялық негіздері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
2. Технологиялық бөлімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 19
2.1 Шикізаттың, дайын өнімнің және қосалқы материалдардың сипаттамасы ... ... 19
2.2 Процестерді жүргізу параметрлері мен технологиялық схемаларды таңдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
21
2.3 Технологиялық сызбаны сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 27
3 Технологиялық есептер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 29
3.1 Негізгі құрылғылардың есебі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 29
3.2 Абсорбция мен десорбцияның материалдық балансы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 32
3.3 Қосалқы аппараттың есебі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 49
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 56
Глоссарий ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 58
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 61
Қосымша
Кіріспе
Мұнайды қайта өңдеу және мұнайхимиялық өнеркәсіп ауыр өнеркәсіптің жетекші салаларының бірі болып табылады. Соңғы жылдары мұнайды алу барынша азайды.
Мұнайды қайта өңдеу өнеркәсібінің алдында мұнайды пайдаланудың тиімділігін арттыру және оны алда өңдеуді жақсартуды қамтамасыз ету міндеттері қойылды.
Қазіргі кезде мұнайдан ақшыл мұнай өнімдерін көп мөлшерде алу мақсатында әртүрлі термиялық және химиялық әдістердің көмегімен мұнай шикізатын өңдеу тереңдігін ұлғайтуға маңызды мән берілуде. Мұнайды қайта өңдеуде газ кең қолданысқа ие. Газ хладагент, отын ретінде қолданылады.
Газ қоспаларын жекелеген компоненттерге бөлу үшін келесі процесстер қолданылады: ректификация, компрессия, конденсация, адсорбция. Газды фракциялық қондырғыларда (ГФҚ) бұл процесстер әртүрлі сәйкестіктермен біріктіріледі.
Процестің болашағы құралды модернизациялау, өнімнің сапасн арттыру, энергия сыйымдылығын төмендету болып табылады.
Газды фракциялық процестер мұнайзауыттық газдардан жеке төменмолекулалы C1–С6 көмірсутектерін (шекті, және шекіз, қалыпты және изоқұрылым) немесе олардың жоғарыоктандық автобензиндердің компоненттері болып табылатын тазалығы жоғары фракцияларын алу үшін пайдаланылады, олар бағалы мұнай химиялық шикізат, сонымен қатар алкилдеу процестері мен метил-трет-бутил эфирі өндірісінің шикізаты т.б.болып табылады.
МӨЗ-дегі көмірсутекті газдардың көзі мұнайдан АТ, АВҚҚ қондырғыларында бөлінетін газдар және мұнай шикізатын өңдеудің термодеструктивті немесе каталикалық процестерінде пайда болған газдар, сонымен қатар тұрақсыз бензидерді тұрақтануы газдары.
Химиялық құрамына қарай шекті және шексіз газдар бар. Шекті көмірсутекті газдар мұнай айдау құрылғыларында және мұнай шикізатын гидрокаталикалық айдауда (каталикалық риформинг, гидротазалау, гидрокрекинг) алынады.
Мұнайды қайта өңдеу және мұнайхимиялық өнеркәсіп ауыр өнеркәсіптің жетекші салаларының бірі болып табылады. Соңғы жылдары мұнайды алу барынша азайды.
Мұнайды қайта өңдеу өнеркәсібінің алдында мұнайды пайдаланудың тиімділігін арттыру және оны алда өңдеуді жақсартуды қамтамасыз ету міндеттері қойылды.
Қазіргі кезде мұнайдан ақшыл мұнай өнімдерін көп мөлшерде алу мақсатында әртүрлі термиялық және химиялық әдістердің көмегімен мұнай шикізатын өңдеу тереңдігін ұлғайтуға маңызды мән берілуде. Мұнайды қайта өңдеуде газ кең қолданысқа ие. Газ хладагент, отын ретінде қолданылады.
Газ қоспаларын жекелеген компоненттерге бөлу үшін келесі процесстер қолданылады: ректификация, компрессия, конденсация, адсорбция. Газды фракциялық қондырғыларда (ГФҚ) бұл процесстер әртүрлі сәйкестіктермен біріктіріледі.
Процестің болашағы құралды модернизациялау, өнімнің сапасн арттыру, энергия сыйымдылығын төмендету болып табылады.
Газды фракциялық процестер мұнайзауыттық газдардан жеке төменмолекулалы C1–С6 көмірсутектерін (шекті, және шекіз, қалыпты және изоқұрылым) немесе олардың жоғарыоктандық автобензиндердің компоненттері болып табылатын тазалығы жоғары фракцияларын алу үшін пайдаланылады, олар бағалы мұнай химиялық шикізат, сонымен қатар алкилдеу процестері мен метил-трет-бутил эфирі өндірісінің шикізаты т.б.болып табылады.
МӨЗ-дегі көмірсутекті газдардың көзі мұнайдан АТ, АВҚҚ қондырғыларында бөлінетін газдар және мұнай шикізатын өңдеудің термодеструктивті немесе каталикалық процестерінде пайда болған газдар, сонымен қатар тұрақсыз бензидерді тұрақтануы газдары.
Химиялық құрамына қарай шекті және шексіз газдар бар. Шекті көмірсутекті газдар мұнай айдау құрылғыларында және мұнай шикізатын гидрокаталикалық айдауда (каталикалық риформинг, гидротазалау, гидрокрекинг) алынады.
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
1. Химическая технология ТГИ/Под ред. Г.Н. Макарова, Г.Д. Харламповича-М.: Химия 1986-496с.
2. Печуро Н.С., Капкин В. Д., Песин О.Ю. Химия и технология синтетического жидкого топлива и газа. М.: Химия, 1986-352с.
3. Ахметов А.С., Ишмияров М.Х., Кауфман А.А. Технология переработки нефти, газа и твердых горючих ископаемых. Учебное пособие. СПб Недра, 2009.–832 с.
4. Ахметов С.А., Ишмияров М.Х., Кауфман А.А. Технология переработки нефти, газа и твердых горючих ископаемых. Санкт-Петерб.: Недра, 2009.– 832.
5. Колесников И.М. Катализ и производство катализаторов. М.: «Техника», ТУМА ГРУПП, 2004.– 400 с.
6. Гутник С.П., Кадоркина Г.А., Сосонко В.Е. Примеры и задачи по технологии органического синтеза. – М.: Химия, 1984
7. Капкин В.Д., Савинецкая Г.А., Чапурин В.И. Технология органического синтеза. – М.: Химия, 1987, 400 с.
8. Кирпичников П.А., Береснев В.В., Попова Л.М. Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука. – Л.: Химия, 1986, 224 с.
9. Сосонко В.Е., Гутман В.Д. Расчеты по технологии органического синтеза. – М.: Химия, 1988
10. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1973. - 750 с.
11. Плановский А.Н., Рамм В.Н., Каган С.З. Процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1968. - 848 с.
12. Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры: Справочник. - Л.: Машиностроение,1970. - 752 с.
13. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: Уч-к для вузов. Изд-е 3-е. В 2-х кн.: ч. 1. Теоретические основы процессов химической технологии. Гидродинамические и тепловые процессы и аппараты. – М.: Химия, 2002. - 400 с.
14. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: Уч-к для вузов. Изд-е 3-е. В 2-х кн.: ч. 2. Массообменные процессы и аппараты. – М.: Химия, 2002. - 368с.
15. Генкин А.Э. Оборудование химических заводов. - М.: Высш.шк., 1986. - 280 с.
16. Коррозия и защита химической аппаратуры / Под ред. А.М. Сухотина. Т. Коррозия под действием теплоносителей и хладагентов. - Л.: Химия. 1970. - 308с.
17. ГОСТ9493-80. Сосуды и аппараты. Ряд условных (номинальных) давлений. – М., 1981.
18. ГОСТ Р51273-99 – Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Определение расчетных усилий для аппаратов колонного типа от ветровых нагрузок и сейсмических воздействий. – М.,1999.
19. ГОСТ Р51274-99 – Сосуды и аппараты. Аппараты колонного типа. Нормы и методы расчета на прочность. – М., 1999.
20. Раздорожный А.А. Охрана труда и производственная безопасность: Учебно-методическое пособие - Москва: Изд-во «Экзамен», 2005. - 512 с.
21. Безопасность жизнедеятельности. Производственная безопасность и охрана труда. Издательство: Высшая школа. - 432 с.
22. Пашин Н.П., Фролов О.П. Охрана труда, здоровья и окружающей среды в российском законодательстве и конвенциях МОТ. Терминологический словарь-справочник. Издательство: Альфа-Пресс, 2009. - 368 с.
23. Раздорожный А.А. Охрана труда и производственная безопасность. Издательство: Экзамен, 2007. - 512 с.
24. Бобкова О.В. Охрана труда и техника безопасности. Обеспечение прав работника. Издательство: Омега-Л, 2008. - 290 с
25. Акулин Д.Ф., Власов А.Ф., Гладких П.А., Духанин Ю.А., Туманов Б.В. Основы техники безопасности и противопожарной техники в машиностроении. М., «Машиностроение», 1966, 288 с.
26. Алексеев М.В., Демидов П.Г., Ройтман М.Я., Тарасов., Агалаков Н.А. Основы пожарной безопасности. М., «Высшая школа», 1971, 248 с.
27. Верескунов В.К., Михайлов Д.И., Налетов В.С. Противопожарная защита промышленных предприятий. М., Стройиздат, 1972, 319 с.
28. Горшенин К.П. Охрана труда рабочих и служащих. М., «Юридическая литература», 1971, 88 с.
29. Экономика организации (предприятий): Учебник для вузов. Под ред. проф. В.Я. Горфинкеля, проф. В.А. Швандира. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003.
30. Экономика предприятия: учебни для вузов / Под ред. проф. В.Я. Горфинкеля, проф., В.А. Швандира- 5-е изд., перераб/ и доп. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2008.
Размещено на Allbest.ru
1. Химическая технология ТГИ/Под ред. Г.Н. Макарова, Г.Д. Харламповича-М.: Химия 1986-496с.
2. Печуро Н.С., Капкин В. Д., Песин О.Ю. Химия и технология синтетического жидкого топлива и газа. М.: Химия, 1986-352с.
3. Ахметов А.С., Ишмияров М.Х., Кауфман А.А. Технология переработки нефти, газа и твердых горючих ископаемых. Учебное пособие. СПб Недра, 2009.–832 с.
4. Ахметов С.А., Ишмияров М.Х., Кауфман А.А. Технология переработки нефти, газа и твердых горючих ископаемых. Санкт-Петерб.: Недра, 2009.– 832.
5. Колесников И.М. Катализ и производство катализаторов. М.: «Техника», ТУМА ГРУПП, 2004.– 400 с.
6. Гутник С.П., Кадоркина Г.А., Сосонко В.Е. Примеры и задачи по технологии органического синтеза. – М.: Химия, 1984
7. Капкин В.Д., Савинецкая Г.А., Чапурин В.И. Технология органического синтеза. – М.: Химия, 1987, 400 с.
8. Кирпичников П.А., Береснев В.В., Попова Л.М. Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука. – Л.: Химия, 1986, 224 с.
9. Сосонко В.Е., Гутман В.Д. Расчеты по технологии органического синтеза. – М.: Химия, 1988
10. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1973. - 750 с.
11. Плановский А.Н., Рамм В.Н., Каган С.З. Процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1968. - 848 с.
12. Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры: Справочник. - Л.: Машиностроение,1970. - 752 с.
13. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: Уч-к для вузов. Изд-е 3-е. В 2-х кн.: ч. 1. Теоретические основы процессов химической технологии. Гидродинамические и тепловые процессы и аппараты. – М.: Химия, 2002. - 400 с.
14. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: Уч-к для вузов. Изд-е 3-е. В 2-х кн.: ч. 2. Массообменные процессы и аппараты. – М.: Химия, 2002. - 368с.
15. Генкин А.Э. Оборудование химических заводов. - М.: Высш.шк., 1986. - 280 с.
16. Коррозия и защита химической аппаратуры / Под ред. А.М. Сухотина. Т. Коррозия под действием теплоносителей и хладагентов. - Л.: Химия. 1970. - 308с.
17. ГОСТ9493-80. Сосуды и аппараты. Ряд условных (номинальных) давлений. – М., 1981.
18. ГОСТ Р51273-99 – Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Определение расчетных усилий для аппаратов колонного типа от ветровых нагрузок и сейсмических воздействий. – М.,1999.
19. ГОСТ Р51274-99 – Сосуды и аппараты. Аппараты колонного типа. Нормы и методы расчета на прочность. – М., 1999.
20. Раздорожный А.А. Охрана труда и производственная безопасность: Учебно-методическое пособие - Москва: Изд-во «Экзамен», 2005. - 512 с.
21. Безопасность жизнедеятельности. Производственная безопасность и охрана труда. Издательство: Высшая школа. - 432 с.
22. Пашин Н.П., Фролов О.П. Охрана труда, здоровья и окружающей среды в российском законодательстве и конвенциях МОТ. Терминологический словарь-справочник. Издательство: Альфа-Пресс, 2009. - 368 с.
23. Раздорожный А.А. Охрана труда и производственная безопасность. Издательство: Экзамен, 2007. - 512 с.
24. Бобкова О.В. Охрана труда и техника безопасности. Обеспечение прав работника. Издательство: Омега-Л, 2008. - 290 с
25. Акулин Д.Ф., Власов А.Ф., Гладких П.А., Духанин Ю.А., Туманов Б.В. Основы техники безопасности и противопожарной техники в машиностроении. М., «Машиностроение», 1966, 288 с.
26. Алексеев М.В., Демидов П.Г., Ройтман М.Я., Тарасов., Агалаков Н.А. Основы пожарной безопасности. М., «Высшая школа», 1971, 248 с.
27. Верескунов В.К., Михайлов Д.И., Налетов В.С. Противопожарная защита промышленных предприятий. М., Стройиздат, 1972, 319 с.
28. Горшенин К.П. Охрана труда рабочих и служащих. М., «Юридическая литература», 1971, 88 с.
29. Экономика организации (предприятий): Учебник для вузов. Под ред. проф. В.Я. Горфинкеля, проф. В.А. Швандира. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003.
30. Экономика предприятия: учебни для вузов / Под ред. проф. В.Я. Горфинкеля, проф., В.А. Швандира- 5-е изд., перераб/ и доп. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2008.
Размещено на Allbest.ru
Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...3
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ...
1. Процесстің теориялық 5
негіздері ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ...
2. Технологиялық 19
бөлімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ..
2.1 Шикізаттың, дайын өнімнің және қосалқы материалдардың сипаттамасы ... ...19
2.2 Процестерді жүргізу параметрлері мен технологиялық схемаларды
таңдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...21
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ...
2.3 Технологиялық сызбаны 27
сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
..
3 Технологиялық 29
есептер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... .
3.1 Негізгі құрылғылардың 29
есебі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... .
3.2 Абсорбция мен десорбцияның материалдық 32
балансы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
3.3 Қосалқы аппараттың 49
есебі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ..
Қорытынды ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...56
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
Глоссарий ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...58
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ...
Пайдаланылған әдебиеттер 61
тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ...
Қосымша
Кіріспе
Мұнайды қайта өңдеу және мұнайхимиялық өнеркәсіп ауыр өнеркәсіптің
жетекші салаларының бірі болып табылады. Соңғы жылдары мұнайды алу барынша
азайды.
Мұнайды қайта өңдеу өнеркәсібінің алдында мұнайды пайдаланудың
тиімділігін арттыру және оны алда өңдеуді жақсартуды қамтамасыз ету
міндеттері қойылды.
Қазіргі кезде мұнайдан ақшыл мұнай өнімдерін көп мөлшерде алу
мақсатында әртүрлі термиялық және химиялық әдістердің көмегімен мұнай
шикізатын өңдеу тереңдігін ұлғайтуға маңызды мән берілуде. Мұнайды қайта
өңдеуде газ кең қолданысқа ие. Газ хладагент, отын ретінде қолданылады.
Газ қоспаларын жекелеген компоненттерге бөлу үшін келесі процесстер
қолданылады: ректификация, компрессия, конденсация, адсорбция. Газды
фракциялық қондырғыларда (ГФҚ) бұл процесстер әртүрлі сәйкестіктермен
біріктіріледі.
Процестің болашағы құралды модернизациялау, өнімнің сапасн арттыру,
энергия сыйымдылығын төмендету болып табылады.
Газды фракциялық процестер мұнайзауыттық газдардан жеке
төменмолекулалы C1–С6 көмірсутектерін (шекті, және шекіз, қалыпты және
изоқұрылым) немесе олардың жоғарыоктандық автобензиндердің компоненттері
болып табылатын тазалығы жоғары фракцияларын алу үшін пайдаланылады, олар
бағалы мұнай химиялық шикізат, сонымен қатар алкилдеу процестері мен метил-
трет-бутил эфирі өндірісінің шикізаты т.б.болып табылады.
МӨЗ-дегі көмірсутекті газдардың көзі мұнайдан АТ, АВҚҚ
қондырғыларында бөлінетін газдар және мұнай шикізатын өңдеудің
термодеструктивті немесе каталикалық процестерінде пайда болған газдар,
сонымен қатар тұрақсыз бензидерді тұрақтануы газдары.
Химиялық құрамына қарай шекті және шексіз газдар бар. Шекті
көмірсутекті газдар мұнай айдау құрылғыларында және мұнай шикізатын
гидрокаталикалық айдауда (каталикалық риформинг, гидротазалау,
гидрокрекинг) алынады.
1. Процестің теориялық негіздері
Газбензиндегіш құрылғыда компрессия, абсорбция, қайнауы төмен
ректификаттау немесе адсорбция әдістері арқылы алынған тұрақсыз бензин
этаннан гептанға дейінгі көмірсутектерден тұрады.
Өндірілетін газдың құрамы мен ондағы мақсатты компонеттерді алу
тереңдігіне қарай тұрақсыз бензиндердің құрамы көп ауытқиды. Тұрақсыз
бензин тауарлық өнім ретінде кең қолданысқа ие: халық шаруашылығында одан
бөлінген пропан, изобутан, н-бутан, изопентан, н-пентан, гексан, тұрақты
газ бензин сияқты техникалық таза жеке көмірсутектер пайдаланылады.
Коммуналдық отын ретінде жыл мезгіліне қарай пропан-бутан қоспасын әртүрлі
қатынаста пайдаланады.
Бөлінген көмірсутектердің әрқайсысының сапасына қойылатын басты талап
– бұд тазалық, яғни алынатын фракцияда мақсатты компоненттердің жоғары
концентрациясы. Тап-таза көмірсутекті (қосындысы жоқ) бөліп лу
өнеркәсіптік жғдайда мүмкін емес. Өнімде мақсатты компоненттермен бірге
қайнау температурасы жақын басқа да көмірсутектер болады. мұндай қоспалар
қандай да бір компоненттің немесе компонеттер тобының фракциясының атымен
аталады, мысалы: пропан фракциясы, пропан-бутанды фракция, бутан-изобутанды
фракция. Сұйық көмірсутектер қоспаларын құрайтын компоненттерге толық бөлу
ректификаттау процесінде жүзеген асырылады. Егер екі өзара ерітілетін
сұйықтың қоспасын ақырындап жылытса, онда кейбір температурада қайнау
температурасы төмен сұйықтық алдымен қайнай бастайды. Бұл сұйықтықты
қайнауы төмен компонент деп атайды (қтк). Қайнау температурасында басында
қоспада болған барлық қайнауы төмен компонентті толық буға айналдыруға
болады. Бұдан кейін қалдық қайнауы жоғары компоненттен тұрады (қжк). Бұл
қалдық кубты қалдық деп аталады, ал қайнауы төмен компоненттердің булары
тоңазытқышта конденсатталғаннан кейін дистилятт деп аталады. Қарапайым
айдау деп аталатын сипатталған процесс қайнауы төмен компоненттердің
булрында қайнау жоғары компоненттерінің біраз мөлшері болатындықтан және
керісінше кубты қалдықта қайнауы төмен компоненттің біраз мөлшері
еритіндігінен бөлінген компоненттерді таза күйінде алуға мүмкіндік
бермейді. Компоненттерді толық және нақты бөлу үшін ректификаттау
қолданылады.
Ректификаттау – байланыстық элементтері бар (саптама, табақша) қарама
қарсы ағынды бағаналы аппаратта жасалатын жылу массаалмасу процесі.
Ректификаттау процесінде сұйық және бу фазасы арасында үздіксіз алмасу
жүреді. Сұйық фаза қайнауы жоғары компонентпен баииды, ал бу фазасы қайнауы
төмен компонентке баииды. Жылумассаалмасу процесі бағананың (флегма)
жоғарғы жағында пайда болып төемн ағатын дистилятт пен жоғарыға көтерілген
бу арасындағы бағананың бойында жүреді. Жылумассаалмасу процесін
қарқындандыру үшін фазалардың өзара әрекетессуінің бетін ұлғайтатын
контактілі элементтер қолданылады. Саптаманы қолданған жағдайда флегма
оның кемелденген бетімен жұқа пленка болып ағады. Ал табақшаларды қолданған
жағдайда контактының кемелденген бетін жасайтын көптеген көпіршік түріндегі
бу табақшадағы сұйықтықтың қабаты арқылы өтеді.
Бу мен сұйықтық контактілік құралдармен – ректификаттық табақшалармен
немесе саптамалармен жабдықталған ректификаттау бағаналарында өзара
әрекеттеседі.
Екі компонентті қоспаның ректификаттауда бөліну принципін
қарастырайық. Екі бөлікке - қайнауы жоғары және қайнауы төменге бөлінуі
тиіс шикізат бағананың ортаңғы бөлігіне қоректену табақшасына жіберіледі.
Шикізат бағанаға сұйықтық, бу немесе булысұйықтықты қоспа түрінде
жіберілуі мүмкін.
Бағанаға енгізілген сұйық қоспа контактілік құралдар арқылы
буландырғыш деп аталатын бағананың төменгі бөлігіне ағады. Сұйықтықтың
ағымына қарсы бу көтеріледі, ол бағананың кубындағы сұйықтықтың қайнауы
нәтижесінде пайда болған.
Табақшаға төменде жатқандағыдан келетін будың температурасы жоғарыда
тұрған табақшадан ағатын сұйықтыққа қарағанда жоғары болады. Табақшада бу
мен сұйықтықтың (флегма) контактысының нәтижесінде температура теңеледі.
Сөйтіп суытылатын будан сұйық фазаға қайнауы жоғары компоненттің бірз
мөлшері бөлінеді, ал айдалатын сұйықтықтан қайнауы төмен компонентті біраз
мөлшері буланады, яғни әрбір табақшада немесе контакт құралында жылуалмасу
және массаалмасу жүреді. Буларда олардың бағаналарда көтерілуіне қарай
қайнауы жоғары компоненттердің мөлшері азаяды және сәйкесінше қайнауы төмен
компоненттердің концентрациясы жоғарылайды, ал жіберетін флегмада қайнауы
жоғры компоненттердің концентрациясы жоғарыап, қайнауы төмен
компоненттердің концентрациясы азаяды.
Бу бағананың жоғарғы жағынан конденсаторға өтеді, ол жерде ол суып,
біртіндеп немесе толық шоғырланады.
Жоғарғы өнмінің немесе дистиляттың конденсатталған бөлігі насоспен
сурушы ретінде жіберіледі, ол жоғрғы табақшадан ағып сұйықтықты ағын –
флегма жсайды. Дистиляттың артық бөлігі қондырғыдн сыртқа шығарылады немесе
шикізат ретінде басқа бағанаға жіберіледі.
Флегма бағананың төменгі жағынан қайнатқышқа (рибойлер) жіберіледі,
ол жерде ол жіберілген жылудың нәтижесінде біртіндеп буланады. Флегмадан
бөлінген булар қайнатқыштан бағанаға (төменгі табақшаның астында) қайтып
келеді және ректификаттауға қажетті бу ағымын жасайды.
Бір ректификаттау бағанасында сұйық көмірсутекті қоспаны екі
фракцияға бөлуге болады. қоспаны үш фракцияға бөлу үшін екі бағаналы
қондырғы қажет. Бірінші бағанада бір фракция бөлінеді, ал қалған
екеуінің қопасы екінші бағанада бөлінеді. Қоспаны n фракцияға бөлу үшін n
– 1 ректификаттау бағанасы керек.
Ректификаттау бағанадағы табақшалардың саны бөлінетін компоненттердің
қайнау температурасының айырмашылығына байланысты. Көмірсутектердің
температурасы неғұрлым жақын болса, соғұрлым олардың қоспасын
компоненттерге бөлу қиын және ол үшін бағанада сонша табақша керек
болады. Н-бутан және н-пентан қоспаларын қайнау температурасы әр түрлі ,
атмосфералық қысымда +36,1 – (- 0,5)= 36,6С тең 30 табақшасы бар
бағана қажет.
Қайнау температурсы әр түрлі (-0,5)-(-11,1)=10,6С изобутан мен н-
бутан қоспаларын бөлу үшін 80 және одан көп табақшасы бар бағана керек
және қайнау температуралары 36,2 және 28С сәйкес н-пентан мен
изопентанды бөлу үшін 100-120 ректификациялық табақшалары бар бағана
қажет.
Ректификациялық бағаналардың жұмысын анықтайтын негізгі параметлер
бұл қысым, жоғарғы жақтың, төменгі жақтың және бағанаға шикізатты енгізу
температуралары, суару қысқалығы немесе флегмалық саны. Көмірсутектерді
ректификаттудың теориялық процесін қысымның кең диапазонында - терең
вакуумнан кең ауқымға дейін жүргізуге болады. Бірақ дұрысы жоғарғы өнімнің
конденсациясын сумен немесе ауамен суыта отырып жүргізуге болатын минималды
қысым болып табылады. Демек, суару ыдысындағы таңдап алынған температура
бағанадағы қысымды анықтайтын болады: жоғарғы өнімнің буларының парциалды
конденсациясында шық нүктесінің қысымы, ал тоық конденсацияда қайнап жатқан
сұйықтықтың қаныққан буларының қысымы.
ГФҚ – лардың көпшілігінде суытушы агент айналымды су болып табылады,
Қазақстанның орталық бөлігінде температура қыста 16 – 20 және жазда 24 –
30С болады. Осыған орай, жоғарғы өнімнің конденсациясының
температурасын 40С тең деп алады, ал ауада суыту аппараттарын
пайдаланған кезде суару сыйымдылығындағы температура қоршаған ауаның
максималды температурасынан 10 – 12С жоғары болуы тиіс.
Жоғарғы өнімнің мұндай конденсациясы кезінде суару сыйымдылығындағы
абсолютты қысым мына теңдеумен анықталады:
х = р,
= р, (1.1)
мұндағы х – компоненттердің молярлы концентрациялары; П –
суару сыйымдылығында температура есебімен компоненттердің қаныққан
буларының абсолютты қысымы, МПа.
Суару сыйымдылығындағы қысым осы температурада қаныққан булардың
парциалды қысымының суммасына тең.
Ректификациялық бағанадағы қысымды әдетте суару сыйымдылығындағы
қысымнан 0,2 – 0,3 МПа көбірек алады. бұл булардың табақшалар мен
конденсаторлардан өтуі кезіндегі гидравликалық кедергілерді жеңуге
жеткілікті. Сұйық қоспалардан метан және этан сияқты жеңіл көмірсутектердің
бөлінуі кезінде оптималды қысым өте көп мөлшерде ауытқуы мүмкін, бұл
шикізаттаың құрамына ғана емес, сонымен бірге арзан хладагенттерді
пайдалану мұмкіндігін анықтайтын қондырғылардың технологиялық схемаларына
да байланысты.
Бағананың төменгі жағынан жіберілген жоғарғы өнім мен (дистилятт)
сұйықтың берілген құрамымен бағананың жоғарғы жағы мен төменгі жағындағы
температура біртіндеп жақындату әдісімен анықталады. бағананың жоғарғы
жағындағы температураны жоғарғы өнімнің қайнауының соңғы температурасы
сияқты анықтайды.
Бағананың төменгі жағының температурасы бағанадағы қысым кезінде
қалдықтың қайнауның (бірертті булану) басының температурасына жауап беруі
тиіс.
Бағанаға жіберілген шикізаттаң температурасы қоректену табақшасының
есептеу температурасына сәйкес келуі тиіс. Қоректенудің оптималды
температурасы көбінесе хладагент пен жылутасымалдаушыға кететеін шығынмен
анықталады. Қымбат хладагенттерді (пропан, аммиак) пайдалануда метан мен
этанды бөлу кезінде шикізатты қатты ысыту тиімсіз, яғни оны бағанаға
қайнау температурасында немесе тіпті салқындатылған күйде жіберген абзал.
Ал арзан хладагенттерді (су, ауа) және қымбат жылу тасымалдағыштарды
пайдаланғанда шикізатты булысұйық күйінде берген тиімді. ГФҚ
бағаналарында әртүрлі қоректену табақшаларына шикізатты бірден төртке дейін
енгізу қарастырылған. Қандай да бір қоректену табақшасына берілетін шикізат
тәжірибелі таңдап алынды және ол шикізаттың құрамын байланысты. Шикізатта
ауыр көмірсутектер неғұрлым көп болса ол төменгі қоректену табақшасына
беріледі, ал керісінше, құрамында жеңіл көмірсутектер көп шикізат жоғарғы
қоректену табақшасына беріледі. Енгізілген екі шикізаттың арасында әдетте
үштен алтыға дейін табақша болады.
Ректификация процесінің аса маңызды параметрі бағананың жоғарғы
табақшасына берілетін суарудың саны болып табылады. Әдетте суарудың
қықалығына немесе флегмалық санға – берілген суарудың санының дистиляттың
санына қатысына байланысты.
Нақты флегма санын анықтау қиын мәселе. Алынатын дистиляттың тазалығы
қаншалықты жоғары болса және бөлінетін компоненттердің қайнау
температуралары өзара жақын болса флегма саны да көп болады.
Шикізат құрамының тұрақтылығы. Құрамында ГФҚ бар кейбір газды қайта
өңдеуші зауыттар шикізат ретінде өздері өндіретін тұрақсыз бензинді ғана
емес, сонымен бірге басқа да көздерден алынғандарды пайдаланады: мұнайды
тұрақтандыратын өнеркәсіптік құрылғылардың ЖККФ, Батыс Сібір ГӨЗ дан
газкоденсаттары мен тұрақсыз бензин.
Әр түрлі жақтан алынатын шикізаттардың құрамындағы көмірсутектердің
диапазоны өте кең. Шикізаттың әрбір түрін қондырғыда қайта өңде үшін нақты,
шикізаттың тек осы түріне ғана тән технологиялық режим жасалуы тиіс.
Техникалық тұрғыдан тауар-шикізаттық парктағы шикізаттың барлық түрін
ГФҚ-ға берер алдында химиялық құрамының біртектілігін қамтамасыз ету үшін
арластырған орынды болар еді. Бірақ, өкінішке орай, шикізатты араластыру
мүмкіндігі барлық зауыттарда жоқ, сондықтан практикада ГФҚ-да қайта
өңделетін шикізаттың құрамы периодтты ауысып тұруы жиі кездеседі. Қалыпты
жұмыс үшін жұмысшы алдын ала қайта өңдеуге алынатын парк сыйымдылығындағы
шикізаттың құрамын білуі тиіс және тауар-шикізат бөлімінің (цех) осы
шикізаттың түрін ГФҚ-ға беретіні туралы ақпаратты алдын ала білуі тиіс.
Құрамы жаңа шикізатты айду туралы ақпарат алған сәттен бастап автоматты
реттегішке ерілетін тапсырмаға түзетулер енгізуі тиіс. Егер мұндай
түзетулер дер кезінде жасалмаса, онда бағанадағы ректификация процестері
нашарлауы мүмкін және сонымен бірге сапасыз өнім шығуы мүмкін. Алғашқы
бағанадағы шикізатты бөлудің сапасы нашарласа қалған бағаналардағы өнімнің
сапасы да нашарлайтынын есте сақтау керек.
Мысалы, шикізаттың құрамында изобутан мен н-пентанның мөлшері көбейіп,
ал этан мен пропан азайды делік; ал н-бутан, изопентан мен гексан
өзгермеді.
Мұндай шикізат (ауырлатылған құрам) бірінші бағана-деэтанизаторға
колннаның жоғарғы және төменгі температурсы өзгермегенде және суарудың
шығыны өзгермегенде келгенде бу ағымы өзгереді, сонымен бірге бағананың
кубтық бөлігі асып кетеді, бағанадағы қысым азаяды. Суарудың шығыны
өзгеріссіз қалғандықтан жақын арада суару сыйымдылығы босайды. Нәтижесінде
бағананың төменгі өнімінде этанның буланбаған бөлігі болады, ал суару
тоқтатылған жағдайда қайнауы жоғары компоненттердің булары бағананың
жоғарғы жағына көтеріледі, яғни ректификация процесі біріншіден, шикізаттың
осы түріне арнап жасалған технологиялық картаға сәйкес колннаның төменгі
жағының температурасын көтеру үшін, осылайша кубтық қалдықтан этанның
булануын жақсарту және булардың қалыпты ағымын қамтамасыз ету үшін;
екіншіден, шикізаттың беруін төменгі қоректену табақшасына ауыстыру үшін,
үшіншіден, кубтық бөлікте берілген деңгейді реттеу үшін керек.
Осыған ұқсас реттеуіш параметрлерді шикізат жүретін келесі бағана-
депропанизаторда жасау керек.
Шикізаттың жүруі бойынша келесісі – дебутанизатор, онда бағананың
жоғарғы жағынан бутанды қоспаны алады, ал төменгі жағынан пентан-гександы
қоспаны алады. Дебутанизатордың жаңа шикізаты алдыңғы шикізатпен
салыстырғанда құрамында изобутан мен н-пентанның мөлшерінің көп болуымен
ерекшеленеді.
Құрамында н-пентан көп кубтық қалдықтан н-пентанды буландыру үшін
температураны бағананың төменгі жағынан көтеру керек, ал изобутанмен
байытылған жоғарғы өнімнің нақты ректификациясын қамтамасыз ету үшін
жоғарғы жақтың температурасын төмендету керек. Мұның барлығы бағанадағы
қысымның өзгеріссіз қалуыы жағдайында ғана болады.
Суару саны сапа анализаторларының көреткіші бойынша реттелуі тиіс.
Сонымен бірге, бағанадағы шикізатты жоғарғы қоректену табақшасына беруді
уыстыру қажет.
Бутанды қоспа шикізат жүруі бойынша келесі бағанада – изобутандыдан
изобутанға (жоғарғы өнім) және н-бутанға (кубтық қалдық) бөлінеді. Бұл
бағанада :
- шикізат беруді жоғарғы табақшаға ауыстыру;
- суаруды беруді жоғарылату керек.
Төменгі жақтың температурасы мен бағанадағы қысым тұрақты. Пентан-
гександы қоспа әрі қарай депентанизаторға келеді, мұнда шикізат пентан және
гексан қоспаларына бөлінеді. Жоғарғы өнім н-пентанмен байытылғандықтан және
пентанды қоспаның орташа қайну температурасы жоғары болғандықтан бұл
кооннада жоғарғы жақтың температурасын көтеру керек, ал бағананың төменгі
жағының температурасы мен ондағы қысым тұрақты болып қалады.
Соңғы бағана – изопентанды, онда шикізат изопентанға (жоғарғы өнім)
және н-пентанға (төменгі өнім) бөлінеді. бағананың жоғарғы және төменгі
жағындағы температура мен ондағы қысым өзгеріссіз қалады. Шикізатта
изопентанның пропорционалы қатынаста азаюына суару және жылутасымалдауыш
шығыны азаяды.
Деэтанизатор, депропанизатор, дебутанизатор, депентанизатор сияқты
бағаналардың шикізатындағы қайнауы жоғары компонеттері азайғанда бағананың
төменгі жағының температурасын азайту керек, суару санын ұлғайту және
шикізат беруді төменгі қоректену табақшасына ауыстыру керек.
Қысым тұрақтылығы. Егер бағананың жоғарғы және төменгі жағындағы
температура өзгеріссіз қалса, онда шикізат құрамының тұрақтылығы кезінде
қысымның көтерілуі дистиляттың қалдықтан жеткіліксіз булануына әкеледі, ал
қысымның төмендеуі – дистилятта қайнауы жоғары компоненттің концентрациясы
жоғарылауы салдарынан дистиляттың сапасының нашарлауына әкеледі.
Бағанадағы қысымның жоғарылауы конденсаторға келетін суытатын судың
мөлшерінің азаюынан немесе конденсатрдң түтікшелерінде қақ және шламдардың
әсіресе жаз айларында пайда болуынан, ал пропан мен аммиак хладагент
ретінде қызмет ететін, деэтанизатордағы қысымның жоғарылауы осы хлдагенььің
берілуінің азаюынан болуы мүмкін.
Ауамен суыту аппараттары қолданылатын ГФҚ-ларда суару
сыйымдылығындағы, бағанадағы да қысымның өзгеруі тәуліктің әр түрлі
уақытында қоршағн ауаның температурасының өзгеруінен, бір немесе бірнеше
желдеткіштің тоқтауынан болады. Жаз мезгілінде жалюзиі толық ашық барлық
желдеткіштер жұмыс стеуі тиіс. Ауа райы өте ыстық кезде желдеткіш
айдамаайтын уаны ылғалдатқыштар да қосылуы тиіс. Егер көмектеспесе, онда
кондесатцияланбайтын булрдың бөлігін шикізат компрессорларына беру керек.
Қыс мезгілінде бағананың шлемді түтігінен шығатын бу ағымының бөлігін
суару сыйымдылығына автоматты реттегіш арқылы, яғни конденсатордың жанынан
жіберу керек. Мұнымен сыйымдылықтардағы қажетті қысым мен суару
насостарындағы тірек ұстап тұруы қамтамасыз етіледі. Қоршаған уаның
температурасына қарамастан дистиляттың конденсациясының температурасы қысқы
мезгілде 20 – 25 С төмен болмауы керек.
Абсорбция деп газ қандай да бір дәрежеде еритін газдың сұйық
сіңіргішпен сіңіру процесін атайды. Кері процесс – ерітілген газдың
ерітіндіден бөлінуі десорбция деп аталады.
Абсорбциялық процестерде (абсорбция, десорбция) екі фаза – сұйық және
газды қатысады және газды фазадан сұйыққа зат алмасу (абсорбцияда) жүреді
немесе керісінше сұйық фзадан газдыға (десорбция) зат алмасу жүреді.
Сөйтіп, абсорбциялық процестер массоберу процестерінің бір түрі болып
табылады.
Абсорбция практикасында көбінесе жеке газдар емес, газ қоспалары
пайдаланылады, олардың құрамды бөліктерін (бір немесе бірнеше) сіңіргіш көп
мөлшерде сіңіре алады. Бұл құрамды бөліктер абсорбциялантын компоненттер
немесе жай ғана компоненттер деп аталады, ал сіңірілмейтін құрамды бөліктер
инертті газ деп аталады.
Сұйық фаза сіңіргіштен және абсорбцияланатын компоненттен тұрды. Көп
жағдайда сіңіргіш абсорбцияланатын компонентпен химиялық реакцияға түсетін
активті компонеттің ерітіндісі болып табылады, сонымен бірге активті
компонент ерітілген затты ерітінді деп атайды.
Инертті газ және сіңіргіш газ және сұйық фазаларға сәйкес
компоненттерді тасымалдаушы болып табылады. Физикалық абсорбцияда (төменнен
қарау керек) инертт газ бен сіңіргіш компоненттерді бір фазадан басқасына
тасымалдауға қатыспайды және шығындалмайды. Хемосорбцияда (төменде)
сіңіргіш компоненттермен химиялық әрекеттесуі мүмкін.
Абсорбциялық процестердің жүруі олардың статикасымен және
кинетикасымен сипатталады.
Абсорбцияның статикасы, яғни сұйық және газ фазаларының арасындағы
тепе-теңдік фазалардың барынша ұзақ жақындасуы кезінде қалыптастын күйін
анықтайды. Фазалар арасындағы тепе-теңдік компоненттер мен сіңіргіштің
термодиамикалық қасиеттерімен анықталады және фазалрдың біреуінің құрамына,
температураға және қысымға байланысты.
Абсорбцияның кинетикасы, яғни, массаалмасу процесінің жылдамдығы
процесті қозғаушы күпе (яғни, тепе-тең күйден жүйенің ауытқу дәрежесі),
сіңіргіштің, компоненттің және инертті газдың қасиеттерімен, сонымен бірге
фазалардың жақындасу тәсілдерімен (абсорбциялық аппарат құрылғыларымен және
оның жұмысының гидродинамикалық режимімен) анықталады. Абсорбциялық
аппараттарда қозғаушы күш олардың ұзындығы бойынша өзгереді және фазалардың
өзара қозғалуының (қарама қарсы тоқ, тура тоқ, қиылысқан тоқ т.б.) сипатына
байланысты. Сөйтіп үздіксіз және сатылай контак жүзеге асуы мүмкін.
Сатылай контактылы абсорберлер газ бен сұйықтық тізбектеле байланысқан
бірнеше сатыдан тұрады, және де бір сатыдан келесі сатыға өту кезінде
қозғаушы күште секірмелі өзгеріс пайда болады.
Химиялық абсорбция және хемосорбция болды. Физикалық абсорбцияда
газдың еруінде химиялық реакция жүрмейді (немесе, бұл реакция процеске
онша қатты әсер етпейді). Бұл жағдайда ерітіндінің үстінде компоненттәі
қысымының қандай да бір тепе-теңдік болады және соңғысының сіңірілуі оның
газ фазасындағы парциалды қысымы ерітіндінің үстіндегі тепе тең қысымнан
жоғары болған жағдайда ғана жүреді. Компонент газдан толықтай қарама қарсы
тоқ жағдайында және абсорберге құрамына компоненттері жоқ таза сіңіргішті
бергенде шығады.
Хемосорбцияда (химиялы реакция қоса жүретін абсорбция)
абсорбцияланатын компонент сұйық фазада химиялық қосылыстар түрінде
байланысады. Қайтымсыз реакцияда ерітіндінің үстіндегі компоненттің тепе-
тең қысымы өте аз және ол толықтай сіңірілуі мүмкін. Қайтымды реакцияда
ерітіндінің үстінде физикалық абсорбцияға қарағанда аз блса да компненттің
қысымы болады.
Абсорбцияның өнеркәсіптік жүргізілуі десорбциямен сәйкес келуі немесе
сәйкес келмеуі мүмкін. Егер десорбцияны өндірмесе, сіңіргіш бір рет
қолданылады. Сөйтіп абсорбцияның нәтижесінде дайын өнім, жартылай өнім
алынады немесе егер аборбация газдарды санитарлық тазалау мақсатында
жүргізілсе канал жүргізуге (залалсыздандырылғннан кейін) төгілетін
тасталатын ерітінді алынады.
Абсорбцияның десорбциямен сәйкес келуі сіңіргішті бірнеше рет
пайдалануға және абсорбцияланатын компоненттің таза күйінде бөлінуіне
мүмкіндік береді. Ол үшін ерітіндіні абсорберден кейін десорбцияға
бағыттайды, онда компонент бөлінеді, ал регенерацияланған ерітіндіні
(компоненттерден босатылған) қайтадан абсорбцияға қайтарады. Мұндай схемада
(дөңгеленіп жүретін процесс) сіңіргіш шығындалмайды, және де үнемі
абсорбер – десорбер – абсорбер жүйесі бойынша айналып тұрады.
Кейбір жағдайларда десорбция жүргізу процесінде сіңіргішті бірнеше рет
пайдаланудан бас тартады. Сөйтіп десорберде дегенрацияланған сіңіргішті
канализацияға төгеді, ал абсорберге жаңа сіңіргіш береді.
Десорбцияға қолайлы шарттар абсорбцияға қолайлы жағдайларға қарама-
қайшы. Ерітіндінің үстінде десорбцияны жүзеге асыру үшін компоненттің
елеулі қысымы болуы керек, сөйтіп ол газ фазасына бөліне алуы тиіс.
Қайтымсыз химиялық реакция абсорбциямен бірге жүретін сіңіргіштер
десорбция жолымен регенерацияланбайды. Мұндай сіңіргіштердің
регенерацияларын химиялық әдіспен жүргізуге болады.
Өнеркәсіптің химия жіне аралас салаларында абсорбциялық процестерді
қолдану аясы өте кең. Олардың кейбіреулері төменде көрсетілген.
Газды сұйықтықтың сіңіруі жолымен дайын өнім алу. Оған мысал бола
алатын: күкірт қышқылы өндірісінде SO3 абсорбциясы; тұз қышқылын алу мен
HCl абсорбциясы; азоттың сумен (азот қышқылы өндірісі) немесе сілтілік
ерітіндісімен (нитраттарды алу) тотығының абсорбциясы және т.б. Сөйтіп
абсорбция кейіннен десорбциясыз жүргізіледі.
Газ қоспаларын қоспаның бір немесе бірнеше құнды компоненттеріне
бөлуге арналған бөлу. Бұл жағдайда қолданылатын сіңіргіштің шығарылатын
ккомпненттерге қатысты сіңіргіш қасиеттерінің мүмкіндігі көп және газ
қоспаларының басқа құрамдас бөліктеріне (сайлауғ немесе селективті,
абсорбция) қатысты мүмкіндіктері аз болуы тиіс. Сөйтіп абсорбцияны әдетте
десорбциямен айналмалы процесте сәйкестендіруге болады. Мысал ретінде кокс
газынан бензол абсорбциясын, ацетиленнің газ крекингінен немесе табиғи газ
пиролизіне абсорбциясын, бутадиеннің контакт газінен абсорбциясын және
т.б.атауға болады.
Газды зиянды компоненттер қоспасынан тазарту. Мұндай тазалау ең
алдымен алдағы газды қайта өңдеу кезінде жіберуге болмайтын қоспаларды жою
мақсатында жүргізіледі (мысалы, мұнай және кокс газдарын H2S тен тазарту,
аммиактың CO2 және CO дан синтездеуге арналған азот-сулы қоспалар,
контактылы күкірт қышқылы өндірісінде күкірт қышқылдарын кептіру). Сонымен
бірге атмосфераға шығатын газдардан санитарлық тазалау жүргізіледі (мысалы,
топочный газды SO2 ден тазарту; сұйық хлордың конденсациясынан кейін
абгазды Cl2 ден тазарту; минералды тыңайтқыштар өндірісінде бөлінетін
газдың фторлы қосылыстарынан тазалау жіне т.б.).
Қарастырылып отырған жағдайда компонент әдетте пайдаланылады,
сондықтан оны десорбция жолымен бөледі немесе ерітіндіні сәйкес келетін
қайта өңдеуге жібереді. Кейде, егер шығарылатын компоненттің мөлшері өте аз
болса және сіңіргіш аса маңызды болмаса ерітіндіні абсорбциядан кейін
канализацияға жібереді. Газ қоспаларынан бағалы компоненттерді жойылп
кетпеу үшін ұстп қалу, мысалы ұштын ерітінділердің рекуперациясы (спирттер,
кетондар, эфирлер және т.б.).
Газ қоспаларын бөлу үшін, газдарды тазарту және бағалы компоненттерді
ұстап қалу үшін абсорбциямен қатар басқа да әдістер қолданылатынын атап
айту керек: адсорбция, терең суыту және т.б. Қандай да бір әдісті таңдау
техника-экономикалық пайымдау бойынша анықталады. Әдетте абсорбция
компонеттерді толық шығару аса маңызды болмағанда дұрыс. Абсорбциялық
процестерде масса алмасу фазалардың жанасуының үстінде жүреді. Сондықтан
абсорбциялық аппараттарда газ бен сұйықтық арасындағы жанасудың беті жақсы
дамыған болуы тиіс. Осы беттерді жасау әдістеріне қарай абсорбциялық
аппараттарды келесі топтарға бөлуге болады:
а) фазалар арасындағы беттік контакт сұйықтық айнасы (меншікті беттік
абсорберлер) немесе сұйықтықтың осы пленкасының беті (пленкалы абсорбер)
болып табылатын беттік абсорберлер. Осы топқа сұйықтық абсорберге
орнатылған әртүрлі формадағы денелерден (сақиналар, кесек материалдар және
т.б.) тұратын саптаманың бетімен ағатын саптамалық абсорберлер мен
механикалық пленкалық абсорберлер жатады. Беттік абсорберлер үшін белгілі
дәрежедегі контакт беті абсорбердің элементтерінің геометриялық бетімен
(мысалы, саптамалар) анықталады, алайда көп жағдайда ол оған тең емес.
б) барботажды абсорберлер, оларда контактінің беті сұйықтықта көпірші
және ағыс түрінде болатын газ ағымдарымен дамиды. Газдың мұндай қозғалысы
(барботаж) оны сұйықтыққа толытырлған аппарат арқылы (тұтас барботаж)
немесе әртүрлі типті табақшалары бар бағана типті аппараттар арқылы
өткізу жолымен жүзеге асырылады. Газ бен сұйықтықтың өзара әрекеттесуінің
мұндай сипаттамасы толтырылған саптамасы бар саптамалы абсорберлерде де
байқалады.
Осы топқа сұйықтықты механикалық араластырыштармен араластыратын
барботажды бсорберлер де кіреді. Барботажды абсорберлерде контктінің беті
гидродинамикалық режиммен (газ бен сұйықтықтың шығындалуы) анықталады.
в) шашырағыш абсорберлер, олрда контактінің беті сұйықтықты газ
массасында ұсақ тамшыларға шашырату жолымен жүзеге асырылады.контакт беті
гидродинамикалық режиммен (сұйықтықтың шығынымен) анықталады. Бұл топқа
сұйықтықтың көпіршуі форсунка арқылы (форсункалы) тқта газдың жоғары
жылдамдықта қозғалуыы (жылдам тура тоқты көпіршікті абсорберлер) немесе
айналдыратын механикалық құрылғылар (механикалық көпіршікті абсорберлер)
арқылы жүзеге асырылатын абсорберлер жатады.
Абсорбциялық аппараттардың келтірілген кассификациясы шартты болып
табылады, өйткені аппараттың конструкциясын емес, контакт бетінің
сипаттамасын бейнелейді. Жұмыс шартына байланысты бір ғана аппарат әр түрлі
топта болуы мүмкін. Мысалы, саптамалы абсорберлер пленкалы да, барботажды
режимде де жұмыс істей алады. Барботажды тарекалары бар аппараттарда
сұйықтықтың елеулі көпіршіктенуі жүргізілетін және контактінің беті
негізінен тамшы болатын режим болуы мүмкін. Аппараттардың әр түрлі
типтерінен қазіргі кезде саптамалы мен барботажды табақшалы абсорберлер
кеңіен тараған. Абсорберлердің түрін таңдау кезінде әрбір нақты жағдайда
техника-экономикалық факторларды есепке ала отырып процесті жүргізудің
физика-химиялық шарттарына қарау керек. Абсорбердің негізгі өлшемдері
(мысалы, диаметр және биіктігі) жұмыстың берілген шарттарына қарай
(өнімділігі, компоненттердің шығуының талап етілетін дәрежесі және т.б.)
анықталады. Есептеу үшін процестің статикасы және кинетикасы бойынша
мәліметтер қажет. Статика бойынша мәліметтер анықтамалық кестелерден
табылады, термодинамикалық параметрлердің көмегімен есептеледі немесе
тәжірибелік жолмен анықталады. Кинетика бойынша мәліметтер аппарттың түрі
мен оның жұмыс режиміне қарай байланысты болады. Сенімді нәтижелер сол
шарттар бойынша жүргізілген эксперименттер болып табылады. Көбінесе мұндай
деректер жоқ және есептеу мен тәжірибеге сүйенуге тура келеді. Қазіргі
уақытта масса беру коэфициентін есептеу немесе лабораториялық немесе
модельді тәжірибе жолымен анықтауға мүмкіндік беретін толықтай сенімді әдіс
жоқ. Алайд аппараттардың кейбір түрлеріне масса алмасудың есептеудің
көмегімен немесе салыстырмалы қарапайым тәжірибемен дәл коэфициентін табуға
болады.
2. Технологиялық бөлім
2.1 Шикізаттың, дайын өнімнің және қосымша материалдардың
сипаттамалары.
Тәжіғалы – мұнайгаз кен орны Қазақстанның Атырау облысында, Құлсары
теміржол бекетінен оңтүстік-шығысқа қарай 80 км жерде орналасқан. Кен орны
1956 ж. ашылған. Ол тектоникалық құрылым тұрғысынан үш қантты тұзды
күмбезді құрылымнан орын алған..
Мұнайлылығы шығыс және батыс қанаттарында бор мен юра жиналуына
байланыст. Бор жиналағна жерлерінде төрт горизонт бар және бір горизонт
орта юрада. Неоком горизонты мұнайгазды, ал қалған жерлері мұнайлы.
Өнімдік горизонттың тереңдігі 382 ден 1002 м ге дейін ауытқиды.
Газ құрамы: метан 59,8-62,4%; этан 7%; пропан 5,3%; азот 14,8-29,2%;
сутегі 0,4%.
Қондырғыларда жеңілдетілген схема бойынша жұмыс істеу кезінде келесі
өнімдер алынады: бензин, рефлюкс (С5 көмірсутектері және төмен),
күкіртсутегі және құрғақ газ.
2.1 кесте. Шикізаттың, дайын өнімнің және қосымша материалдардың
сипаттамалары.
Дайындалған өнім, Мемлекеттік немесе Тексерілетін сапа ШРК
шикізат және салалық стандарт көрсеткіштері
материал атауы нөмірі
КК қондырғылардың СТП 1. С5 көмірсутектердің30
майлы газы (шикізат)010101-401142-99 массалық үлесі, %
2. Күкіртсутектің 0,2
массалық үлесі, %
КК бензин үлесі СТП 1. Айдау шектері
(шикізат) 010101-401135-96 А) Айдау басындағы 35
температура, оС
Б) Айдау сонындағы
температура, оС 195
2. Октан саны (зерттеу
әдісі бойынша) 76
Құрғақ газ Құрам реттелінбейді
Тұрақты бензин СТП Қаныққан булардың
(компонент) 010101*401121-99 қысымы, мм.сын.бб.
А) жазғы бензин 700
Б) қысқы бензин 900
H2S құрамы жоқ
Мыс пластинкасына өтті
тексеріс
Рефлюкс ГФҚ-1 СТП С5 көмірсутектердің 60
010101-401182-2000 массалық үлесі
Жоғары сапалы азот, СТП Азоттың көлемдік үлеі,99,98
тазалығы 99,98% 010101-407501-99 % кем емес
қысымы 5,5кгссм2
Дайын өнімді пайдалану.
Тұрақты бензин А-76 , АИ-92 маркалы автокөлік бензиндерінің базалық
компоненттері ретінде пайдаланылады. Рефлюкс ЭП 300 өндірісіне арналған
шикізат ретінде пайдаланылады. Құрғақ газ бірлестік цехтарында газтектес
отын ретінде қолданылады. Күкіртсутегі цехта қарапйым күкіртті алу үшін
пайдаланылады.
2.2 Процестерді жүргізу параметрлері мен технологиялық схемаларды
таңдау
Газафракциялық қондырғылар екі түрлі болады: бір бағаналы және көп
бағаналы.
Бір бағаналы құрылғылар тұрақтандырушы деп аталады. Олар тұрақсыз газ
бензиндерін тұрақты газ бензиндеріне және жандырылған газға (пропан-бутанды
қоспа) бөлуге арналған.
Тұрақтандырушы құрылғыда тұрақсыз бензин насоспен жылуалмастырушы
жүйесі арқылы бағананың ортаңғы бөлігіне (стабилизатор) жіберіледі.
Құрамында шамалы этан бар пропан-бутан қоспасының бу болып табылатын
жоғарғы өнім тоңазытқыш-конденсатор арқылы рефлексті сыйымдылыққа
жіберіледі. Жоғарғы өнімнің пайда болған конденсатының бір бөлігі насоспен
колннаның жоғарғы табақшасына суару ретінде жіберіледі, ал қалған бөлігі
сол насоспен жандырылған газдың тауар сыйымдылығына айдалады.
Негізінен этаннан, және бутанның кейбір қоспасы бар пропаннан тұратын
конденсацияланбаған газ (шамалы бөлігі) қысымды реттегіш арқылы қайта
бензиндеуге беріледі немесе отын ретінде пайдаланылады. бағананың төменгі
өнімі – тұрақты газ бензині – қайнатқыштан жылу алмастырушы мен тоңазытқыш
арқылы тауар сыйымдылығына беріледі.
Стабилизатордың жұмыс режимі тұрақты компонентті құрам кезінде алынған
тауардың – бензин мен жанған газдың сапасын қойылатын талаптарға
байланысты. Егер қаныққан булардың тығыздығы төмен бензин алу талап етілсе,
онда н-бутанды өте терең буландырады. Бұл бағананың жлғарғы және төменгі
жағының температурасының жоғарылауы арқылы немесе бағанада қысымды
төмендету арқылы, кейде екі факторды да сәйкесиендіру арқылы жасалады.
Егер қалдықтарда жазғы маркалардың құрамында пентан, ал қалдықтардың
қысқы маркаларының ққұрамында бутан болуына негізделген минималды
буланбаған қалдығы бар жанған газ алу қажет болса, онда бағанадағы қысымды
көтеру керек, ал бағананың жоғарғы және төменгі жақтарының температурасын
шамалы төмендету керек. Алынған бағананың кубтық қалдығы бұл жағдайда
мұнайға айдалады немесе түтік жүргізу рқылы мұнай химия зауытына
жіберіледі.
Көп бағаналы газафракциялық қондырғыларда тұрақсыз бензиннен тұрақиы
бензин (немесе гександы фракция) және жеке көмірсутектердің фракциялары
(пропанның, изобутанның, н-бутанның, изопентанның, н-пентанның) бөлінеді.
Қондырғыда ректификациялық бағаналардың саны алынатын фракциялардығ
санынан бірлікке кем болуы тиіс. Алайда қарапайым бағанардың байланысу
тәсілдерімен ерекшеленетін ректификацияның әртүрлі схемалары болуы мүмкін.
Үш өнімге бөлінетін бастапқы шикізат екі схема бойынша
ректифмкацмяланады, ал төрт өнімге бөлінетін бес схем бойынша, ал бес
өнімге бөлінетін шикізат он төрт схема бойынша ректификацияланады.
Ректификация схемасын таңдау кезінде экономикаға әсер ететін көптеген
көрсеткіштерді назарға алу керек (электроэнергияның, отынның шығыны,
аппаратураның үлкендігі, айдауға кететін шығын). Сонымен бірге фракциялау
схемаларын таңдау кезінде қажет мөлшерде аралық өнімді алудың мүмкінділігі
мен сенімділігі, жеңілдігі тұрғысынан әртүрлі схемаларды салыстырп көру
керек. Тауар өнімінің сапасы, яғни жеке көмірсутектердің бөлінген
фракцияларының сапасы аралық өнімнің сапсына байланысты боалы.
Қысымның үдемелісіз режимі бар ГФҚ дың технологиялық схемасы. Оларда
шикізат жүруі бойынша алдыңғы бағаналардың қысымы кейінгілерге қарағанда
жоғары. Сондықтан бөлінетін шикізат бағанадан бағанаға өздігінен ағады
және олрға насостың аз мөлешрі керек.
Қысымның үдемелі режимі бар ГФҚ дың технологиялық схемасы. Оларда
шикізат жүруі бойынша алдыңғы бағаналардың қысымы кейінгілерге қарағанда
төмен. Тұрақсыз бензинің құрамында тіпті пропаннан да аз, бутанның елеусіз
массалық бөлігі болғанда олар аса үнемді. Мұндай жағдадйа негізгі алынған
өнім (тұрақты бензин) бірінші бөлімнен шығарылады, ал қалған бағаналар
үшін шамалы мөлшерде шикізат қалады, соның нәтижесінде олардың өлшемі,
сонымен бірге қосалқы құралдардың өлшемі де кішірейеді, сөйтіп
эксплуатациялық шығын мен салынатын қаражат үнемеделеді.
Практикада қысымы аралас режимді схемалар жиі кездеседі. Көптегеен ірі
және орта отандық газды қайта өңдеу зауыттарында ГФҚ ның технологиялық
схемасы қабылданған: шикізат – деэтанизделген бензин – ГФҚ мен бірге бір
технологиялық блокты құрайтын майабсорбциялау бензинсіздендіру құрылғысымен
(МБҚ) фракциялануға түседі. Тұрақсыз бензиннің бөліну процесі пропанды
бағанада басталады. Оған шикізат жылу алмастырғышты алдын ала жылытылғаннан
кейін түседі. бағанада шикізат тауар пропаны мен бутан-бензинді қоспаға
бөлінеді. Жоғарғы өнім толықтай конденсацияланады. Ол біртіндеп суаруға
жіберіледі, ал оның баланстық бөлігі дайын өнімдер қоймасына жіберіледі.
Бутан-бензинді қоспа бағананың төменгі жағынан қайнатқыш пен жылу
алмастырғыш арқылы бутанды бағананың ортаңғы бөлігіне беріледі. Бұл
бағанада шикізат тұрақты бензинге (төменгі өнім) және изобутан мен н-бутан
қоспасына (жоғарғы өнім) бөлінеді. Тұрақты бензин қайнтқыштан жылу
алмастырғыш пен тоңазытқыш арқылы тауар паркіне бағытталады. Бутанды
бағананың жоғарғы өнімі суару сыйымдылығынан изобутанды бағанаға түседі,
ол жерде ол изобутан мен н-бутанға бөлінеді. Қондырғының әрбір бағанасы
конденсацияланған және суытылған жоғарғы өніммен суарылады. Қайнатқыштарда
жылу тасымалдаушы ретінде қаныққан су буы қызмет етеді. Бензиндеу мен
фракциондау процестері бір технологиялық блокқа орналастырылған көптеген
зауыттарда жылу тасымалдаушы ретінде бір мезгілде түтікшелі пеште
ысытылатын абсорбент ретінде қызмет ететін жарықтандырғыш керосин
пайдланылады.
ГФҚ-да деэтандалған бензин пропанға, бутанға, изопентанға, н-пентанға
және гексанға және жоғарыларға бөлінеді. Схеманың келесі ерекшеліктері
бар. Пентанды фрпкция біреу ретінде жұмыс істейтін қатар тұрған екі
ректификациялық бағаналарда изопентанға және н-пентанға бөлінеді. Жылу
жүйеге бағананың төменгі жағына орнатылған қайнатқыш арқылы өтеді, ал суық
суару ағымы бағананың жоғарғы табақшасына енгізіледі. Пентанды фракция
ысытылғаннан кейін бағананың жоғарғы жағы беріле алады (жоғарыдан
санағанда екінші немесе алтыншы табақшаға) немесе бағананың төменгі жағына
(төменнен санағанда үшінші табақшаға) беріле алады.
Бағананың жоғарғы жағынан шығатын бу ағымы бағананың төменгі
табақшасының астына, ал бағананың кубтық бөлігінде жиналған флегма
насоспен бағананың жоғарғы табақшасына беріледі. Сөйтіп қарама ққрсы
қозғалатын бу және сұйық фзалардың үздіксіз контактісі жасалады, яғни
ректификацияның қажетті шарттары қамтамсыз етіледі.
Шығыс Сібірдегі кейбір газ өңдеу зауыттарындағы ГФҚ-лардың әр
түрлілігі тұрақсыз бензиннен тазалығы жоғары пропан алу бойынша қондырғылар
болып табылады. Бұл қондырғыларда екі ректификациялық клонна бар және
суытудың пропанды жүйесінде шығынды қайта толытыруға жеткіліктілігімен және
зауыттан алшақтатылған бөлмелерді жылытуға, пропанд металлды кесуге
арналған жалпы зауыттық қажеттіліктерді қанағаттандыруымен ерекшеленеді.
Барлық болмысына қарай қоныдырғылрдың технологиялық схемасы
стабилизациялқ қондырғыларға ұқсас.
Кептірілген тұрақсыз бензин коллектордан бірінші бағанаға
(деэтанизатор) беріледі. бағана Рашига сақинасынан төрт қабатт саптамалы.
Әрбір қабаттың биіктігі 2500мм. бағананың диаметрі жоғарғы жағында 600 мм,
төменгі кубтықта – 1100мм. Кубтық бөлік қайнатқышқа құрастырыла
орналастырылған. Қайнатқыштарда жылу тасымалдағыш ретінде су буы және
айналдыратын мұнай өнімі (дизельді отын) қызмет етеді. бағанадағы қысым
3,0 МПа. Колннаның жоғарғы жағынан этаннан және шамалы пропаннан тұратын бу
шығарылады. Олар ауа тоңазытқышынд конденсациялнады және рефлексті
сыйымдылыққа түседі. Бұл сыйымдылықтағы конденсациланбаған газдар зауыттың
жағу желісіне лақтырылады, ал төменгі өнім плунжерлі насоспен суық суару
ретінде беріледі. бағананың кубтық бөлігінен деэтандалған тұрақсыз бензин
келесі пропанды бағанаға бағытталады. бағанада барлығы 30 ректификациялық
табақша бар, олардың ара қашықтығы 350 мм, бағананың диаметрі 600 мм,
жалпы биіктігі 16790 мм. бағанадағы қысым 1,8 МПа.
Бағананың жоғарғы жағынан ауа тоңазытқышында сутылып конденсцияланатын
пропан буы шығарылады. Рефлюксті сыйымдылыққа жиналатын тазалығы жоғары
сұйық пропан (98 %) насоспен бағананың суарылуына жіберіледі, ал қалған
бөлігі тауар паркіне айдалады.
Пропанды бағананың төменгі өнімі ауа тоңазытқыштарының бір
секциясында суытылғаннан кейін тұрақсыз бензин құбырларына қайтып келеді,
ол жерде сонымен араласады. Қондырғыда алынған пропанның мөлшері көп емес,
шамамен 900 кгч, бұл зауытта өндірілетін тұрақсыз бензиннің 1 % кемін
құрайды.
Кейде бір қондырғыда газфракциялау процесі мұнай газынан ауыр
көмірсутектерді шығаратын абсорбциялық процеспен біріктіледі. Мұндай
қондырғылар абсорбциялық-газфракциондаушы (АГФҚ) деп аталады. Осындай
қондырғылардың біреуінің принципиалды схемасы. Бұл схемада абсорбер мен
абсорбциялы-тойтарысты бағананың мәні де типті майабсорбциялы
қондырғылардай және дәл сондай қондырғы болып табылады. Стрипингілі
десорберде деэтандалған қаныққан абсорбент пропан-бутанды фракцияға,
тұрақты газ бензиніне және арық абсорбентке бөлінеді. Арық абсорбент
ретінде газдан алынған гексан-гептанды фракция қызмет етеді.
ГФҚ технологиялық режимі.
ГФҚ жұмысының негізгі көрсеткіштері шикізаттың құрамындағы
компоненттерге анық бөлінуі мен мақсатты компоненттердің фракцияларға
концентрациялануы болып табылады. Олардың сапасы техникалық шарттар мен
стандарттарға қойылатын талаптарды қанағаттандыруы тиіс. Бекітілген
технологиялық регламентке қарай әрбір қондырғыға өзінің технологиялық
картасы жасалады, онда мыналар көрсетіледі: қондырғының жұмысының оптималды
режимі – процестің негізгі параметрлерінің өзгеру шегі – бағаналар мен
суару сыйымдылығындағы қысым, бағананың жоғарғы және төменгі жақтарының
(бақылау табақшаларында) температуралары, шикізат шығыны, суару шығыны,
қайнатқыштардың, суару сыйымдылықтарының деңгейі және алынатын өнімнің
химиялық құрамы.
Ректификацияның нақтылығы мен колннадағы технологиялық режимнің
орнықтылығы , сонымен бірге ГФҚ-да алынатын өнімнің мөлшері негізінен
бақылау-өлшеу аспаптарының сенімді жұмыс істеуі мен шығынды, қысымды,
деңгейді, температураны автоматты реттегішті және сапаны сараптауыштың
жұмысынан, жұмысшының тәжірибесіне байланысты.
ГФҚ-ның ректификациялық бағаналарының орнықты жұмысы төмендегілерге
байланысты:
- шикізаттың тұтастай қондырғыға және жеке бағаналарға бірелкі
берілуі;
- біркелкі суару;
- шикізат құрамының тұрақтылығы;
- қондырғыны жылу тасымалдауыш пен хладагенттермен сенімді қамтамасыз
ету.
Технологиялық режимді дұрыс ұстау үшін әрбір келтірілген шарттардың
ректификация процестері мен алынатын өнімнің сапасына тигізетін әсерін білу
керек.
Шикізат берудің тұрақтылығы. ГФҚ-ға шикізат газдан бензинді бөліп
алатын қондырғыдан (МАУ, НТК, НТА, НТР) немесе тауар-шикізат паркінен
келеді. Шикізат біркелкі берілмесе табақшадағы контактіленетін бу мен
флегма тепе теі күйіне келмейді, өйткені бір жағдайда табақшадағы деңгей
төмен болады, ал басқаларында жоғары болады, сондықтан булар бұзып шығуы
мүмкін,с онымен бірге бу жылдамдығы әр түрлі болады. артық салмақ болғанда
шикізатта керексіз табақшалардан флегманың жоғарғыларға өсуі мүмкін және
көпіршіктенген сұйық фазаның бағананың шламдық құбыры арқылы шығуы мүмкін.
Шикізаттың бұлай берілуінің нәтижесінде ректификация анық болмайды және
жоғарғы өнімде – дистилятта тек қана шекаралық компонент (қайгау
температурасы бойынша) болмайды, сонымен бірге қайнауы жоғары компонент
болуы мүмкін (мысалы, депропанизатор дистилятында н-бутан кездесуі мүмкін.
Сонымен қатар кубтық қалдықта қайнауы төмен компоненттердің біраз
буланбаған мөлшері қалуы мүмкін.
Екінші және келесі бағаналарға шикізаттың біркелкі енгізілмеуі
алғашқыдағы шикізаттың қондырғыға біркелкі берілмеуіне ғана байланысты
емес, сондай-ақ деңгейді реттегіштер мен айдайтын насостардың орнықты
жұмысына да байланысты ( шикізат бағанаға насоспен жіберілген жағдайда).
Қазіргі заманғы ректификациялық бағаналардың автоматты реттегіштердің
схемаларында бағаналарға шикізат айдалатын сыйымдылықтардағы деңгей шығыны
бойынша жөнделеді. бағанадағы қандай да бір өзгерістерді жай, жұлқымай,
шығын есептегіштегі көрсеткіштер мен сапаны саралағыштардың –
хроматогрфтардың дистиляттардың ағымындағы және кубтық қалдықтардағы
көрсеткіштерін есепке ала отырып жүргізу керек.
Суаруды берудің тұрақтылығы. Әдетте дистиляттың құрамы суаруды берудің
өзгеруінен болатын бағананың жоғарғы жағының температурасының өзгеруімен
реттеледі. Дистиляттың берілген құрамын анық реттеу үшін бақылауыш болып
аралық табақшалардағы (жоғарыдан санағанда төртінші немесе бесінші)
температура есептелді, мұнда контактіленетін бу мен флегма құрамдарының
болмашы өзгерісінен жоғарғы табақшаға қарағанда температур өзгереді. Бірақ
оператор суарумен көп айналыспауы керек. Мысалы, құрамындағы қайнауы жоғары
компоненттер көтерілгенде дитсилятты суаруды бірден жоғарылатпау керек. Бұл
ректификацияның одан да нашар болуына әкеледі және кубтық қалдықта қайнауы
төмен компоненттердің көбеюіне әкелуі мүмкін. Суарудың өзгерісін жай,
жұлқымай белгілі бір уақыт ішінде және шығын есептеуіш пен сапа
саралауыштың көрсетктеріне сүйене отырып жасау керек. Егер сапа құрамы
өзгермесе, онда шығынның өзгеруіне прапарцианалды суық суарудың шығыны мен
жылу тасымалдауштың шығыны өзгеруі тиіс. бағанадағы қоректену шығыны
елеулі азайғанда суару шығынын максималды көлемнен тек 0,4 –тен 0,6 ға
дейін ғана азайтуға болады. бұл бағанаға шикізаттың оптималды берілуін
қайта қалпына келтіргенге дейін анық ректификацияны сақтауға мүмкіндік беру
үшін жасалады.
2.3 Технологиялық схеманың сипаттамасы
Шикізат десорберге отыз бірінші табақшаға келеді (ал бағанада барлығы
81 табақша бар). Бағананың жоғарғы жағынан ауа тоңазытқышында
конденсацияланатын пропан буы шығарылады (конденсацияланған пропан суару
ретінде шығарылады, ал қалған бөлігі – тауар паркіне жіберіледі).
Десорбердің 50-ші табақшасындағы флегма стрипингтің жоғарғы табақшасына
ағады (бұл бағанада 32 табақша бар). Стрипингтің жоғарғы жағынан бу
қайнатқыштың көмегімен ыстық асорбент өтетін құбырлар арқылы өтеді.
Стрипингтің төменгі жағынан тауар паркіне насоссыз бағытталатын бутанды
фракция шығарылды. Тұрақты газ бензині десорбердің 10- шы табақшасынан
жанындағы погон ретінде шығрылады.
Жіңішке абсорбер (молекулалық массасы 100-110 гексан-гептанды фракция)
бағананың төменгі жағынан насоспен алынады және біртіндеп алдымен
қайнатқыш арқылы, мұнда жылуын береді, одан кейін құбырлы пеш арқылы, мұнда
ысытылып біртіндеп буланады, арлық сыйымдылыққа айдалады.
Абсорбенттен бөлініп шыққан бу бағананың төменгі жағына келеді және
олардың көмегімен абсорбенттен газдан алынған көмірсутектер буландырылады.
3. Технологиялық есептер
3.1 Негізгі құрылғылардың есебі.
Каталикалық крекинг қоректенуінің сұйық фазалардан және газ
фазаларынан пропан және басқа да ауыр көмірсутектерді шығаруға арналған
фракциондайтын абсорберді есептейік. Анықтамалық деректерге сәйкес [6] және
процестің өнімділігн есепке алғанда 3.1 кестеде келтірілген келесі құрамдар
болады.
3.1 кесте. Сұйық және газ фазаларының құрамы.
Компоненттер Компоненттер Сұйық фазаның құрамы Газ фазасының
нөмірлері кмольл құрамы кмольл
1 СН 39,8 397,6
2 СН 102,6 228,6
3 СН 259,4 223,6
4 изо - 62,9 25,2
СН
5 н- СН 114,4 44
6 изо- СН45,23 20,4 ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...3
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ...
1. Процесстің теориялық 5
негіздері ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ...
2. Технологиялық 19
бөлімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ..
2.1 Шикізаттың, дайын өнімнің және қосалқы материалдардың сипаттамасы ... ...19
2.2 Процестерді жүргізу параметрлері мен технологиялық схемаларды
таңдау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...21
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ...
2.3 Технологиялық сызбаны 27
сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
..
3 Технологиялық 29
есептер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... .
3.1 Негізгі құрылғылардың 29
есебі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... .
3.2 Абсорбция мен десорбцияның материалдық 32
балансы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
3.3 Қосалқы аппараттың 49
есебі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ..
Қорытынды ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...56
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ...
Глоссарий ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...58
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ...
Пайдаланылған әдебиеттер 61
тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ...
Қосымша
Кіріспе
Мұнайды қайта өңдеу және мұнайхимиялық өнеркәсіп ауыр өнеркәсіптің
жетекші салаларының бірі болып табылады. Соңғы жылдары мұнайды алу барынша
азайды.
Мұнайды қайта өңдеу өнеркәсібінің алдында мұнайды пайдаланудың
тиімділігін арттыру және оны алда өңдеуді жақсартуды қамтамасыз ету
міндеттері қойылды.
Қазіргі кезде мұнайдан ақшыл мұнай өнімдерін көп мөлшерде алу
мақсатында әртүрлі термиялық және химиялық әдістердің көмегімен мұнай
шикізатын өңдеу тереңдігін ұлғайтуға маңызды мән берілуде. Мұнайды қайта
өңдеуде газ кең қолданысқа ие. Газ хладагент, отын ретінде қолданылады.
Газ қоспаларын жекелеген компоненттерге бөлу үшін келесі процесстер
қолданылады: ректификация, компрессия, конденсация, адсорбция. Газды
фракциялық қондырғыларда (ГФҚ) бұл процесстер әртүрлі сәйкестіктермен
біріктіріледі.
Процестің болашағы құралды модернизациялау, өнімнің сапасн арттыру,
энергия сыйымдылығын төмендету болып табылады.
Газды фракциялық процестер мұнайзауыттық газдардан жеке
төменмолекулалы C1–С6 көмірсутектерін (шекті, және шекіз, қалыпты және
изоқұрылым) немесе олардың жоғарыоктандық автобензиндердің компоненттері
болып табылатын тазалығы жоғары фракцияларын алу үшін пайдаланылады, олар
бағалы мұнай химиялық шикізат, сонымен қатар алкилдеу процестері мен метил-
трет-бутил эфирі өндірісінің шикізаты т.б.болып табылады.
МӨЗ-дегі көмірсутекті газдардың көзі мұнайдан АТ, АВҚҚ
қондырғыларында бөлінетін газдар және мұнай шикізатын өңдеудің
термодеструктивті немесе каталикалық процестерінде пайда болған газдар,
сонымен қатар тұрақсыз бензидерді тұрақтануы газдары.
Химиялық құрамына қарай шекті және шексіз газдар бар. Шекті
көмірсутекті газдар мұнай айдау құрылғыларында және мұнай шикізатын
гидрокаталикалық айдауда (каталикалық риформинг, гидротазалау,
гидрокрекинг) алынады.
1. Процестің теориялық негіздері
Газбензиндегіш құрылғыда компрессия, абсорбция, қайнауы төмен
ректификаттау немесе адсорбция әдістері арқылы алынған тұрақсыз бензин
этаннан гептанға дейінгі көмірсутектерден тұрады.
Өндірілетін газдың құрамы мен ондағы мақсатты компонеттерді алу
тереңдігіне қарай тұрақсыз бензиндердің құрамы көп ауытқиды. Тұрақсыз
бензин тауарлық өнім ретінде кең қолданысқа ие: халық шаруашылығында одан
бөлінген пропан, изобутан, н-бутан, изопентан, н-пентан, гексан, тұрақты
газ бензин сияқты техникалық таза жеке көмірсутектер пайдаланылады.
Коммуналдық отын ретінде жыл мезгіліне қарай пропан-бутан қоспасын әртүрлі
қатынаста пайдаланады.
Бөлінген көмірсутектердің әрқайсысының сапасына қойылатын басты талап
– бұд тазалық, яғни алынатын фракцияда мақсатты компоненттердің жоғары
концентрациясы. Тап-таза көмірсутекті (қосындысы жоқ) бөліп лу
өнеркәсіптік жғдайда мүмкін емес. Өнімде мақсатты компоненттермен бірге
қайнау температурасы жақын басқа да көмірсутектер болады. мұндай қоспалар
қандай да бір компоненттің немесе компонеттер тобының фракциясының атымен
аталады, мысалы: пропан фракциясы, пропан-бутанды фракция, бутан-изобутанды
фракция. Сұйық көмірсутектер қоспаларын құрайтын компоненттерге толық бөлу
ректификаттау процесінде жүзеген асырылады. Егер екі өзара ерітілетін
сұйықтың қоспасын ақырындап жылытса, онда кейбір температурада қайнау
температурасы төмен сұйықтық алдымен қайнай бастайды. Бұл сұйықтықты
қайнауы төмен компонент деп атайды (қтк). Қайнау температурасында басында
қоспада болған барлық қайнауы төмен компонентті толық буға айналдыруға
болады. Бұдан кейін қалдық қайнауы жоғары компоненттен тұрады (қжк). Бұл
қалдық кубты қалдық деп аталады, ал қайнауы төмен компоненттердің булары
тоңазытқышта конденсатталғаннан кейін дистилятт деп аталады. Қарапайым
айдау деп аталатын сипатталған процесс қайнауы төмен компоненттердің
булрында қайнау жоғары компоненттерінің біраз мөлшері болатындықтан және
керісінше кубты қалдықта қайнауы төмен компоненттің біраз мөлшері
еритіндігінен бөлінген компоненттерді таза күйінде алуға мүмкіндік
бермейді. Компоненттерді толық және нақты бөлу үшін ректификаттау
қолданылады.
Ректификаттау – байланыстық элементтері бар (саптама, табақша) қарама
қарсы ағынды бағаналы аппаратта жасалатын жылу массаалмасу процесі.
Ректификаттау процесінде сұйық және бу фазасы арасында үздіксіз алмасу
жүреді. Сұйық фаза қайнауы жоғары компонентпен баииды, ал бу фазасы қайнауы
төмен компонентке баииды. Жылумассаалмасу процесі бағананың (флегма)
жоғарғы жағында пайда болып төемн ағатын дистилятт пен жоғарыға көтерілген
бу арасындағы бағананың бойында жүреді. Жылумассаалмасу процесін
қарқындандыру үшін фазалардың өзара әрекетессуінің бетін ұлғайтатын
контактілі элементтер қолданылады. Саптаманы қолданған жағдайда флегма
оның кемелденген бетімен жұқа пленка болып ағады. Ал табақшаларды қолданған
жағдайда контактының кемелденген бетін жасайтын көптеген көпіршік түріндегі
бу табақшадағы сұйықтықтың қабаты арқылы өтеді.
Бу мен сұйықтық контактілік құралдармен – ректификаттық табақшалармен
немесе саптамалармен жабдықталған ректификаттау бағаналарында өзара
әрекеттеседі.
Екі компонентті қоспаның ректификаттауда бөліну принципін
қарастырайық. Екі бөлікке - қайнауы жоғары және қайнауы төменге бөлінуі
тиіс шикізат бағананың ортаңғы бөлігіне қоректену табақшасына жіберіледі.
Шикізат бағанаға сұйықтық, бу немесе булысұйықтықты қоспа түрінде
жіберілуі мүмкін.
Бағанаға енгізілген сұйық қоспа контактілік құралдар арқылы
буландырғыш деп аталатын бағананың төменгі бөлігіне ағады. Сұйықтықтың
ағымына қарсы бу көтеріледі, ол бағананың кубындағы сұйықтықтың қайнауы
нәтижесінде пайда болған.
Табақшаға төменде жатқандағыдан келетін будың температурасы жоғарыда
тұрған табақшадан ағатын сұйықтыққа қарағанда жоғары болады. Табақшада бу
мен сұйықтықтың (флегма) контактысының нәтижесінде температура теңеледі.
Сөйтіп суытылатын будан сұйық фазаға қайнауы жоғары компоненттің бірз
мөлшері бөлінеді, ал айдалатын сұйықтықтан қайнауы төмен компонентті біраз
мөлшері буланады, яғни әрбір табақшада немесе контакт құралында жылуалмасу
және массаалмасу жүреді. Буларда олардың бағаналарда көтерілуіне қарай
қайнауы жоғары компоненттердің мөлшері азаяды және сәйкесінше қайнауы төмен
компоненттердің концентрациясы жоғарылайды, ал жіберетін флегмада қайнауы
жоғры компоненттердің концентрациясы жоғарыап, қайнауы төмен
компоненттердің концентрациясы азаяды.
Бу бағананың жоғарғы жағынан конденсаторға өтеді, ол жерде ол суып,
біртіндеп немесе толық шоғырланады.
Жоғарғы өнмінің немесе дистиляттың конденсатталған бөлігі насоспен
сурушы ретінде жіберіледі, ол жоғрғы табақшадан ағып сұйықтықты ағын –
флегма жсайды. Дистиляттың артық бөлігі қондырғыдн сыртқа шығарылады немесе
шикізат ретінде басқа бағанаға жіберіледі.
Флегма бағананың төменгі жағынан қайнатқышқа (рибойлер) жіберіледі,
ол жерде ол жіберілген жылудың нәтижесінде біртіндеп буланады. Флегмадан
бөлінген булар қайнатқыштан бағанаға (төменгі табақшаның астында) қайтып
келеді және ректификаттауға қажетті бу ағымын жасайды.
Бір ректификаттау бағанасында сұйық көмірсутекті қоспаны екі
фракцияға бөлуге болады. қоспаны үш фракцияға бөлу үшін екі бағаналы
қондырғы қажет. Бірінші бағанада бір фракция бөлінеді, ал қалған
екеуінің қопасы екінші бағанада бөлінеді. Қоспаны n фракцияға бөлу үшін n
– 1 ректификаттау бағанасы керек.
Ректификаттау бағанадағы табақшалардың саны бөлінетін компоненттердің
қайнау температурасының айырмашылығына байланысты. Көмірсутектердің
температурасы неғұрлым жақын болса, соғұрлым олардың қоспасын
компоненттерге бөлу қиын және ол үшін бағанада сонша табақша керек
болады. Н-бутан және н-пентан қоспаларын қайнау температурасы әр түрлі ,
атмосфералық қысымда +36,1 – (- 0,5)= 36,6С тең 30 табақшасы бар
бағана қажет.
Қайнау температурсы әр түрлі (-0,5)-(-11,1)=10,6С изобутан мен н-
бутан қоспаларын бөлу үшін 80 және одан көп табақшасы бар бағана керек
және қайнау температуралары 36,2 және 28С сәйкес н-пентан мен
изопентанды бөлу үшін 100-120 ректификациялық табақшалары бар бағана
қажет.
Ректификациялық бағаналардың жұмысын анықтайтын негізгі параметлер
бұл қысым, жоғарғы жақтың, төменгі жақтың және бағанаға шикізатты енгізу
температуралары, суару қысқалығы немесе флегмалық саны. Көмірсутектерді
ректификаттудың теориялық процесін қысымның кең диапазонында - терең
вакуумнан кең ауқымға дейін жүргізуге болады. Бірақ дұрысы жоғарғы өнімнің
конденсациясын сумен немесе ауамен суыта отырып жүргізуге болатын минималды
қысым болып табылады. Демек, суару ыдысындағы таңдап алынған температура
бағанадағы қысымды анықтайтын болады: жоғарғы өнімнің буларының парциалды
конденсациясында шық нүктесінің қысымы, ал тоық конденсацияда қайнап жатқан
сұйықтықтың қаныққан буларының қысымы.
ГФҚ – лардың көпшілігінде суытушы агент айналымды су болып табылады,
Қазақстанның орталық бөлігінде температура қыста 16 – 20 және жазда 24 –
30С болады. Осыған орай, жоғарғы өнімнің конденсациясының
температурасын 40С тең деп алады, ал ауада суыту аппараттарын
пайдаланған кезде суару сыйымдылығындағы температура қоршаған ауаның
максималды температурасынан 10 – 12С жоғары болуы тиіс.
Жоғарғы өнімнің мұндай конденсациясы кезінде суару сыйымдылығындағы
абсолютты қысым мына теңдеумен анықталады:
х = р,
= р, (1.1)
мұндағы х – компоненттердің молярлы концентрациялары; П –
суару сыйымдылығында температура есебімен компоненттердің қаныққан
буларының абсолютты қысымы, МПа.
Суару сыйымдылығындағы қысым осы температурада қаныққан булардың
парциалды қысымының суммасына тең.
Ректификациялық бағанадағы қысымды әдетте суару сыйымдылығындағы
қысымнан 0,2 – 0,3 МПа көбірек алады. бұл булардың табақшалар мен
конденсаторлардан өтуі кезіндегі гидравликалық кедергілерді жеңуге
жеткілікті. Сұйық қоспалардан метан және этан сияқты жеңіл көмірсутектердің
бөлінуі кезінде оптималды қысым өте көп мөлшерде ауытқуы мүмкін, бұл
шикізаттаың құрамына ғана емес, сонымен бірге арзан хладагенттерді
пайдалану мұмкіндігін анықтайтын қондырғылардың технологиялық схемаларына
да байланысты.
Бағананың төменгі жағынан жіберілген жоғарғы өнім мен (дистилятт)
сұйықтың берілген құрамымен бағананың жоғарғы жағы мен төменгі жағындағы
температура біртіндеп жақындату әдісімен анықталады. бағананың жоғарғы
жағындағы температураны жоғарғы өнімнің қайнауының соңғы температурасы
сияқты анықтайды.
Бағананың төменгі жағының температурасы бағанадағы қысым кезінде
қалдықтың қайнауның (бірертті булану) басының температурасына жауап беруі
тиіс.
Бағанаға жіберілген шикізаттаң температурасы қоректену табақшасының
есептеу температурасына сәйкес келуі тиіс. Қоректенудің оптималды
температурасы көбінесе хладагент пен жылутасымалдаушыға кететеін шығынмен
анықталады. Қымбат хладагенттерді (пропан, аммиак) пайдалануда метан мен
этанды бөлу кезінде шикізатты қатты ысыту тиімсіз, яғни оны бағанаға
қайнау температурасында немесе тіпті салқындатылған күйде жіберген абзал.
Ал арзан хладагенттерді (су, ауа) және қымбат жылу тасымалдағыштарды
пайдаланғанда шикізатты булысұйық күйінде берген тиімді. ГФҚ
бағаналарында әртүрлі қоректену табақшаларына шикізатты бірден төртке дейін
енгізу қарастырылған. Қандай да бір қоректену табақшасына берілетін шикізат
тәжірибелі таңдап алынды және ол шикізаттың құрамын байланысты. Шикізатта
ауыр көмірсутектер неғұрлым көп болса ол төменгі қоректену табақшасына
беріледі, ал керісінше, құрамында жеңіл көмірсутектер көп шикізат жоғарғы
қоректену табақшасына беріледі. Енгізілген екі шикізаттың арасында әдетте
үштен алтыға дейін табақша болады.
Ректификация процесінің аса маңызды параметрі бағананың жоғарғы
табақшасына берілетін суарудың саны болып табылады. Әдетте суарудың
қықалығына немесе флегмалық санға – берілген суарудың санының дистиляттың
санына қатысына байланысты.
Нақты флегма санын анықтау қиын мәселе. Алынатын дистиляттың тазалығы
қаншалықты жоғары болса және бөлінетін компоненттердің қайнау
температуралары өзара жақын болса флегма саны да көп болады.
Шикізат құрамының тұрақтылығы. Құрамында ГФҚ бар кейбір газды қайта
өңдеуші зауыттар шикізат ретінде өздері өндіретін тұрақсыз бензинді ғана
емес, сонымен бірге басқа да көздерден алынғандарды пайдаланады: мұнайды
тұрақтандыратын өнеркәсіптік құрылғылардың ЖККФ, Батыс Сібір ГӨЗ дан
газкоденсаттары мен тұрақсыз бензин.
Әр түрлі жақтан алынатын шикізаттардың құрамындағы көмірсутектердің
диапазоны өте кең. Шикізаттың әрбір түрін қондырғыда қайта өңде үшін нақты,
шикізаттың тек осы түріне ғана тән технологиялық режим жасалуы тиіс.
Техникалық тұрғыдан тауар-шикізаттық парктағы шикізаттың барлық түрін
ГФҚ-ға берер алдында химиялық құрамының біртектілігін қамтамасыз ету үшін
арластырған орынды болар еді. Бірақ, өкінішке орай, шикізатты араластыру
мүмкіндігі барлық зауыттарда жоқ, сондықтан практикада ГФҚ-да қайта
өңделетін шикізаттың құрамы периодтты ауысып тұруы жиі кездеседі. Қалыпты
жұмыс үшін жұмысшы алдын ала қайта өңдеуге алынатын парк сыйымдылығындағы
шикізаттың құрамын білуі тиіс және тауар-шикізат бөлімінің (цех) осы
шикізаттың түрін ГФҚ-ға беретіні туралы ақпаратты алдын ала білуі тиіс.
Құрамы жаңа шикізатты айду туралы ақпарат алған сәттен бастап автоматты
реттегішке ерілетін тапсырмаға түзетулер енгізуі тиіс. Егер мұндай
түзетулер дер кезінде жасалмаса, онда бағанадағы ректификация процестері
нашарлауы мүмкін және сонымен бірге сапасыз өнім шығуы мүмкін. Алғашқы
бағанадағы шикізатты бөлудің сапасы нашарласа қалған бағаналардағы өнімнің
сапасы да нашарлайтынын есте сақтау керек.
Мысалы, шикізаттың құрамында изобутан мен н-пентанның мөлшері көбейіп,
ал этан мен пропан азайды делік; ал н-бутан, изопентан мен гексан
өзгермеді.
Мұндай шикізат (ауырлатылған құрам) бірінші бағана-деэтанизаторға
колннаның жоғарғы және төменгі температурсы өзгермегенде және суарудың
шығыны өзгермегенде келгенде бу ағымы өзгереді, сонымен бірге бағананың
кубтық бөлігі асып кетеді, бағанадағы қысым азаяды. Суарудың шығыны
өзгеріссіз қалғандықтан жақын арада суару сыйымдылығы босайды. Нәтижесінде
бағананың төменгі өнімінде этанның буланбаған бөлігі болады, ал суару
тоқтатылған жағдайда қайнауы жоғары компоненттердің булары бағананың
жоғарғы жағына көтеріледі, яғни ректификация процесі біріншіден, шикізаттың
осы түріне арнап жасалған технологиялық картаға сәйкес колннаның төменгі
жағының температурасын көтеру үшін, осылайша кубтық қалдықтан этанның
булануын жақсарту және булардың қалыпты ағымын қамтамасыз ету үшін;
екіншіден, шикізаттың беруін төменгі қоректену табақшасына ауыстыру үшін,
үшіншіден, кубтық бөлікте берілген деңгейді реттеу үшін керек.
Осыған ұқсас реттеуіш параметрлерді шикізат жүретін келесі бағана-
депропанизаторда жасау керек.
Шикізаттың жүруі бойынша келесісі – дебутанизатор, онда бағананың
жоғарғы жағынан бутанды қоспаны алады, ал төменгі жағынан пентан-гександы
қоспаны алады. Дебутанизатордың жаңа шикізаты алдыңғы шикізатпен
салыстырғанда құрамында изобутан мен н-пентанның мөлшерінің көп болуымен
ерекшеленеді.
Құрамында н-пентан көп кубтық қалдықтан н-пентанды буландыру үшін
температураны бағананың төменгі жағынан көтеру керек, ал изобутанмен
байытылған жоғарғы өнімнің нақты ректификациясын қамтамасыз ету үшін
жоғарғы жақтың температурасын төмендету керек. Мұның барлығы бағанадағы
қысымның өзгеріссіз қалуыы жағдайында ғана болады.
Суару саны сапа анализаторларының көреткіші бойынша реттелуі тиіс.
Сонымен бірге, бағанадағы шикізатты жоғарғы қоректену табақшасына беруді
уыстыру қажет.
Бутанды қоспа шикізат жүруі бойынша келесі бағанада – изобутандыдан
изобутанға (жоғарғы өнім) және н-бутанға (кубтық қалдық) бөлінеді. Бұл
бағанада :
- шикізат беруді жоғарғы табақшаға ауыстыру;
- суаруды беруді жоғарылату керек.
Төменгі жақтың температурасы мен бағанадағы қысым тұрақты. Пентан-
гександы қоспа әрі қарай депентанизаторға келеді, мұнда шикізат пентан және
гексан қоспаларына бөлінеді. Жоғарғы өнім н-пентанмен байытылғандықтан және
пентанды қоспаның орташа қайну температурасы жоғары болғандықтан бұл
кооннада жоғарғы жақтың температурасын көтеру керек, ал бағананың төменгі
жағының температурасы мен ондағы қысым тұрақты болып қалады.
Соңғы бағана – изопентанды, онда шикізат изопентанға (жоғарғы өнім)
және н-пентанға (төменгі өнім) бөлінеді. бағананың жоғарғы және төменгі
жағындағы температура мен ондағы қысым өзгеріссіз қалады. Шикізатта
изопентанның пропорционалы қатынаста азаюына суару және жылутасымалдауыш
шығыны азаяды.
Деэтанизатор, депропанизатор, дебутанизатор, депентанизатор сияқты
бағаналардың шикізатындағы қайнауы жоғары компонеттері азайғанда бағананың
төменгі жағының температурасын азайту керек, суару санын ұлғайту және
шикізат беруді төменгі қоректену табақшасына ауыстыру керек.
Қысым тұрақтылығы. Егер бағананың жоғарғы және төменгі жағындағы
температура өзгеріссіз қалса, онда шикізат құрамының тұрақтылығы кезінде
қысымның көтерілуі дистиляттың қалдықтан жеткіліксіз булануына әкеледі, ал
қысымның төмендеуі – дистилятта қайнауы жоғары компоненттің концентрациясы
жоғарылауы салдарынан дистиляттың сапасының нашарлауына әкеледі.
Бағанадағы қысымның жоғарылауы конденсаторға келетін суытатын судың
мөлшерінің азаюынан немесе конденсатрдң түтікшелерінде қақ және шламдардың
әсіресе жаз айларында пайда болуынан, ал пропан мен аммиак хладагент
ретінде қызмет ететін, деэтанизатордағы қысымның жоғарылауы осы хлдагенььің
берілуінің азаюынан болуы мүмкін.
Ауамен суыту аппараттары қолданылатын ГФҚ-ларда суару
сыйымдылығындағы, бағанадағы да қысымның өзгеруі тәуліктің әр түрлі
уақытында қоршағн ауаның температурасының өзгеруінен, бір немесе бірнеше
желдеткіштің тоқтауынан болады. Жаз мезгілінде жалюзиі толық ашық барлық
желдеткіштер жұмыс стеуі тиіс. Ауа райы өте ыстық кезде желдеткіш
айдамаайтын уаны ылғалдатқыштар да қосылуы тиіс. Егер көмектеспесе, онда
кондесатцияланбайтын булрдың бөлігін шикізат компрессорларына беру керек.
Қыс мезгілінде бағананың шлемді түтігінен шығатын бу ағымының бөлігін
суару сыйымдылығына автоматты реттегіш арқылы, яғни конденсатордың жанынан
жіберу керек. Мұнымен сыйымдылықтардағы қажетті қысым мен суару
насостарындағы тірек ұстап тұруы қамтамасыз етіледі. Қоршаған уаның
температурасына қарамастан дистиляттың конденсациясының температурасы қысқы
мезгілде 20 – 25 С төмен болмауы керек.
Абсорбция деп газ қандай да бір дәрежеде еритін газдың сұйық
сіңіргішпен сіңіру процесін атайды. Кері процесс – ерітілген газдың
ерітіндіден бөлінуі десорбция деп аталады.
Абсорбциялық процестерде (абсорбция, десорбция) екі фаза – сұйық және
газды қатысады және газды фазадан сұйыққа зат алмасу (абсорбцияда) жүреді
немесе керісінше сұйық фзадан газдыға (десорбция) зат алмасу жүреді.
Сөйтіп, абсорбциялық процестер массоберу процестерінің бір түрі болып
табылады.
Абсорбция практикасында көбінесе жеке газдар емес, газ қоспалары
пайдаланылады, олардың құрамды бөліктерін (бір немесе бірнеше) сіңіргіш көп
мөлшерде сіңіре алады. Бұл құрамды бөліктер абсорбциялантын компоненттер
немесе жай ғана компоненттер деп аталады, ал сіңірілмейтін құрамды бөліктер
инертті газ деп аталады.
Сұйық фаза сіңіргіштен және абсорбцияланатын компоненттен тұрды. Көп
жағдайда сіңіргіш абсорбцияланатын компонентпен химиялық реакцияға түсетін
активті компонеттің ерітіндісі болып табылады, сонымен бірге активті
компонент ерітілген затты ерітінді деп атайды.
Инертті газ және сіңіргіш газ және сұйық фазаларға сәйкес
компоненттерді тасымалдаушы болып табылады. Физикалық абсорбцияда (төменнен
қарау керек) инертт газ бен сіңіргіш компоненттерді бір фазадан басқасына
тасымалдауға қатыспайды және шығындалмайды. Хемосорбцияда (төменде)
сіңіргіш компоненттермен химиялық әрекеттесуі мүмкін.
Абсорбциялық процестердің жүруі олардың статикасымен және
кинетикасымен сипатталады.
Абсорбцияның статикасы, яғни сұйық және газ фазаларының арасындағы
тепе-теңдік фазалардың барынша ұзақ жақындасуы кезінде қалыптастын күйін
анықтайды. Фазалар арасындағы тепе-теңдік компоненттер мен сіңіргіштің
термодиамикалық қасиеттерімен анықталады және фазалрдың біреуінің құрамына,
температураға және қысымға байланысты.
Абсорбцияның кинетикасы, яғни, массаалмасу процесінің жылдамдығы
процесті қозғаушы күпе (яғни, тепе-тең күйден жүйенің ауытқу дәрежесі),
сіңіргіштің, компоненттің және инертті газдың қасиеттерімен, сонымен бірге
фазалардың жақындасу тәсілдерімен (абсорбциялық аппарат құрылғыларымен және
оның жұмысының гидродинамикалық режимімен) анықталады. Абсорбциялық
аппараттарда қозғаушы күш олардың ұзындығы бойынша өзгереді және фазалардың
өзара қозғалуының (қарама қарсы тоқ, тура тоқ, қиылысқан тоқ т.б.) сипатына
байланысты. Сөйтіп үздіксіз және сатылай контак жүзеге асуы мүмкін.
Сатылай контактылы абсорберлер газ бен сұйықтық тізбектеле байланысқан
бірнеше сатыдан тұрады, және де бір сатыдан келесі сатыға өту кезінде
қозғаушы күште секірмелі өзгеріс пайда болады.
Химиялық абсорбция және хемосорбция болды. Физикалық абсорбцияда
газдың еруінде химиялық реакция жүрмейді (немесе, бұл реакция процеске
онша қатты әсер етпейді). Бұл жағдайда ерітіндінің үстінде компоненттәі
қысымының қандай да бір тепе-теңдік болады және соңғысының сіңірілуі оның
газ фазасындағы парциалды қысымы ерітіндінің үстіндегі тепе тең қысымнан
жоғары болған жағдайда ғана жүреді. Компонент газдан толықтай қарама қарсы
тоқ жағдайында және абсорберге құрамына компоненттері жоқ таза сіңіргішті
бергенде шығады.
Хемосорбцияда (химиялы реакция қоса жүретін абсорбция)
абсорбцияланатын компонент сұйық фазада химиялық қосылыстар түрінде
байланысады. Қайтымсыз реакцияда ерітіндінің үстіндегі компоненттің тепе-
тең қысымы өте аз және ол толықтай сіңірілуі мүмкін. Қайтымды реакцияда
ерітіндінің үстінде физикалық абсорбцияға қарағанда аз блса да компненттің
қысымы болады.
Абсорбцияның өнеркәсіптік жүргізілуі десорбциямен сәйкес келуі немесе
сәйкес келмеуі мүмкін. Егер десорбцияны өндірмесе, сіңіргіш бір рет
қолданылады. Сөйтіп абсорбцияның нәтижесінде дайын өнім, жартылай өнім
алынады немесе егер аборбация газдарды санитарлық тазалау мақсатында
жүргізілсе канал жүргізуге (залалсыздандырылғннан кейін) төгілетін
тасталатын ерітінді алынады.
Абсорбцияның десорбциямен сәйкес келуі сіңіргішті бірнеше рет
пайдалануға және абсорбцияланатын компоненттің таза күйінде бөлінуіне
мүмкіндік береді. Ол үшін ерітіндіні абсорберден кейін десорбцияға
бағыттайды, онда компонент бөлінеді, ал регенерацияланған ерітіндіні
(компоненттерден босатылған) қайтадан абсорбцияға қайтарады. Мұндай схемада
(дөңгеленіп жүретін процесс) сіңіргіш шығындалмайды, және де үнемі
абсорбер – десорбер – абсорбер жүйесі бойынша айналып тұрады.
Кейбір жағдайларда десорбция жүргізу процесінде сіңіргішті бірнеше рет
пайдаланудан бас тартады. Сөйтіп десорберде дегенрацияланған сіңіргішті
канализацияға төгеді, ал абсорберге жаңа сіңіргіш береді.
Десорбцияға қолайлы шарттар абсорбцияға қолайлы жағдайларға қарама-
қайшы. Ерітіндінің үстінде десорбцияны жүзеге асыру үшін компоненттің
елеулі қысымы болуы керек, сөйтіп ол газ фазасына бөліне алуы тиіс.
Қайтымсыз химиялық реакция абсорбциямен бірге жүретін сіңіргіштер
десорбция жолымен регенерацияланбайды. Мұндай сіңіргіштердің
регенерацияларын химиялық әдіспен жүргізуге болады.
Өнеркәсіптің химия жіне аралас салаларында абсорбциялық процестерді
қолдану аясы өте кең. Олардың кейбіреулері төменде көрсетілген.
Газды сұйықтықтың сіңіруі жолымен дайын өнім алу. Оған мысал бола
алатын: күкірт қышқылы өндірісінде SO3 абсорбциясы; тұз қышқылын алу мен
HCl абсорбциясы; азоттың сумен (азот қышқылы өндірісі) немесе сілтілік
ерітіндісімен (нитраттарды алу) тотығының абсорбциясы және т.б. Сөйтіп
абсорбция кейіннен десорбциясыз жүргізіледі.
Газ қоспаларын қоспаның бір немесе бірнеше құнды компоненттеріне
бөлуге арналған бөлу. Бұл жағдайда қолданылатын сіңіргіштің шығарылатын
ккомпненттерге қатысты сіңіргіш қасиеттерінің мүмкіндігі көп және газ
қоспаларының басқа құрамдас бөліктеріне (сайлауғ немесе селективті,
абсорбция) қатысты мүмкіндіктері аз болуы тиіс. Сөйтіп абсорбцияны әдетте
десорбциямен айналмалы процесте сәйкестендіруге болады. Мысал ретінде кокс
газынан бензол абсорбциясын, ацетиленнің газ крекингінен немесе табиғи газ
пиролизіне абсорбциясын, бутадиеннің контакт газінен абсорбциясын және
т.б.атауға болады.
Газды зиянды компоненттер қоспасынан тазарту. Мұндай тазалау ең
алдымен алдағы газды қайта өңдеу кезінде жіберуге болмайтын қоспаларды жою
мақсатында жүргізіледі (мысалы, мұнай және кокс газдарын H2S тен тазарту,
аммиактың CO2 және CO дан синтездеуге арналған азот-сулы қоспалар,
контактылы күкірт қышқылы өндірісінде күкірт қышқылдарын кептіру). Сонымен
бірге атмосфераға шығатын газдардан санитарлық тазалау жүргізіледі (мысалы,
топочный газды SO2 ден тазарту; сұйық хлордың конденсациясынан кейін
абгазды Cl2 ден тазарту; минералды тыңайтқыштар өндірісінде бөлінетін
газдың фторлы қосылыстарынан тазалау жіне т.б.).
Қарастырылып отырған жағдайда компонент әдетте пайдаланылады,
сондықтан оны десорбция жолымен бөледі немесе ерітіндіні сәйкес келетін
қайта өңдеуге жібереді. Кейде, егер шығарылатын компоненттің мөлшері өте аз
болса және сіңіргіш аса маңызды болмаса ерітіндіні абсорбциядан кейін
канализацияға жібереді. Газ қоспаларынан бағалы компоненттерді жойылп
кетпеу үшін ұстп қалу, мысалы ұштын ерітінділердің рекуперациясы (спирттер,
кетондар, эфирлер және т.б.).
Газ қоспаларын бөлу үшін, газдарды тазарту және бағалы компоненттерді
ұстап қалу үшін абсорбциямен қатар басқа да әдістер қолданылатынын атап
айту керек: адсорбция, терең суыту және т.б. Қандай да бір әдісті таңдау
техника-экономикалық пайымдау бойынша анықталады. Әдетте абсорбция
компонеттерді толық шығару аса маңызды болмағанда дұрыс. Абсорбциялық
процестерде масса алмасу фазалардың жанасуының үстінде жүреді. Сондықтан
абсорбциялық аппараттарда газ бен сұйықтық арасындағы жанасудың беті жақсы
дамыған болуы тиіс. Осы беттерді жасау әдістеріне қарай абсорбциялық
аппараттарды келесі топтарға бөлуге болады:
а) фазалар арасындағы беттік контакт сұйықтық айнасы (меншікті беттік
абсорберлер) немесе сұйықтықтың осы пленкасының беті (пленкалы абсорбер)
болып табылатын беттік абсорберлер. Осы топқа сұйықтық абсорберге
орнатылған әртүрлі формадағы денелерден (сақиналар, кесек материалдар және
т.б.) тұратын саптаманың бетімен ағатын саптамалық абсорберлер мен
механикалық пленкалық абсорберлер жатады. Беттік абсорберлер үшін белгілі
дәрежедегі контакт беті абсорбердің элементтерінің геометриялық бетімен
(мысалы, саптамалар) анықталады, алайда көп жағдайда ол оған тең емес.
б) барботажды абсорберлер, оларда контактінің беті сұйықтықта көпірші
және ағыс түрінде болатын газ ағымдарымен дамиды. Газдың мұндай қозғалысы
(барботаж) оны сұйықтыққа толытырлған аппарат арқылы (тұтас барботаж)
немесе әртүрлі типті табақшалары бар бағана типті аппараттар арқылы
өткізу жолымен жүзеге асырылады. Газ бен сұйықтықтың өзара әрекеттесуінің
мұндай сипаттамасы толтырылған саптамасы бар саптамалы абсорберлерде де
байқалады.
Осы топқа сұйықтықты механикалық араластырыштармен араластыратын
барботажды бсорберлер де кіреді. Барботажды абсорберлерде контктінің беті
гидродинамикалық режиммен (газ бен сұйықтықтың шығындалуы) анықталады.
в) шашырағыш абсорберлер, олрда контактінің беті сұйықтықты газ
массасында ұсақ тамшыларға шашырату жолымен жүзеге асырылады.контакт беті
гидродинамикалық режиммен (сұйықтықтың шығынымен) анықталады. Бұл топқа
сұйықтықтың көпіршуі форсунка арқылы (форсункалы) тқта газдың жоғары
жылдамдықта қозғалуыы (жылдам тура тоқты көпіршікті абсорберлер) немесе
айналдыратын механикалық құрылғылар (механикалық көпіршікті абсорберлер)
арқылы жүзеге асырылатын абсорберлер жатады.
Абсорбциялық аппараттардың келтірілген кассификациясы шартты болып
табылады, өйткені аппараттың конструкциясын емес, контакт бетінің
сипаттамасын бейнелейді. Жұмыс шартына байланысты бір ғана аппарат әр түрлі
топта болуы мүмкін. Мысалы, саптамалы абсорберлер пленкалы да, барботажды
режимде де жұмыс істей алады. Барботажды тарекалары бар аппараттарда
сұйықтықтың елеулі көпіршіктенуі жүргізілетін және контактінің беті
негізінен тамшы болатын режим болуы мүмкін. Аппараттардың әр түрлі
типтерінен қазіргі кезде саптамалы мен барботажды табақшалы абсорберлер
кеңіен тараған. Абсорберлердің түрін таңдау кезінде әрбір нақты жағдайда
техника-экономикалық факторларды есепке ала отырып процесті жүргізудің
физика-химиялық шарттарына қарау керек. Абсорбердің негізгі өлшемдері
(мысалы, диаметр және биіктігі) жұмыстың берілген шарттарына қарай
(өнімділігі, компоненттердің шығуының талап етілетін дәрежесі және т.б.)
анықталады. Есептеу үшін процестің статикасы және кинетикасы бойынша
мәліметтер қажет. Статика бойынша мәліметтер анықтамалық кестелерден
табылады, термодинамикалық параметрлердің көмегімен есептеледі немесе
тәжірибелік жолмен анықталады. Кинетика бойынша мәліметтер аппарттың түрі
мен оның жұмыс режиміне қарай байланысты болады. Сенімді нәтижелер сол
шарттар бойынша жүргізілген эксперименттер болып табылады. Көбінесе мұндай
деректер жоқ және есептеу мен тәжірибеге сүйенуге тура келеді. Қазіргі
уақытта масса беру коэфициентін есептеу немесе лабораториялық немесе
модельді тәжірибе жолымен анықтауға мүмкіндік беретін толықтай сенімді әдіс
жоқ. Алайд аппараттардың кейбір түрлеріне масса алмасудың есептеудің
көмегімен немесе салыстырмалы қарапайым тәжірибемен дәл коэфициентін табуға
болады.
2. Технологиялық бөлім
2.1 Шикізаттың, дайын өнімнің және қосымша материалдардың
сипаттамалары.
Тәжіғалы – мұнайгаз кен орны Қазақстанның Атырау облысында, Құлсары
теміржол бекетінен оңтүстік-шығысқа қарай 80 км жерде орналасқан. Кен орны
1956 ж. ашылған. Ол тектоникалық құрылым тұрғысынан үш қантты тұзды
күмбезді құрылымнан орын алған..
Мұнайлылығы шығыс және батыс қанаттарында бор мен юра жиналуына
байланыст. Бор жиналағна жерлерінде төрт горизонт бар және бір горизонт
орта юрада. Неоком горизонты мұнайгазды, ал қалған жерлері мұнайлы.
Өнімдік горизонттың тереңдігі 382 ден 1002 м ге дейін ауытқиды.
Газ құрамы: метан 59,8-62,4%; этан 7%; пропан 5,3%; азот 14,8-29,2%;
сутегі 0,4%.
Қондырғыларда жеңілдетілген схема бойынша жұмыс істеу кезінде келесі
өнімдер алынады: бензин, рефлюкс (С5 көмірсутектері және төмен),
күкіртсутегі және құрғақ газ.
2.1 кесте. Шикізаттың, дайын өнімнің және қосымша материалдардың
сипаттамалары.
Дайындалған өнім, Мемлекеттік немесе Тексерілетін сапа ШРК
шикізат және салалық стандарт көрсеткіштері
материал атауы нөмірі
КК қондырғылардың СТП 1. С5 көмірсутектердің30
майлы газы (шикізат)010101-401142-99 массалық үлесі, %
2. Күкіртсутектің 0,2
массалық үлесі, %
КК бензин үлесі СТП 1. Айдау шектері
(шикізат) 010101-401135-96 А) Айдау басындағы 35
температура, оС
Б) Айдау сонындағы
температура, оС 195
2. Октан саны (зерттеу
әдісі бойынша) 76
Құрғақ газ Құрам реттелінбейді
Тұрақты бензин СТП Қаныққан булардың
(компонент) 010101*401121-99 қысымы, мм.сын.бб.
А) жазғы бензин 700
Б) қысқы бензин 900
H2S құрамы жоқ
Мыс пластинкасына өтті
тексеріс
Рефлюкс ГФҚ-1 СТП С5 көмірсутектердің 60
010101-401182-2000 массалық үлесі
Жоғары сапалы азот, СТП Азоттың көлемдік үлеі,99,98
тазалығы 99,98% 010101-407501-99 % кем емес
қысымы 5,5кгссм2
Дайын өнімді пайдалану.
Тұрақты бензин А-76 , АИ-92 маркалы автокөлік бензиндерінің базалық
компоненттері ретінде пайдаланылады. Рефлюкс ЭП 300 өндірісіне арналған
шикізат ретінде пайдаланылады. Құрғақ газ бірлестік цехтарында газтектес
отын ретінде қолданылады. Күкіртсутегі цехта қарапйым күкіртті алу үшін
пайдаланылады.
2.2 Процестерді жүргізу параметрлері мен технологиялық схемаларды
таңдау
Газафракциялық қондырғылар екі түрлі болады: бір бағаналы және көп
бағаналы.
Бір бағаналы құрылғылар тұрақтандырушы деп аталады. Олар тұрақсыз газ
бензиндерін тұрақты газ бензиндеріне және жандырылған газға (пропан-бутанды
қоспа) бөлуге арналған.
Тұрақтандырушы құрылғыда тұрақсыз бензин насоспен жылуалмастырушы
жүйесі арқылы бағананың ортаңғы бөлігіне (стабилизатор) жіберіледі.
Құрамында шамалы этан бар пропан-бутан қоспасының бу болып табылатын
жоғарғы өнім тоңазытқыш-конденсатор арқылы рефлексті сыйымдылыққа
жіберіледі. Жоғарғы өнімнің пайда болған конденсатының бір бөлігі насоспен
колннаның жоғарғы табақшасына суару ретінде жіберіледі, ал қалған бөлігі
сол насоспен жандырылған газдың тауар сыйымдылығына айдалады.
Негізінен этаннан, және бутанның кейбір қоспасы бар пропаннан тұратын
конденсацияланбаған газ (шамалы бөлігі) қысымды реттегіш арқылы қайта
бензиндеуге беріледі немесе отын ретінде пайдаланылады. бағананың төменгі
өнімі – тұрақты газ бензині – қайнатқыштан жылу алмастырушы мен тоңазытқыш
арқылы тауар сыйымдылығына беріледі.
Стабилизатордың жұмыс режимі тұрақты компонентті құрам кезінде алынған
тауардың – бензин мен жанған газдың сапасын қойылатын талаптарға
байланысты. Егер қаныққан булардың тығыздығы төмен бензин алу талап етілсе,
онда н-бутанды өте терең буландырады. Бұл бағананың жлғарғы және төменгі
жағының температурасының жоғарылауы арқылы немесе бағанада қысымды
төмендету арқылы, кейде екі факторды да сәйкесиендіру арқылы жасалады.
Егер қалдықтарда жазғы маркалардың құрамында пентан, ал қалдықтардың
қысқы маркаларының ққұрамында бутан болуына негізделген минималды
буланбаған қалдығы бар жанған газ алу қажет болса, онда бағанадағы қысымды
көтеру керек, ал бағананың жоғарғы және төменгі жақтарының температурасын
шамалы төмендету керек. Алынған бағананың кубтық қалдығы бұл жағдайда
мұнайға айдалады немесе түтік жүргізу рқылы мұнай химия зауытына
жіберіледі.
Көп бағаналы газафракциялық қондырғыларда тұрақсыз бензиннен тұрақиы
бензин (немесе гександы фракция) және жеке көмірсутектердің фракциялары
(пропанның, изобутанның, н-бутанның, изопентанның, н-пентанның) бөлінеді.
Қондырғыда ректификациялық бағаналардың саны алынатын фракциялардығ
санынан бірлікке кем болуы тиіс. Алайда қарапайым бағанардың байланысу
тәсілдерімен ерекшеленетін ректификацияның әртүрлі схемалары болуы мүмкін.
Үш өнімге бөлінетін бастапқы шикізат екі схема бойынша
ректифмкацмяланады, ал төрт өнімге бөлінетін бес схем бойынша, ал бес
өнімге бөлінетін шикізат он төрт схема бойынша ректификацияланады.
Ректификация схемасын таңдау кезінде экономикаға әсер ететін көптеген
көрсеткіштерді назарға алу керек (электроэнергияның, отынның шығыны,
аппаратураның үлкендігі, айдауға кететін шығын). Сонымен бірге фракциялау
схемаларын таңдау кезінде қажет мөлшерде аралық өнімді алудың мүмкінділігі
мен сенімділігі, жеңілдігі тұрғысынан әртүрлі схемаларды салыстырп көру
керек. Тауар өнімінің сапасы, яғни жеке көмірсутектердің бөлінген
фракцияларының сапасы аралық өнімнің сапсына байланысты боалы.
Қысымның үдемелісіз режимі бар ГФҚ дың технологиялық схемасы. Оларда
шикізат жүруі бойынша алдыңғы бағаналардың қысымы кейінгілерге қарағанда
жоғары. Сондықтан бөлінетін шикізат бағанадан бағанаға өздігінен ағады
және олрға насостың аз мөлешрі керек.
Қысымның үдемелі режимі бар ГФҚ дың технологиялық схемасы. Оларда
шикізат жүруі бойынша алдыңғы бағаналардың қысымы кейінгілерге қарағанда
төмен. Тұрақсыз бензинің құрамында тіпті пропаннан да аз, бутанның елеусіз
массалық бөлігі болғанда олар аса үнемді. Мұндай жағдадйа негізгі алынған
өнім (тұрақты бензин) бірінші бөлімнен шығарылады, ал қалған бағаналар
үшін шамалы мөлшерде шикізат қалады, соның нәтижесінде олардың өлшемі,
сонымен бірге қосалқы құралдардың өлшемі де кішірейеді, сөйтіп
эксплуатациялық шығын мен салынатын қаражат үнемеделеді.
Практикада қысымы аралас режимді схемалар жиі кездеседі. Көптегеен ірі
және орта отандық газды қайта өңдеу зауыттарында ГФҚ ның технологиялық
схемасы қабылданған: шикізат – деэтанизделген бензин – ГФҚ мен бірге бір
технологиялық блокты құрайтын майабсорбциялау бензинсіздендіру құрылғысымен
(МБҚ) фракциялануға түседі. Тұрақсыз бензиннің бөліну процесі пропанды
бағанада басталады. Оған шикізат жылу алмастырғышты алдын ала жылытылғаннан
кейін түседі. бағанада шикізат тауар пропаны мен бутан-бензинді қоспаға
бөлінеді. Жоғарғы өнім толықтай конденсацияланады. Ол біртіндеп суаруға
жіберіледі, ал оның баланстық бөлігі дайын өнімдер қоймасына жіберіледі.
Бутан-бензинді қоспа бағананың төменгі жағынан қайнатқыш пен жылу
алмастырғыш арқылы бутанды бағананың ортаңғы бөлігіне беріледі. Бұл
бағанада шикізат тұрақты бензинге (төменгі өнім) және изобутан мен н-бутан
қоспасына (жоғарғы өнім) бөлінеді. Тұрақты бензин қайнтқыштан жылу
алмастырғыш пен тоңазытқыш арқылы тауар паркіне бағытталады. Бутанды
бағананың жоғарғы өнімі суару сыйымдылығынан изобутанды бағанаға түседі,
ол жерде ол изобутан мен н-бутанға бөлінеді. Қондырғының әрбір бағанасы
конденсацияланған және суытылған жоғарғы өніммен суарылады. Қайнатқыштарда
жылу тасымалдаушы ретінде қаныққан су буы қызмет етеді. Бензиндеу мен
фракциондау процестері бір технологиялық блокқа орналастырылған көптеген
зауыттарда жылу тасымалдаушы ретінде бір мезгілде түтікшелі пеште
ысытылатын абсорбент ретінде қызмет ететін жарықтандырғыш керосин
пайдланылады.
ГФҚ-да деэтандалған бензин пропанға, бутанға, изопентанға, н-пентанға
және гексанға және жоғарыларға бөлінеді. Схеманың келесі ерекшеліктері
бар. Пентанды фрпкция біреу ретінде жұмыс істейтін қатар тұрған екі
ректификациялық бағаналарда изопентанға және н-пентанға бөлінеді. Жылу
жүйеге бағананың төменгі жағына орнатылған қайнатқыш арқылы өтеді, ал суық
суару ағымы бағананың жоғарғы табақшасына енгізіледі. Пентанды фракция
ысытылғаннан кейін бағананың жоғарғы жағы беріле алады (жоғарыдан
санағанда екінші немесе алтыншы табақшаға) немесе бағананың төменгі жағына
(төменнен санағанда үшінші табақшаға) беріле алады.
Бағананың жоғарғы жағынан шығатын бу ағымы бағананың төменгі
табақшасының астына, ал бағананың кубтық бөлігінде жиналған флегма
насоспен бағананың жоғарғы табақшасына беріледі. Сөйтіп қарама ққрсы
қозғалатын бу және сұйық фзалардың үздіксіз контактісі жасалады, яғни
ректификацияның қажетті шарттары қамтамсыз етіледі.
Шығыс Сібірдегі кейбір газ өңдеу зауыттарындағы ГФҚ-лардың әр
түрлілігі тұрақсыз бензиннен тазалығы жоғары пропан алу бойынша қондырғылар
болып табылады. Бұл қондырғыларда екі ректификациялық клонна бар және
суытудың пропанды жүйесінде шығынды қайта толытыруға жеткіліктілігімен және
зауыттан алшақтатылған бөлмелерді жылытуға, пропанд металлды кесуге
арналған жалпы зауыттық қажеттіліктерді қанағаттандыруымен ерекшеленеді.
Барлық болмысына қарай қоныдырғылрдың технологиялық схемасы
стабилизациялқ қондырғыларға ұқсас.
Кептірілген тұрақсыз бензин коллектордан бірінші бағанаға
(деэтанизатор) беріледі. бағана Рашига сақинасынан төрт қабатт саптамалы.
Әрбір қабаттың биіктігі 2500мм. бағананың диаметрі жоғарғы жағында 600 мм,
төменгі кубтықта – 1100мм. Кубтық бөлік қайнатқышқа құрастырыла
орналастырылған. Қайнатқыштарда жылу тасымалдағыш ретінде су буы және
айналдыратын мұнай өнімі (дизельді отын) қызмет етеді. бағанадағы қысым
3,0 МПа. Колннаның жоғарғы жағынан этаннан және шамалы пропаннан тұратын бу
шығарылады. Олар ауа тоңазытқышынд конденсациялнады және рефлексті
сыйымдылыққа түседі. Бұл сыйымдылықтағы конденсациланбаған газдар зауыттың
жағу желісіне лақтырылады, ал төменгі өнім плунжерлі насоспен суық суару
ретінде беріледі. бағананың кубтық бөлігінен деэтандалған тұрақсыз бензин
келесі пропанды бағанаға бағытталады. бағанада барлығы 30 ректификациялық
табақша бар, олардың ара қашықтығы 350 мм, бағананың диаметрі 600 мм,
жалпы биіктігі 16790 мм. бағанадағы қысым 1,8 МПа.
Бағананың жоғарғы жағынан ауа тоңазытқышында сутылып конденсцияланатын
пропан буы шығарылады. Рефлюксті сыйымдылыққа жиналатын тазалығы жоғары
сұйық пропан (98 %) насоспен бағананың суарылуына жіберіледі, ал қалған
бөлігі тауар паркіне айдалады.
Пропанды бағананың төменгі өнімі ауа тоңазытқыштарының бір
секциясында суытылғаннан кейін тұрақсыз бензин құбырларына қайтып келеді,
ол жерде сонымен араласады. Қондырғыда алынған пропанның мөлшері көп емес,
шамамен 900 кгч, бұл зауытта өндірілетін тұрақсыз бензиннің 1 % кемін
құрайды.
Кейде бір қондырғыда газфракциялау процесі мұнай газынан ауыр
көмірсутектерді шығаратын абсорбциялық процеспен біріктіледі. Мұндай
қондырғылар абсорбциялық-газфракциондаушы (АГФҚ) деп аталады. Осындай
қондырғылардың біреуінің принципиалды схемасы. Бұл схемада абсорбер мен
абсорбциялы-тойтарысты бағананың мәні де типті майабсорбциялы
қондырғылардай және дәл сондай қондырғы болып табылады. Стрипингілі
десорберде деэтандалған қаныққан абсорбент пропан-бутанды фракцияға,
тұрақты газ бензиніне және арық абсорбентке бөлінеді. Арық абсорбент
ретінде газдан алынған гексан-гептанды фракция қызмет етеді.
ГФҚ технологиялық режимі.
ГФҚ жұмысының негізгі көрсеткіштері шикізаттың құрамындағы
компоненттерге анық бөлінуі мен мақсатты компоненттердің фракцияларға
концентрациялануы болып табылады. Олардың сапасы техникалық шарттар мен
стандарттарға қойылатын талаптарды қанағаттандыруы тиіс. Бекітілген
технологиялық регламентке қарай әрбір қондырғыға өзінің технологиялық
картасы жасалады, онда мыналар көрсетіледі: қондырғының жұмысының оптималды
режимі – процестің негізгі параметрлерінің өзгеру шегі – бағаналар мен
суару сыйымдылығындағы қысым, бағананың жоғарғы және төменгі жақтарының
(бақылау табақшаларында) температуралары, шикізат шығыны, суару шығыны,
қайнатқыштардың, суару сыйымдылықтарының деңгейі және алынатын өнімнің
химиялық құрамы.
Ректификацияның нақтылығы мен колннадағы технологиялық режимнің
орнықтылығы , сонымен бірге ГФҚ-да алынатын өнімнің мөлшері негізінен
бақылау-өлшеу аспаптарының сенімді жұмыс істеуі мен шығынды, қысымды,
деңгейді, температураны автоматты реттегішті және сапаны сараптауыштың
жұмысынан, жұмысшының тәжірибесіне байланысты.
ГФҚ-ның ректификациялық бағаналарының орнықты жұмысы төмендегілерге
байланысты:
- шикізаттың тұтастай қондырғыға және жеке бағаналарға бірелкі
берілуі;
- біркелкі суару;
- шикізат құрамының тұрақтылығы;
- қондырғыны жылу тасымалдауыш пен хладагенттермен сенімді қамтамасыз
ету.
Технологиялық режимді дұрыс ұстау үшін әрбір келтірілген шарттардың
ректификация процестері мен алынатын өнімнің сапасына тигізетін әсерін білу
керек.
Шикізат берудің тұрақтылығы. ГФҚ-ға шикізат газдан бензинді бөліп
алатын қондырғыдан (МАУ, НТК, НТА, НТР) немесе тауар-шикізат паркінен
келеді. Шикізат біркелкі берілмесе табақшадағы контактіленетін бу мен
флегма тепе теі күйіне келмейді, өйткені бір жағдайда табақшадағы деңгей
төмен болады, ал басқаларында жоғары болады, сондықтан булар бұзып шығуы
мүмкін,с онымен бірге бу жылдамдығы әр түрлі болады. артық салмақ болғанда
шикізатта керексіз табақшалардан флегманың жоғарғыларға өсуі мүмкін және
көпіршіктенген сұйық фазаның бағананың шламдық құбыры арқылы шығуы мүмкін.
Шикізаттың бұлай берілуінің нәтижесінде ректификация анық болмайды және
жоғарғы өнімде – дистилятта тек қана шекаралық компонент (қайгау
температурасы бойынша) болмайды, сонымен бірге қайнауы жоғары компонент
болуы мүмкін (мысалы, депропанизатор дистилятында н-бутан кездесуі мүмкін.
Сонымен қатар кубтық қалдықта қайнауы төмен компоненттердің біраз
буланбаған мөлшері қалуы мүмкін.
Екінші және келесі бағаналарға шикізаттың біркелкі енгізілмеуі
алғашқыдағы шикізаттың қондырғыға біркелкі берілмеуіне ғана байланысты
емес, сондай-ақ деңгейді реттегіштер мен айдайтын насостардың орнықты
жұмысына да байланысты ( шикізат бағанаға насоспен жіберілген жағдайда).
Қазіргі заманғы ректификациялық бағаналардың автоматты реттегіштердің
схемаларында бағаналарға шикізат айдалатын сыйымдылықтардағы деңгей шығыны
бойынша жөнделеді. бағанадағы қандай да бір өзгерістерді жай, жұлқымай,
шығын есептегіштегі көрсеткіштер мен сапаны саралағыштардың –
хроматогрфтардың дистиляттардың ағымындағы және кубтық қалдықтардағы
көрсеткіштерін есепке ала отырып жүргізу керек.
Суаруды берудің тұрақтылығы. Әдетте дистиляттың құрамы суаруды берудің
өзгеруінен болатын бағананың жоғарғы жағының температурасының өзгеруімен
реттеледі. Дистиляттың берілген құрамын анық реттеу үшін бақылауыш болып
аралық табақшалардағы (жоғарыдан санағанда төртінші немесе бесінші)
температура есептелді, мұнда контактіленетін бу мен флегма құрамдарының
болмашы өзгерісінен жоғарғы табақшаға қарағанда температур өзгереді. Бірақ
оператор суарумен көп айналыспауы керек. Мысалы, құрамындағы қайнауы жоғары
компоненттер көтерілгенде дитсилятты суаруды бірден жоғарылатпау керек. Бұл
ректификацияның одан да нашар болуына әкеледі және кубтық қалдықта қайнауы
төмен компоненттердің көбеюіне әкелуі мүмкін. Суарудың өзгерісін жай,
жұлқымай белгілі бір уақыт ішінде және шығын есептеуіш пен сапа
саралауыштың көрсетктеріне сүйене отырып жасау керек. Егер сапа құрамы
өзгермесе, онда шығынның өзгеруіне прапарцианалды суық суарудың шығыны мен
жылу тасымалдауштың шығыны өзгеруі тиіс. бағанадағы қоректену шығыны
елеулі азайғанда суару шығынын максималды көлемнен тек 0,4 –тен 0,6 ға
дейін ғана азайтуға болады. бұл бағанаға шикізаттың оптималды берілуін
қайта қалпына келтіргенге дейін анық ректификацияны сақтауға мүмкіндік беру
үшін жасалады.
2.3 Технологиялық схеманың сипаттамасы
Шикізат десорберге отыз бірінші табақшаға келеді (ал бағанада барлығы
81 табақша бар). Бағананың жоғарғы жағынан ауа тоңазытқышында
конденсацияланатын пропан буы шығарылады (конденсацияланған пропан суару
ретінде шығарылады, ал қалған бөлігі – тауар паркіне жіберіледі).
Десорбердің 50-ші табақшасындағы флегма стрипингтің жоғарғы табақшасына
ағады (бұл бағанада 32 табақша бар). Стрипингтің жоғарғы жағынан бу
қайнатқыштың көмегімен ыстық асорбент өтетін құбырлар арқылы өтеді.
Стрипингтің төменгі жағынан тауар паркіне насоссыз бағытталатын бутанды
фракция шығарылды. Тұрақты газ бензині десорбердің 10- шы табақшасынан
жанындағы погон ретінде шығрылады.
Жіңішке абсорбер (молекулалық массасы 100-110 гексан-гептанды фракция)
бағананың төменгі жағынан насоспен алынады және біртіндеп алдымен
қайнатқыш арқылы, мұнда жылуын береді, одан кейін құбырлы пеш арқылы, мұнда
ысытылып біртіндеп буланады, арлық сыйымдылыққа айдалады.
Абсорбенттен бөлініп шыққан бу бағананың төменгі жағына келеді және
олардың көмегімен абсорбенттен газдан алынған көмірсутектер буландырылады.
3. Технологиялық есептер
3.1 Негізгі құрылғылардың есебі.
Каталикалық крекинг қоректенуінің сұйық фазалардан және газ
фазаларынан пропан және басқа да ауыр көмірсутектерді шығаруға арналған
фракциондайтын абсорберді есептейік. Анықтамалық деректерге сәйкес [6] және
процестің өнімділігн есепке алғанда 3.1 кестеде келтірілген келесі құрамдар
болады.
3.1 кесте. Сұйық және газ фазаларының құрамы.
Компоненттер Компоненттер Сұйық фазаның құрамы Газ фазасының
нөмірлері кмольл құрамы кмольл
1 СН 39,8 397,6
2 СН 102,6 228,6
3 СН 259,4 223,6
4 изо - 62,9 25,2
СН
5 н- СН 114,4 44
6 изо- СН45,23 20,4 ... 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