Газ құрамынан күкіртсутекті жою үрдісі
КІРІСПЕ
1. ГАЗДАРДЫ ТАЗАРТУДЫҢ МАҢЫЗЫ
1.1 Газ кептіру және оның тәсілдері
1.2Табиғи және ілеспе газдарды өңдеу
2. ТАБИҒИ ГАЗДЫ ТАЗАРТУ ӘДІСТЕРІ
2.1 Табиғи газдарды күкіртті сутегінен, көміртегі қосоксидінен және күкіртті қосылыстардан тазалау
2.2 Табиғи және мұнайлық газдарды Н2S және СО2 .ден тазалау. Газдан күкіртсутекті және көміртегінің қос оксидін бөлу тәсілдері
ҚОРЫТЫНДЫ
1. ГАЗДАРДЫ ТАЗАРТУДЫҢ МАҢЫЗЫ
1.1 Газ кептіру және оның тәсілдері
1.2Табиғи және ілеспе газдарды өңдеу
2. ТАБИҒИ ГАЗДЫ ТАЗАРТУ ӘДІСТЕРІ
2.1 Табиғи газдарды күкіртті сутегінен, көміртегі қосоксидінен және күкіртті қосылыстардан тазалау
2.2 Табиғи және мұнайлық газдарды Н2S және СО2 .ден тазалау. Газдан күкіртсутекті және көміртегінің қос оксидін бөлу тәсілдері
ҚОРЫТЫНДЫ
Қазақстанда мұнай-газ өндірісі дамыған салалардың бірі болып саналады. Біздің кен орындарымыздың басқаларға қарағанда ерекшелігі бұл жер асты қысымның үлкен болуы және табылатын өнімнің аса күкіртті болып табылуында. Жер асты қысымның үлкен болуы өнімді жеңіл және тез табуға мүмкіндік береді, ал күкірттілігі өнімнің сапасын нашарлатады. Тауып жатқан өнімнің сапасын көтеру үшін өнімді міндетті түрде күкіртсіздендіру қажет. Бұл процесс кезінде табылған өнім екіге бөлінеді: таза, керекті өнім (мұнай, газ, конденсат) және жарамсыз күкіртті газ (қышқыл газ). Таза өнімді әлем нарығына жібереміз.
Ілеспе мұнай газы, мұнайдан сепарация әдісі арқылы өңдеу және дайындау объектісінен бөлініп алынады және бұл күкіртсутек шикізаты үшін маңызды ресурс болып табылады. Мұнай және табиғи газды әлемде тұтыну соңғы онжылдықта өсіп келе жатыр, сондықтан барлық күкіртсутек ресурстарының түрлері максималды тиімді қолдануға әкеп соқтырады. Сол себепті ілеспе мұнай газы өнеркәсіп химиялық шикізаты және энергия көзі ретінде маңызды болып табылады.
Қазіргі таңда әлемде әр жыл сайын 100150 млрд. м3ілеспе газы жанады. Осы маңызды шикізатты қайтарымсыз ысырапқа ұшыратып және ілеспе газын жағу экологиялық жағдайдың глобалды нашарлауына әкеп соқтырады.
Мұнай кен орны және жаңа ашылған күкіртті мұнай кен орындарында мұнай сапасының нашарлауы бұл жолсерік мұнай газының құрамында күкіртсутек саны көбейгендігін көрсетеді. Теңіз кен орны және Қазақстанның басқа аймақтарында жолсерік мұнай газы күкіртті мұнайдан бөлініп, өндірісте аз көлемде мұнайды бөлу және құрамында күкіртсутек жоғары көрсеткіште болуымен сипатталады. Кәсіпшілік объект бөлігінің біразы аз қысымды күкіртті жолсерік газын алады, бұл өңдеу және тұтыну жұмысын қиындатады. Бұл барлық факторлар көмірсутек ресурсын тұтыну үшін кедергі болады және факелде құрамында күкіртсутегі бар жолсерік мұнай газын жағып жояды, осы қоршаған ортаға зиян келтіреді
Ілеспе мұнай газы, мұнайдан сепарация әдісі арқылы өңдеу және дайындау объектісінен бөлініп алынады және бұл күкіртсутек шикізаты үшін маңызды ресурс болып табылады. Мұнай және табиғи газды әлемде тұтыну соңғы онжылдықта өсіп келе жатыр, сондықтан барлық күкіртсутек ресурстарының түрлері максималды тиімді қолдануға әкеп соқтырады. Сол себепті ілеспе мұнай газы өнеркәсіп химиялық шикізаты және энергия көзі ретінде маңызды болып табылады.
Қазіргі таңда әлемде әр жыл сайын 100150 млрд. м3ілеспе газы жанады. Осы маңызды шикізатты қайтарымсыз ысырапқа ұшыратып және ілеспе газын жағу экологиялық жағдайдың глобалды нашарлауына әкеп соқтырады.
Мұнай кен орны және жаңа ашылған күкіртті мұнай кен орындарында мұнай сапасының нашарлауы бұл жолсерік мұнай газының құрамында күкіртсутек саны көбейгендігін көрсетеді. Теңіз кен орны және Қазақстанның басқа аймақтарында жолсерік мұнай газы күкіртті мұнайдан бөлініп, өндірісте аз көлемде мұнайды бөлу және құрамында күкіртсутек жоғары көрсеткіште болуымен сипатталады. Кәсіпшілік объект бөлігінің біразы аз қысымды күкіртті жолсерік газын алады, бұл өңдеу және тұтыну жұмысын қиындатады. Бұл барлық факторлар көмірсутек ресурсын тұтыну үшін кедергі болады және факелде құрамында күкіртсутегі бар жолсерік мұнай газын жағып жояды, осы қоршаған ортаға зиян келтіреді
1. Омарәлиев Т. . Мұнай және газды өңдеудің химиясы және технологиясы. Оқулық. –Астана: Фолиант, 2011.- 344 бет.
2. Нурбекова К.С. .Мұнайкенорындардыигеру мен пайдалану. Әдістемелікнұсқау.
3. Гуревич И.Л. Технология переработки нефти и газа. Частьі. - М.: Химия, 1972. - 359 с.
4. Ахметов С.А.Технология глубокой переработка нефти и газа. - Уфа: Гилем, 2002-672 с.
5. Ахметов С.А. ,Левинтер М.Е. Глубокая переработка нефти. - М.: Химия, 1992. - 223 с.
6. Омаралиев Т.О. Мұнай мен газды өңдеудің химиясы мен технологиясы.1- бөлім. Құрылымдыөзгертпейөңдеупроцестері. Алматы: Білім, 1998.-4326. Сарданашвили А.Г., Львова А.И. Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа. - М.: Химия, 1980. - 256 с.
7. Айжарикова А.К. Мұнай шикізаттарының құрылымын өзгертпей өңдейтін процестердің химиялық технологиясы пәні бойынша практикалық жұмыстарды орындауға әдістемелік нұсқаулар.-Ақтөбе: Қ.Жұбанов атындағы Ақтөбе мемлекеттік университетінің баспа бөлімі, 2009.
8. Сериков Т.П., Оразбаев Б.Б. Технологические схемы переработки нефти и газа в Казахстане. Ч.1. - Алматы.:КазПТИ, 1993. - 116с.
9. Надиров Н.К. Нефть и газ Казахстана. - Алматы.:Ғылым, - 1995. - 398 с.
10. Сериков Т.П. Перспективные технологии переработки нефтей Казахстана. - Алматы.:Ғылым, 2001. - 276с.
11. Справочник нефтепереработчика (Ластовкин Г.А., Радчинко Е.Д. және Рудин М.Г. ред. басқаруымен.). - Л.: Химия, 1986.-648 с.
12. Товарные нефтепродукты. Свойства и применение. Справочник. (под ред. ШкольниковаВ.М.) - Л.: Химия, 1982-227 с.
13. Кузнецов А.А., Кагерманов С.М., Судаков Е.Н. Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности.-Л.: Химия, 1974- 296с.
14. Танатаров М.А., Ахметшина М.Н. и др. Технологические расчеты установок первичной переработки нефти. М.: Химия, 1989.
15. Хорошко С.И., Хорошко А.Н. Сборник задач по химии и технологии нефти и газа. Минск: Выщэйшая школа, 1982. - 220с.
16. Қазақстан Республикасының еңбек кодексі. – Алматы.:2007.
17. Хисамутдинов Н.И. Разработка нефтегазовых месторождений в поздней стадии. М.: ВНИИОЭНГ, 2004. - 252 с.
2. Нурбекова К.С. .Мұнайкенорындардыигеру мен пайдалану. Әдістемелікнұсқау.
3. Гуревич И.Л. Технология переработки нефти и газа. Частьі. - М.: Химия, 1972. - 359 с.
4. Ахметов С.А.Технология глубокой переработка нефти и газа. - Уфа: Гилем, 2002-672 с.
5. Ахметов С.А. ,Левинтер М.Е. Глубокая переработка нефти. - М.: Химия, 1992. - 223 с.
6. Омаралиев Т.О. Мұнай мен газды өңдеудің химиясы мен технологиясы.1- бөлім. Құрылымдыөзгертпейөңдеупроцестері. Алматы: Білім, 1998.-4326. Сарданашвили А.Г., Львова А.И. Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа. - М.: Химия, 1980. - 256 с.
7. Айжарикова А.К. Мұнай шикізаттарының құрылымын өзгертпей өңдейтін процестердің химиялық технологиясы пәні бойынша практикалық жұмыстарды орындауға әдістемелік нұсқаулар.-Ақтөбе: Қ.Жұбанов атындағы Ақтөбе мемлекеттік университетінің баспа бөлімі, 2009.
8. Сериков Т.П., Оразбаев Б.Б. Технологические схемы переработки нефти и газа в Казахстане. Ч.1. - Алматы.:КазПТИ, 1993. - 116с.
9. Надиров Н.К. Нефть и газ Казахстана. - Алматы.:Ғылым, - 1995. - 398 с.
10. Сериков Т.П. Перспективные технологии переработки нефтей Казахстана. - Алматы.:Ғылым, 2001. - 276с.
11. Справочник нефтепереработчика (Ластовкин Г.А., Радчинко Е.Д. және Рудин М.Г. ред. басқаруымен.). - Л.: Химия, 1986.-648 с.
12. Товарные нефтепродукты. Свойства и применение. Справочник. (под ред. ШкольниковаВ.М.) - Л.: Химия, 1982-227 с.
13. Кузнецов А.А., Кагерманов С.М., Судаков Е.Н. Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности.-Л.: Химия, 1974- 296с.
14. Танатаров М.А., Ахметшина М.Н. и др. Технологические расчеты установок первичной переработки нефти. М.: Химия, 1989.
15. Хорошко С.И., Хорошко А.Н. Сборник задач по химии и технологии нефти и газа. Минск: Выщэйшая школа, 1982. - 220с.
16. Қазақстан Республикасының еңбек кодексі. – Алматы.:2007.
17. Хисамутдинов Н.И. Разработка нефтегазовых месторождений в поздней стадии. М.: ВНИИОЭНГ, 2004. - 252 с.
КІРІСПЕ
Қазақстанда мұнай-газ өндірісі дамыған салалардың бірі болып саналады. Біздің кен орындарымыздың басқаларға қарағанда ерекшелігі бұл жер асты қысымның үлкен болуы және табылатын өнімнің аса күкіртті болып табылуында. Жер асты қысымның үлкен болуы өнімді жеңіл және тез табуға мүмкіндік береді, ал күкірттілігі өнімнің сапасын нашарлатады. Тауып жатқан өнімнің сапасын көтеру үшін өнімді міндетті түрде күкіртсіздендіру қажет. Бұл процесс кезінде табылған өнім екіге бөлінеді: таза, керекті өнім (мұнай, газ, конденсат) және жарамсыз күкіртті газ (қышқыл газ). Таза өнімді әлем нарығына жібереміз.
Ілеспе мұнай газы, мұнайдан сепарация әдісі арқылы өңдеу және дайындау объектісінен бөлініп алынады және бұл күкіртсутек шикізаты үшін маңызды ресурс болып табылады. Мұнай және табиғи газды әлемде тұтыну соңғы онжылдықта өсіп келе жатыр, сондықтан барлық күкіртсутек ресурстарының түрлері максималды тиімді қолдануға әкеп соқтырады. Сол себепті ілеспе мұнай газы өнеркәсіп химиялық шикізаты және энергия көзі ретінде маңызды болып табылады.
Қазіргі таңда әлемде әр жыл сайын 100150 млрд. м3 ілеспе газы жанады. Осы маңызды шикізатты қайтарымсыз ысырапқа ұшыратып және ілеспе газын жағу экологиялық жағдайдың глобалды нашарлауына әкеп соқтырады.
Мұнай кен орны және жаңа ашылған күкіртті мұнай кен орындарында мұнай сапасының нашарлауы бұл жолсерік мұнай газының құрамында күкіртсутек саны көбейгендігін көрсетеді. Теңіз кен орны және Қазақстанның басқа аймақтарында жолсерік мұнай газы күкіртті мұнайдан бөлініп, өндірісте аз көлемде мұнайды бөлу және құрамында күкіртсутек жоғары көрсеткіште болуымен сипатталады. Кәсіпшілік объект бөлігінің біразы аз қысымды күкіртті жолсерік газын алады, бұл өңдеу және тұтыну жұмысын қиындатады. Бұл барлық факторлар көмірсутек ресурсын тұтыну үшін кедергі болады және факелде құрамында күкіртсутегі бар жолсерік мұнай газын жағып жояды, осы қоршаған ортаға зиян келтіреді. Өңдеу объектісіне жолсерік мұнай газын тасымалдау газ құбыр жүйесісіз мүмкін емес, мұндай жағдайда газды тұтыну мұнай кәсіпшілігі шегінде қарастыру қажет. Күкіртті жолсерік мұнай газын тұтыну кезінде алдымен күкіртсутекті жою қажет.
Газ құрамынан күкіртсутекті жою үрдісі технологиялық және техника экономикалық көрсеткіштерде жолсерік мұнай газын күкірттен тазарту үшін тағайындалмайды. Сондықтан жолсерік газын тиімді қолдану мәселесін шешу өзекті болып табылады. Газ құрамына күкіртті азайту үшін қарапайым мәселе болып, диэтаноламин ерітіндісі бар селективті хемосорбция (жұту) үрдісі болып табылады.
1. ГАЗДАРДЫ ТАЗАРТУДЫҢ МАҢЫЗЫ
1.1 Газ кептіру және оның тәсілдері
Табиғи және ілеспе мұнай (яғни мұнай төтел), көмірсутек газдары отын және мұнай химиясының шикізатын өндіруде өте құнды шикізаттарға жатады. Бұл газдарды алғашқы өңдеудің негізгі өнімдері - газ бензині, сұйылтылған және құрғақ газдар, техникалық жеке көмірсутектері: пропан, н-бутан, изобутан, пентан. Табиғи және ілеспе мұнай газдарын өңдеуді мұнай және газдардың үлкен кеніштерінде орналасқан газ өңдеу зауыттарында іске асырады.
Өнімдердің сапасын арттыру және газ өңдеу зауыттарының құрал-жабдықтарын пайдалану жағдайларын жақсарту мақсатында көмірсутекті газдарды механикалық қоспалардан (қалқып жүрген шаң, құм, газ құбыры өнімдерінің бөлшектерінен және т.б.) алдын-ала тазалайды, құрғатады және одан кейін күкіртті сутегінен және көміртегінің қос оксидінен тазалайды.
Кен орындарында мұнай төтелдерден жоғарғы, орта және төменгі қысымды баспалдақтарға түседі, мұнда қысымның күрт төмендеуінің нәтижесінде одан еріген газдар бөлінеді де, газ өңдеу зауытына жіберіледі. Мұнай одан әрі резервуарларға беріледі, мұнда одан судың негізгі бөлігі бөлінеді де, тұрақтандыруға, яғни жеңіл компоненттерді: этанды, пропанды, бутандарды және аздап пентандарды бөлуге жіберіледі. Тұрақтанған мұнайды мұнай өңдеу зауытына айдайды, ал тұрақтанудан бөлінген газдар газ өңдеу зауыттарының шикізаты болады.
Механикалық қоспалардан тазалау. Табиғи газдарды механикалық қоспалардан тазалауды негізінен механикалық құралдар көмегімен іске асырады. Газ тазалауды құрғақ және ылғалды әдістерге бөледі. Құрғақ тазалауда құрғақ шаң ұстағыштар қолданылады: циклондар, тұндырғыш аппараттар және электрофильтрлер. Циклондардың әсері сыртқа тепкіш күшті, ластанған газды жоғары жылдамдықпен аппаратқа жанама жолмен енгізудің нәтижесінде және оның одан әрі қозғалысы бұранда түрінде болған жағдайда пайдалануға негізделген. Тозаң сыртқа тепкіш күштің әсерімен қабырғасына лақтырылып, төменгі тесік арқылы бункерге түседі, ал тазаланған газ ағымы циклонның орталық құбыры арқылы шығады. Тазалау коэффициенті тозаң бөлшектерінің мөлшеріне және циклон диаметріне байланысты. Сыртқа тепкіш күш циклон диаметрі аз болған сайын, көп әсер етеді. Тазалауға қажетті газ мөлшері көп болған сайын, сандары оннан жүзге дейін жететін батарея типтес бір агрегатқа жиналған 4-8-ден тұратын циклондар топтарын пайдаланады.
Тұндырғыш цилиндр тәрізді бос аппараттарда газ қозғалысы жылдамдығының күрт азаюының нәтижесінде, тозаң бөлшектері салмақ күші әсерімен түбіне қонады. Қысымның көтерілуімен тұндырғыштар, газдардың тығыздығы және тұтқырлығы өседі. Сондықтан бөлшектердің тұну жылдамдығы төмендейді. Қысымның азаюы және температураның көтерілуі тұндырғыш аппараттағы қатты бөлшектер тұнуының оптималды жағдайы болып саналады.
Газды тозаңнан тазалаудың ең тиімді әдісі электрсүзгіште тазалау болып саналады. Олардың әсері газды иондандыруға, яғни, оның молекуласының оң және теріс иондарға ыдырауына, қарама-қарсы зарядталған электродтарға қозғалуына негізделген. Электродтар арасында потенциалдар айырмасының бірнеше мың вольтке дейін өсуімен иондар мен электрондар кинетикалық энергиясының күрт көтерілуінің нәтижесінде, олар кездескен молекулаларды иондарға ыдыратады да, газ толық ионданады. Мұндай жағдайда өткізгіш айналасында газдың әлсіз жарық шығаруы байқалады. Электродпен бірдей белгідегі иондар басқа тұндырғыш - оң полюспен қосылған электродқа жылжиды. Тозаңданған газдағы теріс иондар жылжығанда тозаңға зарядын беріп, оларды тұндырғыш электродтарға бағыттайды. Шаң бөлшегі өзінің зарядын тұндырғыш электродқа береді және өз салмағының әсерінен шөгеді немесе сілкуден лақтырылады. Электрсүзгіштер жоғары кернеулі (40-70 кВ) тұрақты электр тоғымен істейді. Тозаңның ток өткізгіштігін көтеру және оның тұнуын жақсарту мақсатында газды ылғалдайды. Түтік және пластинка тәрізді электрсүзгіштер бар. Газдың булардағы тазалану дәрежесі 90-нан 98% -ға дейін жетеді.
Ылғал газ тазалау тозаңдалған газ ағымының сұйықпен (минералды майы) тығыз контактта болуына негізделген. Мұнда қатты бөлшектер сұйықпен ұсталады. Ылғалды газтазалауды жүргізу үшін скрубберлер, ылғалды циклондар, айналушы жуғыштар және т.б. қолданылады.
Газдарды кептіру. Су буы көмірсутектермен комплексті қосылыстар-гидрадтар (CH4::6H2O; СН4::7H H2О; С3H8-18H2О; Н2S::5H2О және т.б.) түзеді. Көмірсутек газдарының гидраттары қарға немесе мұзға ұқсаған ақ кристалдарға айналады, олар құбырды бітеп, компрессордың қызметін қиындатады. Олардың табиғи газда түзілуін су буының сыбағалы қысымын гидраттық қаныққан будың қысымынан азайту арқылы болдырмауға болады. Іс жүзінде табиғи газдың ылғалдылығын, оның шық нүктесі, яғни, су буының осы температурадан төменгі мәнінде конденсациялануы (газдың шық түрінде бөлінуі) арқылы анықтайды.
Газдарды кептірудің бірнеше әдісі бар. Олар газ көлемінің үлкеюіндегі дроссель эффектісіне, газ көлемінің үлкеюіндегі сыртқы әсерді пайдалануға, антифризді бүркуге, газдан сұйық немесе қатты жұтқыштармен ылғалды жұтқызуға және т.б. негізделген. Газдарды кептіруді сұйық және қатты жұтқыштармен жүргізу әдістері ең көп тараған.
Көмірсутекті газдарды сүйық жұтқыштарды қолданып кептіру абсорбциялық процеске жатады, яғни, су буы еріткіштермен жұтылады. Алғашқы кезде отын газын кептіруге глицерин (1929 ж.), одан кейін (1936 ж.) осы мақсатта екіэтиленгликоль және үшэтиленгликоль және хлорлы кальций ерітіндісі қолданыла бастады.
Газды сұйық жұтқыштармен кептіру процесінің мәнісі мынада (1.1-сурет): Абсорбенттің газбен цилиндр тәрізді аппаратында - абсорберде жанасуында, төменінен - газ, жоғарысынан сұйық - абсорбент берілгенде, су буы абсорбентпен жұтылады.Абсорбер ішіне абсорбент пен газ арасындағы жанасуды жақсарту мақсатында қалқа табақшалар салынады. Процесті 20 °С шамасындағы температурада және 2,0-6,0 МПа қысымда жүргізеді. Абсорбердің жоғарғы жағынан кептірілген газ, ал төменгі жағынан - суланған абсорбент шығады. Суланған абсорбент аппаратқа - десорберге суды айдау мақсатында түседі.
Көмірсутек газдарының гидраттары қарға немесе мұзға ұқсаған ақ кристалдарға айналады, олар құбырды бітеп, компрессордың қызметін қиындатады. Олардың табиғи газда түзілуін су буының сыбағалы қысымын гидраттық қаныққан будың қысымынан азайту арқылы болдырмауға болады.
1-скруббер; 2-абсорбер; 3-десорбер; 4-жылуалмастырғыш;
5-қайнатқыш; 6-тоңазытқыш
1 - Сурет.Газдарды гликольдермен кептіру қондырғысының жүйесі
Бұл процесті жоғары температурада, бірақ екіэтиленгликоль үшін 170 °С және үшэтиленгликоль үшін 191 °С жоғары емес температураларда жүргізеді, себебі, одан жоғары температураларда гликольдер ыдырайды. Десорбер - абсорбер сияқты цилиндр тәрізді табақшалы аппарат. Суланған гликоль, алдын ала жылу алмастырғышта қыздырылғаннан кейін десорбердің ортасына беріледі. Оның жоғарғы жағынан су буы шығады, ол конденсатор-тоңазытқышта сұйылады және оның аз бөлігі десорбердің жоғарғы жағына сұйық ағын түрінде қайта беріледі. Десорбердің төменгі бөлігіне жылуды гликольдің аз бөлігін бу жылытқышында жылытып береді. Құрамында 1-5% мас. суы қалған, регенераңиядан өткен гликоль жылуалмастырғышта - тоңазытқышта суытылады да, абсорберге қайта беріледі.
Қатты жұтқыштармен газдарды кептіру адсорбция құбылысына -- қатты зат (адсорбент) бетіне бу немесе сұйьқ фаза компоненттері концентрациясының көбеюіне негізделген. Бұл компоненттерді адсорбент бетінде ұстап тұратын күш табиғатының мәні әзірше белгісіз. Лэнгмюр теориясы бойынша қатты адсорбент беттерінде бос қалдық валенттілігі бар аумақтар болады. Газ фазасынан адсорбцияланушы молекула беттің бос актив ортасына түссе, молекула газ фазасына ығыстырылмайды, керісінше, бетпен байланысады. Адсорбцияның бастапқы кезінде активті орталар саны көп және бетпен байланыстағы молекула саны одан бөлінуші молекула санынан артық болады. Беттің түгел жабылуы орын алған кезде, газ молекуласының бос активті ортаға тартылу мүмкіндігі азаяды да, тепе-теңдік жағдай, адсорбция мен десорбция жылдамдығының теңесуі орын алады. Лэнгмюр теориясына сәйкес, адсорбцияланған зат адсорбент бетінде бірмолекулалық қалыңдықтағы қабат күйінде тартылады. Сонымен бірге, адсорбцияланған молекулалардың валентті күштерінің жиынтығын, сондай-ақ екінші, үшінші және т.б. молекула қабаттарын өздеріне тартуы ықтимал. Қысымның өсуімен және температураның төмендеуімен адсорбцияланған заттар мөлшері өседі.
Газдарды кептіруде өндірісте адсорбенттер силикагель, алюмогель (активтелген алюминий оксиді), активтелген боксит және молекулалық елеуіштер - цеолиттерді 4А және 5А (NaА) типтес пайдаланады. Адсорбенттердің ішкі қуыс беттері осік (500-800 м2г) келеді. Адсорбция процесі жылу бөліп жүреді, сондықтан ол процесс кезінде қызады. Соңғы кездері молекулалық елеуіштер, яғни цеолиттер, тек қана кептіру процесінде ғана емес, сонымен бірге, басқа мұнай өңдеу және мұнай-химия процестерінде де көп қолданылуда. Молекулалық елеуіштер, яғни, кристалды цеолиттер (кальцийдің, натрийдің және басқа металдардың суланған алюмосиликаттары) - молекулаларды мөлшеріне қарай талғамды адсорбциялау қабілеті жоғары заттар. Осыған байланысты кіші молекулалардың үлкен молекулаларға қарағанда адсорбциялануы басымдау болады. Алюмогель немесе силикагель сияқты адсорбенттерге қарағанда, молекулалық елеуіштердің кристалдық торларының мөлшері біркелкі болып келеді, сондықтан осы тесіктердің ішіне енуші молекулаларды үлкендерінен толық айырып алуға болады. Бұлардағы адсорбция процесі молекулалардың қоспасын олардың мөлшеріне қарай елегендей болғандьқтан, оларды молекулалық елеуіш деп атап кетті. Адсорбентті таңдағанда оның газды кептіру мүмкіндігіне және газдың белгілі шық нүктесіне жеткізу мүмкіндігіне қарайды. Адсорбенттерді қолдану тәжірибесі көрсеткендей, КСМ маркілі силикагельде газды кептіруді шық нүктесін теріс 53 теріс 57 °С, глиназемде теріс 55 °С, алюминий оксидінде теріс 61 + теріс 66 °С, жасанды NaA цеолитінде теріс 70 -н теріс 75 °С-қа дейін жеткізуді қамтамасыз етеді.
Газды кептіруді адсорбентпен толтырылған екі немесе үш адсорберде жүргізеді 1.2-суретте көрсетілген. Адсорберлердің біреуінде кептіру процесі жүргенде, басқасында адсорбент активтілігінің қайта қалпына келуі (регенерациясы) жүргізіледі. Адсорбцияны 25-40 °С температурада және 0,2-0,4 МПа қысымда жүргізеді. Адсорберден өтетін газдың ылғалдылығы белгілі мөлшерден жоғары болғанда, адсорберді регенерацияға қояды. Газдың құрамындағы ылғалдың мөлшерін оның шық нүктесі арқылы анықтайды.
2 сурет. Газдарды адсорбциялап кептіру қондырғысының жүйесі
1-аралық ыдыс; 2-газбөлгіш; 3 және 4-адсорберлер; 5 және 6-тоңазытқыштар. Бағыттар: І-ылғал газ; ІІ-ыстық газ; ІІІ-құрғақ газ; ІV-конденсат.
Регенерацияға ауысқан адсорберге құрғақ қыздырылған газ береді. Силикагельде, алюмогельде, активтелген алюминий оксидінде және бокситте регенерацияны 180-200 °С температурада, ал молекулалық елеуіштерде - цеолиттерде регенерациялауды 310-370 °С-та жүргізеді. Қысым барлық жағдайда атмосфералық деңгейде ұсталады. Регенерациялау температураларының мұндай айырмашылығы молекулалық елеуіштер тесіктерінің майда болуымен және адсорбцияланған затқа түтіктік күштің үлкен әсерімен түсіндіріледі: адсорбцияланған молекуланы адсорбенттен бөлу үшін және оны бу күйіне өткізуге көп энергия жүмсалады.
Адсорбенттің регенерациясын су буының толық бөлінуі тоқтағанға дейін жүргізеді. Газды кептіру айналымы 8, 12, 16 немесе 24 сағатты құрайды. Газды кептірудің сапасын тұрақты сақтап тұру үшін жұтқыштық адсорбциялық сыйымдылығын толық пайдаланбайды адсорберлерді бір айналымнан екінші айналымға ауыстырып отырады. Адсорбентті белгілі бір уақыт пайдаланудан өткен соң (2-5 жыл) жаңасымен ауыстырады.
Соңғы кездері газдарды кептірудің қысқа мерзімді адсорбциялау процестері көбірек қолданылуда. Адсорбция уақыты 1,5-нан 10 мин.-қа дейін, оны жоғары қысымда және нормальды температурада жүргізеді. Ал адсорбентті регенерациялауды атмосфералық қысымда және бастапқы температурада жүргізеді. Қысқа мерзімді адсорбцияда адсорбент есебінде силикагель қолданылады.
Адсорберлер - цилиндр тәрізді, биіктігінің диаметріне қатынасы 21-ден 51 дейінгі аппараттар. Бұларда адсорбент тіректі торларға бір-бірінің аралары 1,2-1,5 м-ден орналастырылады. Газдың қозғалу жылдамдығы аппарат бойында 0,1-0,3 мсек. құрайды. Газдарды адсорбенттермен кептіруді, депрессияны, яғни, шық нүктесін 45 °С-тан да төмендету қажет болғанда қолданады. Басқа көрсеткіштер бойынша, сұйықтық жүйе, яғни, газдарды гликольдермен ылғалсыздандыру, қатты кептіргішпен осыны іске асырудан кем түспейді. Табиғи газдың көп мөлшерін кептіруде екіэтиленгликольмен немесе үшэтиленгликольмен істейтін жүйе, капиталдық және пайдалану шығыны жөнінен тіптен үнемділеу.
Қазіргі кезде газ өңдеу зауыттарында газдарды терең кептіру цеолиттерде қолданыс тапқандықтан, газдың ең төменгі шық нүктесіне жету үшін кептірудің қосарланған әдісін қолданады газды кептірудің бірінші сатысында абсорбция, ал екіншісінде - адсорбция әдісімен цеолиттерде іске асырады. Бұл газ ағымынан судан таза және газдың ең төменгі шық нүктесіне жетуге мүмкіндік береді.
1.2 Табиғи және ілеспе газдарды өңдеу
Жер астынан алынатын табиғи газбен бірге су буы, сұйық су, көміртекті газ (көміртегінің қос тотығы), күкіртті сутегі, азот жөне гелий болады. Күкіртті сутегі және көміртекті газ газды жинау мен тасымалдау желісін күшті коррозияға ұшыратады, ал судың болуы қатты гидраттар (СН4::6Н2O, СН4::7Н2O, С3Н8::18Н2O және басқа) түзілу мүмкіндігінің себепшісі болады, олар газ құбырының қабырғаларына отырып, оның газды жіберу қабілетін азайтады. Сондықтан табиғи газды алысқа тасымалдау алдында құрғатады және тазалайды.
Табиғи газды құрғатуды сұйық (этиленгликоль, екі және үшэтиленгликольдер) және қатты (алюминий оксиді, силикагель, молекулярлы сүзгіштер) құрғатқыштармен жүргізеді. Газды Н2S пен С02 тазартуда аминдерді (моно- және диэтаноламиндерді) пайдаланады. Егер табиғи газ С3-С4 көмір- сутектерін көп құраса, онда бұл көмірсутектерді табиғи газдан газ өңдеу зауыттарында (ГӨЗ) алдын ала бөледі.
Тазаланған және кептірілген табиғи газ компрессор стансаларында сығылады және газ кен орнынан бірнеше мың километр қашықтықта орналасуы мүмкін тұтынушыларға магистралды газ құбырымен тасымалданады.
Ілеспе газды өңдеу. Газ өңдеу зауыттары. Ілеспе (мұнай) газды өңдеуді, сонымен қатар, қажет болғанда, табиғи газды да ГӨЗ-та жүргізеді жоне ол мынадай операциялардан тұрады:
газдардан тұрақсыз бензин деп аталатын - С3 және одан жоғары көмірсутектерін (газды бензинсіздендіру) шығару;
бензинсіздендірген газды тұтынушыларға жеткізуге қажетті қысымға дейін қысу;
тұрақсыз бензинді жеке көмірсутектеріне - пропан, изобутан, бутан және түрақты бензинғе бөлу.
Газ өңдеу зауыттарында тағы да газды кептіру және күкіртті сутегінен тазалау қондырғылары бар. Мұнай кен орындарында тұрақты да, жылжымалы да газөңдеу зауыттары салынады. Жылжымалы ГӨЗ-тың қуаты 40-100 мың м[3] газды соткесіне құрайды, оның аппараттары платформаларда немесе жылжы- мада құрастырылады.
Газ өңдеу зауытының шикізаты мен өнімінің шамамен алғандағы құрамы (%) төмендегідей болады:
1 Кесте. Газ өңдеу зауытының шикізаты мен өнімінің құрамы
Өнімінің құрамы
С03
N2
CH4
C2H6
C3H8
изо-
C4H10
н-
C4H10
изо-
C5H12
н-
C5H12
C6H14
Шикізат- ілеспе газ
1,1
3,8
21,2
28,0
29,8
3,2
5,4
1,5
2,0
2,0
Құрғақ бензинсіз- денген газ
2,2
7,6
35,9
32,6
17,2
1,2
2,5
0,4
0,4
Тұрақсыз газ
бензині
7,4
24,6
40,8
5,1
12,2
2,0
4,0
3,9
2. ТАБИҒИ ГАЗДЫ ТАЗАРТУ ӘДІСТЕРІ
2.1 Табиғи газдарды күкіртті сутегінен, көміртегі қосоксидінен және күкіртті қосылыстардан тазалау
Мұнай және табиғи газдар құрамына көмірсутектермен бірге қышқыл газдар - көмірсутегінің қосоксиді (С02) және күкіртті сутегі (Н2S), сондай-ақ, күкіртті қосылыстар - көміртегінің күкіртоксиді (С0S), қоскүкіртті көміртегі (СS2), меркаптандар (RSН), тиофендер және басқа қоспалар кіреді, олар белгілі жағдайда газдарды тасымалдауды және пайдалануды күрделендіреді, металдардың коррозиясын күшейтеді, каталитикалық процестердің тиімділігін төмендетеді және катализаторларды уландырады[2].
Газдарды Н2S пен С02-ден тазалудың өндірістік әдістері өте көп. Олардың арасында ең көп тарағаны - этаноламинмен тазалау, бұл кейбір жағдайда Н2S, С02 және Н20-ны газдан бөлуді бірге жүргізуге мүмкіндік береді. Бұл мақсатта этаноламинмен тазалаудан бөлек, сумен жууды және сілті металдар карбонаттарының судағы ерітіндісімен тазалауды қолданады. Газдарды Н2S пен С02 ден этаноламинмен тазалау әдісі 1930 жылдан бері қолданылуда. Қазір бұл әдіс әр түрлі вариантта мұнай-химия синтезіне шикізат дайындауда көптеп қолданылуда. Табиғи газдарды тазалауда бірэтаноламиннің (БЭА) 15-30% судағы ерітіндісін пайдаланады. Бірэтаноламиннің құны аздығымен қатар, реакцияға қабілеті және тұрақтылығы жоғары және регенераңиясы жеңіл іске асырылады. Бірэтаноламиннің қайнау температурасы 170 °С, суда шексіз ериді.
С02 мен Н2S бірэтаноламинмен абсорбциялауда мынадай негізгі қосынды реакциялар орын алады
2RNH2 + H2S = (RNH3)2S,
(RNH3)2S + H2S = 2RNH3HS,
С02 + 2RNH2 + H20 = (RNH3)2CO3,
С02 + (RNH3)2CO3+ H20 = 2RNH3HCO3.
Мұнда R - НОСН2СН2тобы. Төменгі температура дареакциялар солдан оңға, жоғары температурада оңнан солға қарай жүреді: бірінші жағдайда Н2S және С02 абсорбентпен байланысады, екіншіде - адсорбенттің регенерациясы және жұтылған қышқыл газдардың (Н2S және С02) бөлінуі орыналады.
Күкірттісутегі мен көміртегінің қосоксидін этаноламинмен жұтқызу процесін жоғары қысымда және 25-40 °С температурада жүргізеді, ал жұтқышты регенерациялауды төменгі қысымда және 105 °С-тан жоғары температурада жүргізеді.
Газды бірден күкіртті сутектен, көміртегі қосоксидінен және судан тазалау үшін этаноламиннің этиленгликольмен қоспасын қолданады. Мұндай біріктірілген тазалау шикізатты сусыздандырады және еріткіштерді регенерациялауға пайдаланатын су буының шығынын азайтады 1.3-суретте көрсетілген. Табиғи газды этаноламиннің этиленгликольмен қоспасымен тазалаудың технологиялық жүйесі берілген.
3 - Cурет. Газдарды этаноламин мен этиленгликоль ерітінділерімен тазалаудың жүйесі
1-абсорбер; 2-десорбер; 3,4-қайнатқыштар; бағыттар:І-бастапқы газ; ІІ-тазаланган газ; III- этаноламин ерітіндісі; ІV-этилетликоль ерітіндісі; V-су; VІ-қышқыл газдар (күкіртті сутегі, көміртегінің қос тотығы).
Процесті абсорберден, десорберден және жанама құрал-жабдықтардан тұратын қондырғыларда жүргізеді 1.3-суретте көрсетілген. Абсорбер мен десорбер газдарды гликольдермен кептіруде пайдаланғандай құрылымда болады. Абсорбердің астына алғашқы шикі газ түседі, оған қарама-қарсы этиленгликоль мен этаноламин беріледі. Абсорбердің жоғарғы жағынан тазаланған газ, төменгі жағынан - күкіртті сутегімен және көміртегінің қостотығымен абсорбцияланған жұтушы ерітінді шығады; ерітінді жылуалмастырғыштан, бумен жылытқыштан өтіп, десорбердің ортасына беріледі. Десорбердің жоғарғы жағынан күкіртті сутегі және көміртегінің қосоксиді шығады, төменгі жағынан регенерациядан өткен жұтушы ерітіндіні сораппен шығарады. Бүл ерітіндінің ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Қазақстанда мұнай-газ өндірісі дамыған салалардың бірі болып саналады. Біздің кен орындарымыздың басқаларға қарағанда ерекшелігі бұл жер асты қысымның үлкен болуы және табылатын өнімнің аса күкіртті болып табылуында. Жер асты қысымның үлкен болуы өнімді жеңіл және тез табуға мүмкіндік береді, ал күкірттілігі өнімнің сапасын нашарлатады. Тауып жатқан өнімнің сапасын көтеру үшін өнімді міндетті түрде күкіртсіздендіру қажет. Бұл процесс кезінде табылған өнім екіге бөлінеді: таза, керекті өнім (мұнай, газ, конденсат) және жарамсыз күкіртті газ (қышқыл газ). Таза өнімді әлем нарығына жібереміз.
Ілеспе мұнай газы, мұнайдан сепарация әдісі арқылы өңдеу және дайындау объектісінен бөлініп алынады және бұл күкіртсутек шикізаты үшін маңызды ресурс болып табылады. Мұнай және табиғи газды әлемде тұтыну соңғы онжылдықта өсіп келе жатыр, сондықтан барлық күкіртсутек ресурстарының түрлері максималды тиімді қолдануға әкеп соқтырады. Сол себепті ілеспе мұнай газы өнеркәсіп химиялық шикізаты және энергия көзі ретінде маңызды болып табылады.
Қазіргі таңда әлемде әр жыл сайын 100150 млрд. м3 ілеспе газы жанады. Осы маңызды шикізатты қайтарымсыз ысырапқа ұшыратып және ілеспе газын жағу экологиялық жағдайдың глобалды нашарлауына әкеп соқтырады.
Мұнай кен орны және жаңа ашылған күкіртті мұнай кен орындарында мұнай сапасының нашарлауы бұл жолсерік мұнай газының құрамында күкіртсутек саны көбейгендігін көрсетеді. Теңіз кен орны және Қазақстанның басқа аймақтарында жолсерік мұнай газы күкіртті мұнайдан бөлініп, өндірісте аз көлемде мұнайды бөлу және құрамында күкіртсутек жоғары көрсеткіште болуымен сипатталады. Кәсіпшілік объект бөлігінің біразы аз қысымды күкіртті жолсерік газын алады, бұл өңдеу және тұтыну жұмысын қиындатады. Бұл барлық факторлар көмірсутек ресурсын тұтыну үшін кедергі болады және факелде құрамында күкіртсутегі бар жолсерік мұнай газын жағып жояды, осы қоршаған ортаға зиян келтіреді. Өңдеу объектісіне жолсерік мұнай газын тасымалдау газ құбыр жүйесісіз мүмкін емес, мұндай жағдайда газды тұтыну мұнай кәсіпшілігі шегінде қарастыру қажет. Күкіртті жолсерік мұнай газын тұтыну кезінде алдымен күкіртсутекті жою қажет.
Газ құрамынан күкіртсутекті жою үрдісі технологиялық және техника экономикалық көрсеткіштерде жолсерік мұнай газын күкірттен тазарту үшін тағайындалмайды. Сондықтан жолсерік газын тиімді қолдану мәселесін шешу өзекті болып табылады. Газ құрамына күкіртті азайту үшін қарапайым мәселе болып, диэтаноламин ерітіндісі бар селективті хемосорбция (жұту) үрдісі болып табылады.
1. ГАЗДАРДЫ ТАЗАРТУДЫҢ МАҢЫЗЫ
1.1 Газ кептіру және оның тәсілдері
Табиғи және ілеспе мұнай (яғни мұнай төтел), көмірсутек газдары отын және мұнай химиясының шикізатын өндіруде өте құнды шикізаттарға жатады. Бұл газдарды алғашқы өңдеудің негізгі өнімдері - газ бензині, сұйылтылған және құрғақ газдар, техникалық жеке көмірсутектері: пропан, н-бутан, изобутан, пентан. Табиғи және ілеспе мұнай газдарын өңдеуді мұнай және газдардың үлкен кеніштерінде орналасқан газ өңдеу зауыттарында іске асырады.
Өнімдердің сапасын арттыру және газ өңдеу зауыттарының құрал-жабдықтарын пайдалану жағдайларын жақсарту мақсатында көмірсутекті газдарды механикалық қоспалардан (қалқып жүрген шаң, құм, газ құбыры өнімдерінің бөлшектерінен және т.б.) алдын-ала тазалайды, құрғатады және одан кейін күкіртті сутегінен және көміртегінің қос оксидінен тазалайды.
Кен орындарында мұнай төтелдерден жоғарғы, орта және төменгі қысымды баспалдақтарға түседі, мұнда қысымның күрт төмендеуінің нәтижесінде одан еріген газдар бөлінеді де, газ өңдеу зауытына жіберіледі. Мұнай одан әрі резервуарларға беріледі, мұнда одан судың негізгі бөлігі бөлінеді де, тұрақтандыруға, яғни жеңіл компоненттерді: этанды, пропанды, бутандарды және аздап пентандарды бөлуге жіберіледі. Тұрақтанған мұнайды мұнай өңдеу зауытына айдайды, ал тұрақтанудан бөлінген газдар газ өңдеу зауыттарының шикізаты болады.
Механикалық қоспалардан тазалау. Табиғи газдарды механикалық қоспалардан тазалауды негізінен механикалық құралдар көмегімен іске асырады. Газ тазалауды құрғақ және ылғалды әдістерге бөледі. Құрғақ тазалауда құрғақ шаң ұстағыштар қолданылады: циклондар, тұндырғыш аппараттар және электрофильтрлер. Циклондардың әсері сыртқа тепкіш күшті, ластанған газды жоғары жылдамдықпен аппаратқа жанама жолмен енгізудің нәтижесінде және оның одан әрі қозғалысы бұранда түрінде болған жағдайда пайдалануға негізделген. Тозаң сыртқа тепкіш күштің әсерімен қабырғасына лақтырылып, төменгі тесік арқылы бункерге түседі, ал тазаланған газ ағымы циклонның орталық құбыры арқылы шығады. Тазалау коэффициенті тозаң бөлшектерінің мөлшеріне және циклон диаметріне байланысты. Сыртқа тепкіш күш циклон диаметрі аз болған сайын, көп әсер етеді. Тазалауға қажетті газ мөлшері көп болған сайын, сандары оннан жүзге дейін жететін батарея типтес бір агрегатқа жиналған 4-8-ден тұратын циклондар топтарын пайдаланады.
Тұндырғыш цилиндр тәрізді бос аппараттарда газ қозғалысы жылдамдығының күрт азаюының нәтижесінде, тозаң бөлшектері салмақ күші әсерімен түбіне қонады. Қысымның көтерілуімен тұндырғыштар, газдардың тығыздығы және тұтқырлығы өседі. Сондықтан бөлшектердің тұну жылдамдығы төмендейді. Қысымның азаюы және температураның көтерілуі тұндырғыш аппараттағы қатты бөлшектер тұнуының оптималды жағдайы болып саналады.
Газды тозаңнан тазалаудың ең тиімді әдісі электрсүзгіште тазалау болып саналады. Олардың әсері газды иондандыруға, яғни, оның молекуласының оң және теріс иондарға ыдырауына, қарама-қарсы зарядталған электродтарға қозғалуына негізделген. Электродтар арасында потенциалдар айырмасының бірнеше мың вольтке дейін өсуімен иондар мен электрондар кинетикалық энергиясының күрт көтерілуінің нәтижесінде, олар кездескен молекулаларды иондарға ыдыратады да, газ толық ионданады. Мұндай жағдайда өткізгіш айналасында газдың әлсіз жарық шығаруы байқалады. Электродпен бірдей белгідегі иондар басқа тұндырғыш - оң полюспен қосылған электродқа жылжиды. Тозаңданған газдағы теріс иондар жылжығанда тозаңға зарядын беріп, оларды тұндырғыш электродтарға бағыттайды. Шаң бөлшегі өзінің зарядын тұндырғыш электродқа береді және өз салмағының әсерінен шөгеді немесе сілкуден лақтырылады. Электрсүзгіштер жоғары кернеулі (40-70 кВ) тұрақты электр тоғымен істейді. Тозаңның ток өткізгіштігін көтеру және оның тұнуын жақсарту мақсатында газды ылғалдайды. Түтік және пластинка тәрізді электрсүзгіштер бар. Газдың булардағы тазалану дәрежесі 90-нан 98% -ға дейін жетеді.
Ылғал газ тазалау тозаңдалған газ ағымының сұйықпен (минералды майы) тығыз контактта болуына негізделген. Мұнда қатты бөлшектер сұйықпен ұсталады. Ылғалды газтазалауды жүргізу үшін скрубберлер, ылғалды циклондар, айналушы жуғыштар және т.б. қолданылады.
Газдарды кептіру. Су буы көмірсутектермен комплексті қосылыстар-гидрадтар (CH4::6H2O; СН4::7H H2О; С3H8-18H2О; Н2S::5H2О және т.б.) түзеді. Көмірсутек газдарының гидраттары қарға немесе мұзға ұқсаған ақ кристалдарға айналады, олар құбырды бітеп, компрессордың қызметін қиындатады. Олардың табиғи газда түзілуін су буының сыбағалы қысымын гидраттық қаныққан будың қысымынан азайту арқылы болдырмауға болады. Іс жүзінде табиғи газдың ылғалдылығын, оның шық нүктесі, яғни, су буының осы температурадан төменгі мәнінде конденсациялануы (газдың шық түрінде бөлінуі) арқылы анықтайды.
Газдарды кептірудің бірнеше әдісі бар. Олар газ көлемінің үлкеюіндегі дроссель эффектісіне, газ көлемінің үлкеюіндегі сыртқы әсерді пайдалануға, антифризді бүркуге, газдан сұйық немесе қатты жұтқыштармен ылғалды жұтқызуға және т.б. негізделген. Газдарды кептіруді сұйық және қатты жұтқыштармен жүргізу әдістері ең көп тараған.
Көмірсутекті газдарды сүйық жұтқыштарды қолданып кептіру абсорбциялық процеске жатады, яғни, су буы еріткіштермен жұтылады. Алғашқы кезде отын газын кептіруге глицерин (1929 ж.), одан кейін (1936 ж.) осы мақсатта екіэтиленгликоль және үшэтиленгликоль және хлорлы кальций ерітіндісі қолданыла бастады.
Газды сұйық жұтқыштармен кептіру процесінің мәнісі мынада (1.1-сурет): Абсорбенттің газбен цилиндр тәрізді аппаратында - абсорберде жанасуында, төменінен - газ, жоғарысынан сұйық - абсорбент берілгенде, су буы абсорбентпен жұтылады.Абсорбер ішіне абсорбент пен газ арасындағы жанасуды жақсарту мақсатында қалқа табақшалар салынады. Процесті 20 °С шамасындағы температурада және 2,0-6,0 МПа қысымда жүргізеді. Абсорбердің жоғарғы жағынан кептірілген газ, ал төменгі жағынан - суланған абсорбент шығады. Суланған абсорбент аппаратқа - десорберге суды айдау мақсатында түседі.
Көмірсутек газдарының гидраттары қарға немесе мұзға ұқсаған ақ кристалдарға айналады, олар құбырды бітеп, компрессордың қызметін қиындатады. Олардың табиғи газда түзілуін су буының сыбағалы қысымын гидраттық қаныққан будың қысымынан азайту арқылы болдырмауға болады.
1-скруббер; 2-абсорбер; 3-десорбер; 4-жылуалмастырғыш;
5-қайнатқыш; 6-тоңазытқыш
1 - Сурет.Газдарды гликольдермен кептіру қондырғысының жүйесі
Бұл процесті жоғары температурада, бірақ екіэтиленгликоль үшін 170 °С және үшэтиленгликоль үшін 191 °С жоғары емес температураларда жүргізеді, себебі, одан жоғары температураларда гликольдер ыдырайды. Десорбер - абсорбер сияқты цилиндр тәрізді табақшалы аппарат. Суланған гликоль, алдын ала жылу алмастырғышта қыздырылғаннан кейін десорбердің ортасына беріледі. Оның жоғарғы жағынан су буы шығады, ол конденсатор-тоңазытқышта сұйылады және оның аз бөлігі десорбердің жоғарғы жағына сұйық ағын түрінде қайта беріледі. Десорбердің төменгі бөлігіне жылуды гликольдің аз бөлігін бу жылытқышында жылытып береді. Құрамында 1-5% мас. суы қалған, регенераңиядан өткен гликоль жылуалмастырғышта - тоңазытқышта суытылады да, абсорберге қайта беріледі.
Қатты жұтқыштармен газдарды кептіру адсорбция құбылысына -- қатты зат (адсорбент) бетіне бу немесе сұйьқ фаза компоненттері концентрациясының көбеюіне негізделген. Бұл компоненттерді адсорбент бетінде ұстап тұратын күш табиғатының мәні әзірше белгісіз. Лэнгмюр теориясы бойынша қатты адсорбент беттерінде бос қалдық валенттілігі бар аумақтар болады. Газ фазасынан адсорбцияланушы молекула беттің бос актив ортасына түссе, молекула газ фазасына ығыстырылмайды, керісінше, бетпен байланысады. Адсорбцияның бастапқы кезінде активті орталар саны көп және бетпен байланыстағы молекула саны одан бөлінуші молекула санынан артық болады. Беттің түгел жабылуы орын алған кезде, газ молекуласының бос активті ортаға тартылу мүмкіндігі азаяды да, тепе-теңдік жағдай, адсорбция мен десорбция жылдамдығының теңесуі орын алады. Лэнгмюр теориясына сәйкес, адсорбцияланған зат адсорбент бетінде бірмолекулалық қалыңдықтағы қабат күйінде тартылады. Сонымен бірге, адсорбцияланған молекулалардың валентті күштерінің жиынтығын, сондай-ақ екінші, үшінші және т.б. молекула қабаттарын өздеріне тартуы ықтимал. Қысымның өсуімен және температураның төмендеуімен адсорбцияланған заттар мөлшері өседі.
Газдарды кептіруде өндірісте адсорбенттер силикагель, алюмогель (активтелген алюминий оксиді), активтелген боксит және молекулалық елеуіштер - цеолиттерді 4А және 5А (NaА) типтес пайдаланады. Адсорбенттердің ішкі қуыс беттері осік (500-800 м2г) келеді. Адсорбция процесі жылу бөліп жүреді, сондықтан ол процесс кезінде қызады. Соңғы кездері молекулалық елеуіштер, яғни цеолиттер, тек қана кептіру процесінде ғана емес, сонымен бірге, басқа мұнай өңдеу және мұнай-химия процестерінде де көп қолданылуда. Молекулалық елеуіштер, яғни, кристалды цеолиттер (кальцийдің, натрийдің және басқа металдардың суланған алюмосиликаттары) - молекулаларды мөлшеріне қарай талғамды адсорбциялау қабілеті жоғары заттар. Осыған байланысты кіші молекулалардың үлкен молекулаларға қарағанда адсорбциялануы басымдау болады. Алюмогель немесе силикагель сияқты адсорбенттерге қарағанда, молекулалық елеуіштердің кристалдық торларының мөлшері біркелкі болып келеді, сондықтан осы тесіктердің ішіне енуші молекулаларды үлкендерінен толық айырып алуға болады. Бұлардағы адсорбция процесі молекулалардың қоспасын олардың мөлшеріне қарай елегендей болғандьқтан, оларды молекулалық елеуіш деп атап кетті. Адсорбентті таңдағанда оның газды кептіру мүмкіндігіне және газдың белгілі шық нүктесіне жеткізу мүмкіндігіне қарайды. Адсорбенттерді қолдану тәжірибесі көрсеткендей, КСМ маркілі силикагельде газды кептіруді шық нүктесін теріс 53 теріс 57 °С, глиназемде теріс 55 °С, алюминий оксидінде теріс 61 + теріс 66 °С, жасанды NaA цеолитінде теріс 70 -н теріс 75 °С-қа дейін жеткізуді қамтамасыз етеді.
Газды кептіруді адсорбентпен толтырылған екі немесе үш адсорберде жүргізеді 1.2-суретте көрсетілген. Адсорберлердің біреуінде кептіру процесі жүргенде, басқасында адсорбент активтілігінің қайта қалпына келуі (регенерациясы) жүргізіледі. Адсорбцияны 25-40 °С температурада және 0,2-0,4 МПа қысымда жүргізеді. Адсорберден өтетін газдың ылғалдылығы белгілі мөлшерден жоғары болғанда, адсорберді регенерацияға қояды. Газдың құрамындағы ылғалдың мөлшерін оның шық нүктесі арқылы анықтайды.
2 сурет. Газдарды адсорбциялап кептіру қондырғысының жүйесі
1-аралық ыдыс; 2-газбөлгіш; 3 және 4-адсорберлер; 5 және 6-тоңазытқыштар. Бағыттар: І-ылғал газ; ІІ-ыстық газ; ІІІ-құрғақ газ; ІV-конденсат.
Регенерацияға ауысқан адсорберге құрғақ қыздырылған газ береді. Силикагельде, алюмогельде, активтелген алюминий оксидінде және бокситте регенерацияны 180-200 °С температурада, ал молекулалық елеуіштерде - цеолиттерде регенерациялауды 310-370 °С-та жүргізеді. Қысым барлық жағдайда атмосфералық деңгейде ұсталады. Регенерациялау температураларының мұндай айырмашылығы молекулалық елеуіштер тесіктерінің майда болуымен және адсорбцияланған затқа түтіктік күштің үлкен әсерімен түсіндіріледі: адсорбцияланған молекуланы адсорбенттен бөлу үшін және оны бу күйіне өткізуге көп энергия жүмсалады.
Адсорбенттің регенерациясын су буының толық бөлінуі тоқтағанға дейін жүргізеді. Газды кептіру айналымы 8, 12, 16 немесе 24 сағатты құрайды. Газды кептірудің сапасын тұрақты сақтап тұру үшін жұтқыштық адсорбциялық сыйымдылығын толық пайдаланбайды адсорберлерді бір айналымнан екінші айналымға ауыстырып отырады. Адсорбентті белгілі бір уақыт пайдаланудан өткен соң (2-5 жыл) жаңасымен ауыстырады.
Соңғы кездері газдарды кептірудің қысқа мерзімді адсорбциялау процестері көбірек қолданылуда. Адсорбция уақыты 1,5-нан 10 мин.-қа дейін, оны жоғары қысымда және нормальды температурада жүргізеді. Ал адсорбентті регенерациялауды атмосфералық қысымда және бастапқы температурада жүргізеді. Қысқа мерзімді адсорбцияда адсорбент есебінде силикагель қолданылады.
Адсорберлер - цилиндр тәрізді, биіктігінің диаметріне қатынасы 21-ден 51 дейінгі аппараттар. Бұларда адсорбент тіректі торларға бір-бірінің аралары 1,2-1,5 м-ден орналастырылады. Газдың қозғалу жылдамдығы аппарат бойында 0,1-0,3 мсек. құрайды. Газдарды адсорбенттермен кептіруді, депрессияны, яғни, шық нүктесін 45 °С-тан да төмендету қажет болғанда қолданады. Басқа көрсеткіштер бойынша, сұйықтық жүйе, яғни, газдарды гликольдермен ылғалсыздандыру, қатты кептіргішпен осыны іске асырудан кем түспейді. Табиғи газдың көп мөлшерін кептіруде екіэтиленгликольмен немесе үшэтиленгликольмен істейтін жүйе, капиталдық және пайдалану шығыны жөнінен тіптен үнемділеу.
Қазіргі кезде газ өңдеу зауыттарында газдарды терең кептіру цеолиттерде қолданыс тапқандықтан, газдың ең төменгі шық нүктесіне жету үшін кептірудің қосарланған әдісін қолданады газды кептірудің бірінші сатысында абсорбция, ал екіншісінде - адсорбция әдісімен цеолиттерде іске асырады. Бұл газ ағымынан судан таза және газдың ең төменгі шық нүктесіне жетуге мүмкіндік береді.
1.2 Табиғи және ілеспе газдарды өңдеу
Жер астынан алынатын табиғи газбен бірге су буы, сұйық су, көміртекті газ (көміртегінің қос тотығы), күкіртті сутегі, азот жөне гелий болады. Күкіртті сутегі және көміртекті газ газды жинау мен тасымалдау желісін күшті коррозияға ұшыратады, ал судың болуы қатты гидраттар (СН4::6Н2O, СН4::7Н2O, С3Н8::18Н2O және басқа) түзілу мүмкіндігінің себепшісі болады, олар газ құбырының қабырғаларына отырып, оның газды жіберу қабілетін азайтады. Сондықтан табиғи газды алысқа тасымалдау алдында құрғатады және тазалайды.
Табиғи газды құрғатуды сұйық (этиленгликоль, екі және үшэтиленгликольдер) және қатты (алюминий оксиді, силикагель, молекулярлы сүзгіштер) құрғатқыштармен жүргізеді. Газды Н2S пен С02 тазартуда аминдерді (моно- және диэтаноламиндерді) пайдаланады. Егер табиғи газ С3-С4 көмір- сутектерін көп құраса, онда бұл көмірсутектерді табиғи газдан газ өңдеу зауыттарында (ГӨЗ) алдын ала бөледі.
Тазаланған және кептірілген табиғи газ компрессор стансаларында сығылады және газ кен орнынан бірнеше мың километр қашықтықта орналасуы мүмкін тұтынушыларға магистралды газ құбырымен тасымалданады.
Ілеспе газды өңдеу. Газ өңдеу зауыттары. Ілеспе (мұнай) газды өңдеуді, сонымен қатар, қажет болғанда, табиғи газды да ГӨЗ-та жүргізеді жоне ол мынадай операциялардан тұрады:
газдардан тұрақсыз бензин деп аталатын - С3 және одан жоғары көмірсутектерін (газды бензинсіздендіру) шығару;
бензинсіздендірген газды тұтынушыларға жеткізуге қажетті қысымға дейін қысу;
тұрақсыз бензинді жеке көмірсутектеріне - пропан, изобутан, бутан және түрақты бензинғе бөлу.
Газ өңдеу зауыттарында тағы да газды кептіру және күкіртті сутегінен тазалау қондырғылары бар. Мұнай кен орындарында тұрақты да, жылжымалы да газөңдеу зауыттары салынады. Жылжымалы ГӨЗ-тың қуаты 40-100 мың м[3] газды соткесіне құрайды, оның аппараттары платформаларда немесе жылжы- мада құрастырылады.
Газ өңдеу зауытының шикізаты мен өнімінің шамамен алғандағы құрамы (%) төмендегідей болады:
1 Кесте. Газ өңдеу зауытының шикізаты мен өнімінің құрамы
Өнімінің құрамы
С03
N2
CH4
C2H6
C3H8
изо-
C4H10
н-
C4H10
изо-
C5H12
н-
C5H12
C6H14
Шикізат- ілеспе газ
1,1
3,8
21,2
28,0
29,8
3,2
5,4
1,5
2,0
2,0
Құрғақ бензинсіз- денген газ
2,2
7,6
35,9
32,6
17,2
1,2
2,5
0,4
0,4
Тұрақсыз газ
бензині
7,4
24,6
40,8
5,1
12,2
2,0
4,0
3,9
2. ТАБИҒИ ГАЗДЫ ТАЗАРТУ ӘДІСТЕРІ
2.1 Табиғи газдарды күкіртті сутегінен, көміртегі қосоксидінен және күкіртті қосылыстардан тазалау
Мұнай және табиғи газдар құрамына көмірсутектермен бірге қышқыл газдар - көмірсутегінің қосоксиді (С02) және күкіртті сутегі (Н2S), сондай-ақ, күкіртті қосылыстар - көміртегінің күкіртоксиді (С0S), қоскүкіртті көміртегі (СS2), меркаптандар (RSН), тиофендер және басқа қоспалар кіреді, олар белгілі жағдайда газдарды тасымалдауды және пайдалануды күрделендіреді, металдардың коррозиясын күшейтеді, каталитикалық процестердің тиімділігін төмендетеді және катализаторларды уландырады[2].
Газдарды Н2S пен С02-ден тазалудың өндірістік әдістері өте көп. Олардың арасында ең көп тарағаны - этаноламинмен тазалау, бұл кейбір жағдайда Н2S, С02 және Н20-ны газдан бөлуді бірге жүргізуге мүмкіндік береді. Бұл мақсатта этаноламинмен тазалаудан бөлек, сумен жууды және сілті металдар карбонаттарының судағы ерітіндісімен тазалауды қолданады. Газдарды Н2S пен С02 ден этаноламинмен тазалау әдісі 1930 жылдан бері қолданылуда. Қазір бұл әдіс әр түрлі вариантта мұнай-химия синтезіне шикізат дайындауда көптеп қолданылуда. Табиғи газдарды тазалауда бірэтаноламиннің (БЭА) 15-30% судағы ерітіндісін пайдаланады. Бірэтаноламиннің құны аздығымен қатар, реакцияға қабілеті және тұрақтылығы жоғары және регенераңиясы жеңіл іске асырылады. Бірэтаноламиннің қайнау температурасы 170 °С, суда шексіз ериді.
С02 мен Н2S бірэтаноламинмен абсорбциялауда мынадай негізгі қосынды реакциялар орын алады
2RNH2 + H2S = (RNH3)2S,
(RNH3)2S + H2S = 2RNH3HS,
С02 + 2RNH2 + H20 = (RNH3)2CO3,
С02 + (RNH3)2CO3+ H20 = 2RNH3HCO3.
Мұнда R - НОСН2СН2тобы. Төменгі температура дареакциялар солдан оңға, жоғары температурада оңнан солға қарай жүреді: бірінші жағдайда Н2S және С02 абсорбентпен байланысады, екіншіде - адсорбенттің регенерациясы және жұтылған қышқыл газдардың (Н2S және С02) бөлінуі орыналады.
Күкірттісутегі мен көміртегінің қосоксидін этаноламинмен жұтқызу процесін жоғары қысымда және 25-40 °С температурада жүргізеді, ал жұтқышты регенерациялауды төменгі қысымда және 105 °С-тан жоғары температурада жүргізеді.
Газды бірден күкіртті сутектен, көміртегі қосоксидінен және судан тазалау үшін этаноламиннің этиленгликольмен қоспасын қолданады. Мұндай біріктірілген тазалау шикізатты сусыздандырады және еріткіштерді регенерациялауға пайдаланатын су буының шығынын азайтады 1.3-суретте көрсетілген. Табиғи газды этаноламиннің этиленгликольмен қоспасымен тазалаудың технологиялық жүйесі берілген.
3 - Cурет. Газдарды этаноламин мен этиленгликоль ерітінділерімен тазалаудың жүйесі
1-абсорбер; 2-десорбер; 3,4-қайнатқыштар; бағыттар:І-бастапқы газ; ІІ-тазаланган газ; III- этаноламин ерітіндісі; ІV-этилетликоль ерітіндісі; V-су; VІ-қышқыл газдар (күкіртті сутегі, көміртегінің қос тотығы).
Процесті абсорберден, десорберден және жанама құрал-жабдықтардан тұратын қондырғыларда жүргізеді 1.3-суретте көрсетілген. Абсорбер мен десорбер газдарды гликольдермен кептіруде пайдаланғандай құрылымда болады. Абсорбердің астына алғашқы шикі газ түседі, оған қарама-қарсы этиленгликоль мен этаноламин беріледі. Абсорбердің жоғарғы жағынан тазаланған газ, төменгі жағынан - күкіртті сутегімен және көміртегінің қостотығымен абсорбцияланған жұтушы ерітінді шығады; ерітінді жылуалмастырғыштан, бумен жылытқыштан өтіп, десорбердің ортасына беріледі. Десорбердің жоғарғы жағынан күкіртті сутегі және көміртегінің қосоксиді шығады, төменгі жағынан регенерациядан өткен жұтушы ерітіндіні сораппен шығарады. Бүл ерітіндінің ... 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