Майларды экстракциялауда қолданылатын еріткіштер
Кіріспе 5
1 Әдәби шолу 6
1.1 Майларға жалпы сипаттама 6
1.2 Мазутты май нұсқасы бойынша айдау 9
1.3 Экстракциялау процесінің сипаттамасы 11
1.4 Майларды экстракциялауда қолданылатын еріткіштер 13
2 Технологиялық бөлім 19
2.1 Шикізат және өнімнің сипаттамасы 19
2.2 Қондырғы мен оның жұмыс істеу принципі
2.3 Шикізат, реагенттер және дайын өнімнің сипаттамасы 20
21
2.4 Қондырғының материалдық және жылулық балансы 23
2.5 Эсктракциялық колоннаның негізгі өлшемдерін есептеу
2.5.1 Экстракциялық колоннаның диаметрін есептеу
2.5.2 Экстракция колоннасының биіктігін есептеу 26
26
27
Қорытынды 28
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 29
1 Әдәби шолу 6
1.1 Майларға жалпы сипаттама 6
1.2 Мазутты май нұсқасы бойынша айдау 9
1.3 Экстракциялау процесінің сипаттамасы 11
1.4 Майларды экстракциялауда қолданылатын еріткіштер 13
2 Технологиялық бөлім 19
2.1 Шикізат және өнімнің сипаттамасы 19
2.2 Қондырғы мен оның жұмыс істеу принципі
2.3 Шикізат, реагенттер және дайын өнімнің сипаттамасы 20
21
2.4 Қондырғының материалдық және жылулық балансы 23
2.5 Эсктракциялық колоннаның негізгі өлшемдерін есептеу
2.5.1 Экстракциялық колоннаның диаметрін есептеу
2.5.2 Экстракция колоннасының биіктігін есептеу 26
26
27
Қорытынды 28
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 29
Мұнай майлары сұйық, жоғары қайнаушы, қажетсіз қоспалардан тазартылған фракциялар қоспасы. Көп сатылы синтез жолымен органикалық қосылыстардан ашылған синтетикалық майлардан айыру үшін, мұнай майларын кейде минералды деп атайды. Мұнайдан алынған минералды майларды бөлу әдісіне қарап, дистиллятты, қалдық және қосынды, яғни дистиллятты мен қалдық компаненттерді араластырумен алынатын деп бөледі.
Тазалау әдісіне байланысты, майларды былай бөледі: тазаланбаған (мұнайды тура айдаудан кейін алынған), сілтімен, қышқыл – сілтімен, қышқыл – контактпен, талғанды және адсорбциясы тазаланған, гидрокрекингтен өткен деп.
Мұнай майларының міндеті әртүрлі қозғалушы механизмдердің, станоктардың, қозғалтқыштардың, машиналардың қатты беттерінің бір – бірімен үйкелісуін азайту және осының нәтижесінде, олардың тозуын болдырмау. Мұнай майларының пайдалану шеңберіне байланысты, оларды майлаушы және арнайы деп бөледі. Майлаушы майларды индустрия және мотор майлары, темірді жұқа жазатын станостың майлары, вакуум, цилиндр, энергентика, трансмиссия, білік, прибор, гидровлика майлары деп одан әрі тағы бөледі.
Индустрия майлары әртүрлі өндіріс құрал – жабдықтарын майлауға арналған. Индустрия майларының барлық маркаларындағы сан 500С кинематикалық тұтқырлық мәнін көрсетеді.
Тазалау әдісіне байланысты, майларды былай бөледі: тазаланбаған (мұнайды тура айдаудан кейін алынған), сілтімен, қышқыл – сілтімен, қышқыл – контактпен, талғанды және адсорбциясы тазаланған, гидрокрекингтен өткен деп.
Мұнай майларының міндеті әртүрлі қозғалушы механизмдердің, станоктардың, қозғалтқыштардың, машиналардың қатты беттерінің бір – бірімен үйкелісуін азайту және осының нәтижесінде, олардың тозуын болдырмау. Мұнай майларының пайдалану шеңберіне байланысты, оларды майлаушы және арнайы деп бөледі. Майлаушы майларды индустрия және мотор майлары, темірді жұқа жазатын станостың майлары, вакуум, цилиндр, энергентика, трансмиссия, білік, прибор, гидровлика майлары деп одан әрі тағы бөледі.
Индустрия майлары әртүрлі өндіріс құрал – жабдықтарын майлауға арналған. Индустрия майларының барлық маркаларындағы сан 500С кинематикалық тұтқырлық мәнін көрсетеді.
1. Каменчук Я.С. Отработанные нефтяные масла и их регенерация (на примере трансформаторных и индустриальных масел). Автореферат диссертации. Томск, 2007.
2. Волкова Г.И. Химия и технология топлив и масел. – 2008. - № 3. – С. 46-48.
3. Сироткина Е.Е., Новоселова Л.Ю. Химия и технология топлив и масел. – 2007. - №5. – С. 28-30.
4. Фукс И.Г., Спиркин В.Г., Шабалина Т.Н. Основы химмотологии. Химмотология в нефтегазовом деле: Учебное пособие. М.: Нефть и газ. – 2004. – 280 с.
5. Майборада, С.Э. Экологический вестник России. – 2013. - № 9. – С. 28-31. 6. Евдокимов А.Ю., Фукс И.Г. Утилизация отработанных смазочных материалов: технологии и проблемы // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2004. №2. С.9-11.
2. Волкова Г.И. Химия и технология топлив и масел. – 2008. - № 3. – С. 46-48.
3. Сироткина Е.Е., Новоселова Л.Ю. Химия и технология топлив и масел. – 2007. - №5. – С. 28-30.
4. Фукс И.Г., Спиркин В.Г., Шабалина Т.Н. Основы химмотологии. Химмотология в нефтегазовом деле: Учебное пособие. М.: Нефть и газ. – 2004. – 280 с.
5. Майборада, С.Э. Экологический вестник России. – 2013. - № 9. – С. 28-31. 6. Евдокимов А.Ю., Фукс И.Г. Утилизация отработанных смазочных материалов: технологии и проблемы // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2004. №2. С.9-11.
МАЗМҰНЫ
Кіріспе
5
1 Әдәби шолу
6
1.1 Майларға жалпы сипаттама
6
1.2 Мазутты май нұсқасы бойынша айдау
9
1.3 Экстракциялау процесінің сипаттамасы
11
1.4 Майларды экстракциялауда қолданылатын еріткіштер
13
2 Технологиялық бөлім
19
2.1 Шикізат және өнімнің сипаттамасы
19
2.2 Қондырғы мен оның жұмыс істеу принципі
2.3 Шикізат, реагенттер және дайын өнімнің сипаттамасы
20
21
2.4 Қондырғының материалдық және жылулық балансы
23
2.5 Эсктракциялық колоннаның негізгі өлшемдерін есептеу
2.5.1 Экстракциялық колоннаның диаметрін есептеу
2.5.2 Экстракция колоннасының биіктігін есептеу
26
26
27
Қорытынды
28
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
29
КІРІСПЕ
Мұнай майлары сұйық, жоғары қайнаушы, қажетсіз қоспалардан тазартылған фракциялар қоспасы. Көп сатылы синтез жолымен органикалық қосылыстардан ашылған синтетикалық майлардан айыру үшін, мұнай майларын кейде минералды деп атайды. Мұнайдан алынған минералды майларды бөлу әдісіне қарап, дистиллятты, қалдық және қосынды, яғни дистиллятты мен қалдық компаненттерді араластырумен алынатын деп бөледі.
Тазалау әдісіне байланысты, майларды былай бөледі: тазаланбаған (мұнайды тура айдаудан кейін алынған), сілтімен, қышқыл - сілтімен, қышқыл - контактпен, талғанды және адсорбциясы тазаланған, гидрокрекингтен өткен деп.
Мұнай майларының міндеті әртүрлі қозғалушы механизмдердің, станоктардың, қозғалтқыштардың, машиналардың қатты беттерінің бір - бірімен үйкелісуін азайту және осының нәтижесінде, олардың тозуын болдырмау. Мұнай майларының пайдалану шеңберіне байланысты, оларды майлаушы және арнайы деп бөледі. Майлаушы майларды индустрия және мотор майлары, темірді жұқа жазатын станостың майлары, вакуум, цилиндр, энергентика, трансмиссия, білік, прибор, гидровлика майлары деп одан әрі тағы бөледі.
Индустрия майлары әртүрлі өндіріс құрал - жабдықтарын майлауға арналған. Индустрия майларының барлық маркаларындағы сан 500С кинематикалық тұтқырлық мәнін көрсетеді.
1 Әдәби шолу
1.1 Майларға жалпы сипаттама
Мұнaй мaйлaры - aуыр дистиллянтты және aрнaйы тaзaлaудaн өткен мұнaй қaлдықтaры. Мaйлaуғa aрнaлғaн және aрнaйы мaқсaттa қолдaнылaтын мaйлaр болып топтaсaды. Соңғысын технологиялық мaқсaттa мехaнизмдерді қолдaнғaндa пaйдaлaнaды. Олaрғa келесі мaйлaрды жaтқызaды: электрооқшaулaнғaн - трaнсформaторлы, шықтaғыш, кaбельді; гидрaвликaлық жүйелерге aрнaлғaн; технологиялық мaқсaттa - сіңіруші сұйықтaр, жұмсaртқыштaр және сол сияқтылaр; иіссулaрғa aрнaлғaн (aқ мaйлaр).
Майлардың құрылысын француз химиктері Шеврель мен Бертло еңбектерінің нәтижесінде анықталады. ХХ ғасырдың бас кезінде - ақ Шеврель майларды сумен араластырып (сілті қосып) қыздырғанда, майдың суды қосып алып, глицеринге және карбон қышқылдары - стеарин, олеин қышқылдарына және басқа да қышқылдарға ыдырайтынын анықтаған болатын. Бертло (1854ж) оған кері реакция жасады. Бертло глицерин мен қышқылдардың қоспасын қыздырып майларға ұқсас зат алды. Демек, Шеврель күрделі эфирдің гидролизін, ал Бертло эфирлену, яғни күрделі эфир синтездеу реакцияларын жүргізді. Осы деректерге сүйене отырып, майлар құрылысы жөнінде қорытындыға келу қиын емес.
Майлар - үш атомды спирт эфирлері. Мұндай эфирлер көбінесе белгілі бір қышқылмен ғана емес, әртүрлі қышқылдармен де түзіледі. Майлар көп жағдайда қаныққан және қанықпаған жоғарғы карбон қышқылдарынан, ең алдымен пальмитин СН - СООН, стеарин СН - СООН, олеин СН - СООН, линоль СН - СООН және басқа да сондай қышқылдардан түзіледі. Майлардың түзілуіне шамалы мөлшерде жеңіл қышқылдар да қатысады. Мысалы, май қышқылы СН - СООН сары майда капрон қышқылы СН - СООН және басқа қышқылдарда кездеседі.
Табиғи майлардың молекуласы әдетте, жұп санды көміртегі атомдары және тармақталған көмірсутек тізбегі бар қышқылдардан түзілетіндігі көңіл аударарлық.
Қаныққан қышқылдардан түзілген майлар көбінесе қатты келеді (сары май, қой майы). Қанықпаған қышқыл көбейген сайын майлардың балқу температурасы төмендеп, жеңіл балқығыш келеді ( шошқа майы, сары май). Сұйық майлар негізінде қанықпаған қышқылдардан түзіледі (зығыр, күнбағыс майлары және басқа да майлар).
Майлардың химиялық қасиеттері олардың күрделі эфирлер класына жататындығымен анықталады. Сондықтан да оларға тән реакция - гидролиз. Майлар гидролизі де, басқа да күрделі эфирлердікі тәрізді қайтымды реакция.
Машинаның бөлшектерін сақтау үшін әртүрлі май түрлерін қолданады. Май бөлшектерді коррозиядан сақтау үшін қолданады. Автомобиль майлары мазуттан, мұнай қалдығынан алынады.
Двигательді майлауға қолданылатын майлар мынадай талаптарға сай болуы қажет. Механикалық қоспалары болмауы керек, сонымен бірге майдың белгілі бір тұтқырлығы, тұрақтылығы және қату температурасы болу керек.
Егер майдың тұтқырлығы жоғары болса ал майлағыш жүйелердің каналдары арқылы дұрыс өтпейді, және нашар шашырайды. Ал егер майдың тұтқырлығы төмен болса, онда май бөлшектері арасындағы зазордан жеңіл ағып кетеді. Майдың тұтқырлығы цифрамен белгіленеді ол әріптен кейін қойылады, бұл майдың маркасын көрсетеді. Майдың тұтқырлығы деп ұзақ уақыт аралығында өзінің қасиетін жоғалтпайтын қабілетін айтамыз. Қату температурасы оның қандай темпетратурада өзінің ағу қасиетін жоғарлататынын көрсетеді.
Автомобиль майлары әріптерімен және цифрлармен белгіленеді. М әрпі оның мотор майы екенін, әріптен кейін тұрған сан - майдың тұтқырлығын, ал саннан кейін тұрған әріп - майдың эксплуатациялық сапасын көсетеді. Мысалы: ЗИЛ - 130 және ГАЗ - 53 А автомобиль двигательдерінде М - 8Б
(АС-8) әркезеңдік қолданылады. Жақшаның ішіндегі сан майдың ескі маркировкасын көрсетеді. А әріпі - майдың автомобильдің карбюраторлық бөлшекке арналғандығын, С әрпі тазарту әдісін (селестивті, 8 саны майдың тұтқырлығын көрсетеді.
Автомобиль бөлшектеріне пайдаланылатын майдың сапасын арттыру үшін оған присадка қосады. Ол присадкалар майдың тұтқырлығын арттырады, қату температурасын төмендетеді, металдың коррозиясын азайтады. Автомобиль бөлшектері үшін майдың қасиетіне әсер ететін комплексті присадкалар қолданады.
Мұнай майлары заманауи техниканы пайдалануда кең және жан-жақты қолданысқа ие. Ішкі жану қозғалтқышын майлауда қолданылатын мотор майларымен қатар, майлардың көп мөлшері түрлі машиналарды, механизмдерді, станок және жабдықтарды майлау үшін, әр түрлі мақсатта қолданылатын гидравликалық жүйелер үшін жұмысшы сұйықтықтар ретінде, электр қондырғыларын оқшаулау үшін, вакуумды насостардың жұмысын қамтамасыз ету үшін және басқа да көптеген мақсаттар үшін қолданылады [1].
Кез келген майдың негізі - майлы көмірсутекті фракция. Бұл табиғи мұнай фракциясы, сонымен қатар синтезделген полимер фракциясы да бола алады. Майдың өндірісінде оған түрлі қосылыстар (присадкалар) қосылады. Бұл қосылыстар майға қажетті қасиеттер беріп, оның табиғи сапасын жақсартады. Пайдаланым процесінде май ластанады, оған: шаң, материал талшықтары, металл бөлшектері, су тамшылары, оттегі түседі. Ұзақ пайдалану барысында мұнай майлары өзінің физика-химиялық және пайдаланым қасиеттерін өзгертеді - ескіреді, майлар қолданылған және жарамсыз болады. Ескіру тек оны құраушы көмірсутектердің жоғары температура әсерінен және металдар қатысында ауадағы оттегімен тотығуы салдарынан ғана емес, сонымен қатар электр өрісі әсерінен, электр доғасында ыдырау, сулану, механикалық қоспалармен ластану және т.б. салдарынан болады [2].
Қолдану барысында майдың құрамы өзгереді, демек олардың пайдаланымдық және экологиялық қасиеттері нашарлайды. Бұл кезде келесі негізгі процестер жүреді: физикалық: механикалық қоспалармен ластануы, ылғалды сіңіруі, жеңіл фракциялардың булануы, қатты көмірсутектердің кристаллизациясы және т.б.; химиялық: көмірсутектер мен гетероатомды қосылыстардың тотығуы, полимеризация, поликонденсация, тұрақтылығы төмен қоспалардың ыдырауы - металл коррозиясы және т.б.; физика-химиялық: механикалық қоспалар және тотығу өнімдерінің коагуляциясы, үйкелу торабының металдық бетіндегі сольватация, адсорбция, десорбция және т.б. [3].
Бұл процестердің нәтижесінде майдың фракциялық құрамы күрделенеді, тотығу ӛнімдері (шайырлар, қатты тұнбалар) түзіліп жинақталады, механикалық қоспалар, су (сулану), коррозия өнімдері және металдың тозуы, майдың тұтқырлығы мен қышқылдығы жоғарылайды [4].
Майдың тотығуы барысында еритін және ерімейтін өнімдер түзіледі. Сұйық фазалы тотығудың біріншілік процесі майда: спирттер; альдегидтер; кетондар; қышқылдар; фенолдар және басқа өнімдер түзе, радикал-тізбекті механизм бойынша жүреді. Бұл өнімдер, тығыздалудың (поликонденсация, коагуляция) екіншілік процестер жүйесінде: шайыр; асфальтен; карбен және карбоидтер түзе жүруін тудырады. Майдың тотығуының соңғы өнімдері - шайырлар; тұнбалар; лак; күйіктер [3].
Мұндай майлардың агрегаттық күйі сұйық; орташа компоненттік құрамы: мұнай өнімдері (көмірсутектер) - 70,0-ден 98,2 % дейін; қосылыстар - 0,0-12,0 %; су - 2,0 % дейін; механикалық қоспалар - 1,0% дейін. Қолданылған майлар (мотор, трансмиссиялық, гидравликалық, трансформатор, турбина майлары) 3-ші топтағы қауіпті заттардың қатарына жатады және орташа қауіпті қалдық болып табылады. Ол қоршаған ортаны ластап, экожүйені бұзып қоршаған ортаға бірыңғай әсер етеді. Мұндай қолданылған маймен ластанған қоршаған ортаның қалпына келу кезеңі және майдың зиянды әсер ету деңгейінің төмендеу кезеңі 10 жылды құрайды. Қолданылған майлар өте улы, әрі табиғат үшін өте қауіпті болып табылады. Мұнай майлары судан жеңіл, әрі мүлдем ерімейді деуге болады. Суға түсіп, олар судың бетінде қалқып жүреді, нәтижесінде үлкен экологиялық мәселелерге, кейде экологиялық апаттарға әкеледі. Топыраққа төгілген 1 литр қолданылған мотор майының өзі 100-1000 тонна топырақ суын жарамсыз жасайды. Экологтардың бағалауы бойынша, әлемдегі су бетінің 40 % қолданылған автомобильдер және авиациялық май қабатымен жабылған. Қолданылған мұнай майлары ӛте улы қасиеттерге ие болуымен қатар, бактериялардың көбеюіне де қолайлы орта болып табылады [5].
Қолданылған майларды ӛңдеу бүкіл әлем бойынша ең күрделі, өзекті мәселе болып табылады, себебі басқа көмірсутектермен салыстырғанда қолданылған майлар биосфераны едәуір көп ластайды. Мұнай және мұнай өнімдеріне қарағанда қолданылған майлар табиғи жолмен (тотығу, биоыдырау, фотохимиялық реакциялар) анағұрлым аз деңгейде зарарсыздандырылады. Пайдалану процесінде термиялық ыдырау және тотығу нәтижесінде майларда асфальтты-шайырлы қосылыстар, түрлі тұздар мен қышқылдар, күйе бөлшектері, беттік белсенді заттар, металдар бөлшегі жиналады [6].
Қазақстанда барлық қолданылған майдың 26-77 % суға және жер қойнауына төгіледі; 40-48 % жиналады, бірақ барлық жиналған майдың тек 14-15 % ғана регенерленсе, қалған 26-33 % не болмаса отын ретінде қолданылады немесе өртеледі, не болмаса қоршаған ортаға төгіледі. Урбандалған қоғамдағы өзекті мәселелердің бірі - қолданылған мұнай майларын пайдаға асыру [2].
ЕО елдері Қазақстанмен салыстырғанда қолданылған майларды жой- ылуға тиісті қалдық ретінде емес, екіншілік қолдануға жарамды өнімдер ретінде қарастырады. Ӛнеркәсіптің дамуының заманауи кезеңінде екіншілік шикізатты, соның ішінде тиісті өңдеу барысында бағалы мұнай өнімдерін алуда шикізат базасы болып табылатын қолданылған майларды өндіріске енгізу сұрағы ең маңызды, әрі өзекті мәселе. Зерттеулердің көбі майларды тазартудың қолжетімді және технологиялық әдістерін іздеуге бағытталған.
Бұл зерттеулердің өзектілігі қоршаған ортаға төгілетін, қолданылған мұнай майларынан тигізілетін зиянмен, болжам бойынша тек бірнеше он жылдықтарға ғана жететін, барланған мұнай қорларының таусылуымен және осыған байланысты ресурсты сақтау мәселесінің күрделілігімен анықталады. Қолданылған мұнай майларын пайдаға асырудың келесі жолдары бар: тазарту және регенерлеу; термодеструкция (өртеу); консервациялау мақсатында пластикалық май алу; машиналар мен механизмдердің жауап- сыз (тынымсыз) тораптарына жағу үшін қолдану; құрылыс материалдарын алу; қазандық отындардың құрамдас бөлігі ретінде қолдану. Қолданылған майларды қоршаған ортаға төкпей, жоғары калорийлі отын ретінде қолдануға болады. Қазіргі кезде қолданылған майлар энергия тасымалдағыштар ретінде жиі қолданылуда. Оларды өңдеу, қыздыруға арналған қара пеш отынын алуға мүмкіндік береді. Өңделген 1000 л май 880 кг отынның қарапайым қатты түрін алмастырады. Мұндай отын: кәсіпорын пештерінде; қазандықтар үшін; оттығы бар, жылугенераторларында; пеш отынын пайдаланатын, басқа да қыздырғыш жабдықтар түрі үшін қолданылады. Қыздыру үшін қара пеш отынын жаққанда, қарапайым бензин немесе дизель отынын қолданғандағыға қарағанда, жоғары энергияның эффективтілігін алуға болады. Майларды өңдеу және оларды одан әрі әр түрлі салаларда қолдану пайдалы процедура болып табылады. Мұндай ӛңдеуде майды тазартудың жоғары технологиялық әдістері қолданылады.
1.2 Мазутты май нұсқасы бойынша айдау
Мазутты май нұсқасы бойынша айдау - берілген жабысқақтығы бар тар май фракцияларын бөліп алу, олар қажет емес компоненттерден (шайырлы, асфальттық қоспалар, қатты парафиндер) ары қарай тазалау арқылы тауарлық майларды алудың негізі болып табылады. Майлардың сапасы, бірінші кезекте, мұнайдың фракциялық құрамына байланысты болады. Жоғары сапалы майларды алу үшін тар 50-градусты фракция (350 - 400; 400 - 450 және 450 - 500 оС) іргелес дистияляттардың қайнау температуралырының (30 - 60 оС тан артық емес) минималды күш салуын қолдануға кеңес беріледі. Ректификациялық колонналарда айдау бөлінісінің қажетті нақтылығын қамтамасыз ету үшін тәрелкелерді көп қолданады (әр дистиллятқа 8-ге дейін), бумен жібіту секцияларын қолданады; бір колонналықтармен қатар айдаудың екі колонналы схемаларын қолданады (қалдық немесе кең май фракциясы бойынша).
Мазутты бір реттік буланумен айдау кезінде келесі шарттар орындалуы тиіс: тәрелкелердің саны 12-14 болуы тиіс, олардың жартысы айдау секцияларында ; тәрелкелердің тиімділігі 0,7-0,8 ден кем болмауы тиіс; қуат аймағындағы шикізаттың булануы іріктелетін дистилляттардың суммасынан бірнеше пайызға артық; циркуляциялық суландыруды жоғарғы тәрелкелерде орналастырған жөн ( әдетте төртеуінде ); бумен жібіту секцияларынан буды сұйықтықты бумен жібіту секциясына бұрудан бір тәрелке жоғары беру керек; бу линиялары бойынша қысымның төмендеуі минималды болуы керек; қызу температурасы 420 оС тан аспауы керек. Кең май фракциясы бойынша екі мәрте булану кезіндегі температура келесідей болу тиіс : бірінші колонна кірісінде 400 - 420 оС, ал екінші сатыда 350 - 360 оС.
Мазут вакуумдық пештерде максималды температураға дейін қызады және бөлінуге вакуумдық колоннаға түседі, жоғарыда конденсацияланбайтын газ және су буы алынады. Бір колонналы айыру кезінде қапталдық айдаушылармен жабысқақтығы аз, орташа және жоғары дистилляттар іріктелсе, ал төменгісінен гудрон іріктеледі. Екі колонналы схемада бірінші вакуумдық колоннадан келген дистиллят пеште қыздырылып екіншісіне беріледі, ол жерде майлық дистилляттарға бөлу орындалады. Олардан бөлек бірінші қапталдық айдаушымен жеңіл вакуумдық газойль шығарылады, төменгі колоннадан гудрон шығады. Қалдық бойынша екі колоннада айыру кезінде дистияллттық фракция- лардың фракциялық құрмының тарылуы орын алады.
Бірінші вакуумдық колоннада бірінші қапталдық айдаушымен жеңіл вакуумдық газойль іріктеліп алынады, ал екінші және үшіншімен - жабысқақтығы аз және орта жабысқақтығы бар дистилляттың бірінші айдалуы іріктеледі (демек бірінші колоннада жеңілірек дистилляттар алынады). Жартылай гудрон бірінші колоннаның төменгі жағынан пеш арқылы екінші вакуумдық колоннаға түседі, оның нығайтушы бөлігінен қапталдық шығынды күйінде орта жабысқақтығы бар дистилляттың бірінші айдалуы және жабысқақ дистиллят бұрылады, ал төмен жағынан гудрон. Қатты қызған су буы вакуумдық колонаның және бумен жібіту секцияларының төменгі жағына беріледі, күштісі - пештердің ирек түтігіне беріледі.
Вакуумды колонна артық қалдықтан каталитикалық крекинг шикізатын алуға қолданылады. Колонна мұнай қалдығын айдаудағы термиялық крекингті жоютын қысымды төмендетуге арналған.
1-сурет-Вакуумды айдау жүйесінің сұлбасы
1.3 Экстракциялау процесіне сипаттама
Экстракциялау (лат. extractіo - бөліп алу) - таңдап алынған еріткіштер көмегімен сұйық немесе қатты заттардан бір немесе бірнеше құраушыларын бөліп алу әдісі. Экстракциялаупроцесі үш сатыдан тұрады: 1) заттардың бастапқы қоспасын экстрагентпен араластыру; 2) түзілген екі фазаны мех. жолмен ажырату; 3) екі фазадағы экстрагентті пайдалану үшін бөліп алу. Механикалық жолмен бөлгенде заттың экстрагенттегі ерітіндісі (экстракт) және бастапқы ерітіндінің қалдығы (рафинад) алынады. Олардан экстрагентті дистилдеу, буландыру, кристалдау, т.б. әдістермен алады. Экстракциялауүшін алынған экстрагенттердің төмендегідей ерекшеліктері болуы керек: таңдамалылығы, жылдам қалпына келуі, бастапқы еріткіштен тығыздығы немесе тұтқырлығы бойынша өзгешелігі, ұшқыштығының аз болуы, улы болмауы, т.б. Экстракциялаудың артықшылығына: жұмыстық темп-раның төмен болуы, сұйытылған ерітіндіден бағалы құраушыны немесе қажетсіз қоспаны бөліп алу тиімділігі, қайнау температурасы жақын заттарды бөлу және ректификациялы біріктіру мүмкіндігі, т.б. жатады. Экстракциялау мұнай өнімдерінен ароматтық көмірсутектерді, минералдық кендерден металдарды, өсімдік шикізаттарынан органик. қосылыстарды, т.б. бөліп алу үшін қолданылады. Экстракциялау аналитикалық химияда: элементтерді химиялық талдау, оларды бөлу және тазалау, т.б. үшін қолданылады. Онда экстрагент ретінде спирт, кетон, жай және күрделі эфирлер, аминдер, т.б. қосылыстар пайдаланылады.
Сұйықтықты экстракция - бір-бірінде ерімейтін (немесе шектеулі еритін) екі сұйық фазалардың қатысымен жүретін үрдісті айтады. Ал бұл екі фазалардың арасында экстракцияланатын зат (немесе бірнеше зат) орналасады. Бұл үрдіс диффузия заңымен және фазалар арасында затты орналастырумен жүретін масса алмастыру үрдістерінің бірі болып табылады. Әрекеттесу негізінде фазадан фазаға берілетін заттың мөлшері фазалы ара-қатынастың үлкендігіне, әрекет етуші күшке, масса жіберуші коэффициентке тура пропорционал болатын масса жіберу теңдігінде жатыр. Экстракция үрдісінде екі әрекеттесетін сұйықтардың тез араласуына мүмкіндік беретін шарттар болу керек. Мұндай шарттарды эктракцияланатын заттың концентрацияларының өзгешелігі көп болса, сұйықтықтар арасындағы ара-қатынас бетін үлкендету тәсілімен жүргізеді. Осылай керекті әрекет етуші күш пайда болады. Үрдіс тоқтағанда фазаларды бөлу керек, егер талап етілетін болса, шығарылған компонентті таза күйінде алу керек.
Сұйықтықты экстракция үрдісі химиялық, мұнайхимиялық, фармацевтикалық, гидрометаллургиялық және өндірістің басқа да салаларында, сирек кездесетін және бос элементтерден, кәсіпорынның қалдық суларынан бағалы немесе улы заттарды алу мақсатымен қолдланылады. Айдаумен қатар сұйықтықты экстракция біртекті сұйық қоспаларды бөлуде негізгі тәсілдердің бірі болып табылады. Экономикалық жағынан экстракция үрдісі -- өте тиімді үрдіс. Мысалы, ректификация үрдісінде шығарылатын компоненттің концентрациясы аз болған жағдайда (себебі, экстракцияда барлық сұйық қоспаны буландыру қажет емес). Сонымен қатар егер қоспаны ректификациямен бөлу мүмкін емес немесе қиын болса, немесе бөлінетін қоспа қыздырылғанда еритін болса, экстракция үрдісі қолданылады. Әдетте, сұйықтықты экстракцияны экстракцияланатын сұйықтық регенерацияланғанда қолданылатын ректификациямен бірлестіреді. Бұл экстракцияланатын сұйықтық экстрагент немесе еріткіш деп аталады. Экстрагентті регенерациялайтын ректификациямен қатар, қыздыру, буландыру және т.с.с. әдістер қолданылады. Экстрагент және бөлінетін ерітіндінің тығыздықтары әр түрлі болу керек.
Экстрагентте алынған заттар ерітіндісін экстракт деп, ал экстракцияланатын компоненттері жойылған ерітіндіні рафинат деп атайды. Алынған сұйық экстракт және рафинат фазаларын әдетте тұндырып, бөліп алады. Осыдан кейін экстракттан ерітілген затты ректификациямен, буландыру немесе т.с.с. әдістермен бөледі. Сұйық қоспаларды бөлуде басқа әдістерге қарағанда экстракцияның ерекшелігі - оны төмен температурада (бөлме температурасында) жүргізу мүмкіндігі. Сонымен қатар ерітіндіні буландыруға кететін жылу керек етілмейді.
Экстрактта және рафинатта компоненттің шекті концентрациясын фазалық тепе-теңдік шарттары арқылы анықтайды. Тепе-теңдік туралы анықтамалар экстрагентті дұрыс таңдауға, шығарудың технологиялық сұлбасын ұйымдастыруға, негізгі экстракторлық және басқа барлық аппаратураның конструкциясын және өлшемдерін таңдауға керек. Экстракцияланатын заттардың қасиеттеріне байланысты экстракцияны әр түрлі тәсілдермен жүргізеді. сулы ерітінділерден бейорганикалық заттардың экстракциясында әдетте бір экстрагент қолданылады. Органикалық заттардың экстракциясын бір немесе екі экстрагентпен жүргізеді. органикалық заттардың экстракция үрдісі фракционды экстракция деп аталады.
Экстракцияны бір экстрагентпен жүргізгенде бір немесе көпсатылы экстракцияны қолданады. Бірсатылы экстракция тәсілінің негізгі бастапқы ерітіндіні және экстрагентті араластырғышта араластырып, тұндырғышта экстрагент және рафинат деп аталатын екі қабатқа бөлуде. Экстрагент және бастапқы ерітіндіні керекті уақыт аралығында бір рет әрекеттестіру нітижесінде құрамының массасы бірдейге жақын экстракт және рафинат алынады. Затты шығару сатысы салыстырмалы түрде аз, себебі, қосылатын экстрагент мөлшерін көбейткеннің өзінде ерітіндіден компонент толықтай шықпайды, сонымен қатар, рафинаттағы концентрация төмендейді.
Көпсатылы экстракция өндірісте өте жиі қолданылады. Көпсатылы экстракцияға арналған қондырғы бір-біріне жалғанған бірнеше аппараттардан тұрады. Ол аппараттарда бастапқы ерітінді және экстрагент қарама-қарсы түптерден түсіп, қарама-қарсы ағыммен жүреді. Үрдістің мұндай жүруінде ең көп концентрацияланған бастапқы ерітінді салыстырмалы түрде қаныққан шығарылатын затпен, яғни, экстрактпен әрекеттеседі. Соңғы аппаратта қосылған ерітінді (рафинат) таза еріткішпен әрекеттеседі. Нәтижесінде компонентті тшығару толықтай жүреді. Осылай қондырғының барлық аппараттарында үлкен қозғалмалы күш тұрады және бастапқы ерітіндіден экстракцияланатын компонентті толықтай шығару жүреді. Сұйықтықты экстракция үрдісін жүргізгенде әдетте температура өзгермейді, ал сұйықтық-сұйықтық жүйесінде қысым тепе-теңдікке әсер етпейді.
1.4 Майларды экстракциялауда қолданылатын еріткіштер
Талғамды еріткіштердің әсерімен шайыр - асфальтен мен күкірт - азот қосылыстары, қысқа бүйірлі тізбекті көп сақиналы ароматикалық және нафтен - ароматикалық көмірсутектері бөлінеді. Талғамды тазалау процесінің әсіресе май өңдірісінде маңызы үлкен, себебі оның нәтижесінде майлардың пайдалануда маңызды қасиетері: тотығуға тұрақтылығы және тұтқырлық индексі өседі, тұсі жақсарады, кокстенуі мен күкірт мөлшері кемиді.
Май фракцияларын тазалауда қолданылатын еріткіштерге мынадай талап қойылады:
- еріткіш шикізат құрамындағы қажетсіз компоненттерді ерітуде жоғары талғамды еріткіштік қасиетін температураның алшақ шегінде сақтауы қажет;
oo еріткіш тазаланушы өнімді жақсы ерімеуі керек;
oo еріткіш пен шикізат тығыздығының айырмашылығы бір - бірінен алшақ болуы керек, бұл фазаға бөліну процесін жеңілдетеді;
oo еріткіштің қайнау температурасы май компонентерінің температурасынан едәуір төмен болуы қажет, бұл оның фазаға майдан жеңіл бөлуін және олық регенерациялануын қамтамасыз етеді. бірақ еріткіштің қайнау температурасының тіптен төмен болуы процесті қысымда жүргізуге алып келіп соғады.
oo еріткіш химиялық жағынан тұрақты және шикізатқа химиялық инертті болуы қажет, уландырматын, қапарылмайтын және аппаратарды коррозияға ұшырайтын болуы қажет;
oo еріткіштің булану жылуы төмен болуы қажет, бұл энергия және суытушы су шығынын кемітуге жағдай жасайды;
oo еріткіш арзан және тез табына қоятын болуы керек.
Бұл талаптардың бәрінебірдей іс жүзінде сәйкес келетін еріткіштер табу қиын. Сондықтан осы талаптардың басым көпшілігіне сәйкес келетін еріткіштер - фенол мен фурфурол, тағы қосарланған - фенол мен крезолдың пропанмен қоспасы өндірісте қолдану табуда. Еріткіштер май фракциясымен әрекеттескенде олар майдағы қажетсіз компоненттерді жақсы ерітеді және құнды көмір - сутектерін өз ерітеді. Сондықтан майды еріткішпен әрекеттегендеекі фаза түзіледі. Жоғарғы фазада - рафинат ерітіндісінде еріткіштің мөлшері аз май компоненттері жиналады, төменгі фазада - экстрактты ерітіндіде - еріткіштің негізгі массасы мен майдың қажетсіз компоненттері жиналады. Еріткіш мөлшері оптималды болуы керек. Май өндірісінде қолданылатын еріткіштердің физикалық қасиеттері кестеде келтірілген.
Фенол фурфуролға қарағанда көп сақиналы ароматикалық көмірсутектерді, шайырларды және күкіртті қосылыстарды жақсы ерітеді, бұл әсіресе жоғары температурада қайнаушы фракциялармен қалдықтарды тазалауда маңызды рөл атқарады. Фенолдық шикізатқа еселігі фурфуролға қарағанда аз. Бірақ фенолдың фурфуролға қарағанда талғамдылығы төмен, сондықтан бір шикізатты тазалауға еріткіштің шығыны бірдей болғанда, фурфуролды тазалаудан алынған шығыны фенолды тазалауға қарағанда жоғары болады. Күкіртті мұнайлардың май фракцияларын және деасфальтизатарын тазалау үшін негізінен фенол қолданылады; фурфуролды, құрғақ фенолды шикізатпен бірге еруінің критикалық температусының төмендегімен пайдалануға болмағанда, яғни төменгі температурада қайнаушы ароматикалық көмірсутегімен байыған фракцияларды тазалауда қолдану тиімді. Қарастырылған еріткішті фенол мен крезолдың пропанмен қоспасын (селекто) дуосол - процесте, бірден, асфальтсыздандыру мен талғамды тазалау прцестерін жүргізуге пайдаланады.
Экстракт пен рафинат фазаларының құрамы тұрақты температурада тепе - теңдік жағдайында болады. Еріткіштің шикізатқа қатынасының өсуі экстракт ерітіндісінің концентрациясының кемуіне және фазааралық тепе - теңдіктің бұзылуына алып келіп соғады. Осының нәтижесінде көмірсутектердің бір бөлігі раринат ерітіндісінен экстракт ерітіндісіне ауысады. Тазалау дәрежесі көтеріледі, рафинат шығыны қысқарады. Еріткіштің шикізатқа қатынасының азаюы кері нәтижеге алып келіп соғады. Бірақ еріткіштің көлемінің типтен көп болуына ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе
5
1 Әдәби шолу
6
1.1 Майларға жалпы сипаттама
6
1.2 Мазутты май нұсқасы бойынша айдау
9
1.3 Экстракциялау процесінің сипаттамасы
11
1.4 Майларды экстракциялауда қолданылатын еріткіштер
13
2 Технологиялық бөлім
19
2.1 Шикізат және өнімнің сипаттамасы
19
2.2 Қондырғы мен оның жұмыс істеу принципі
2.3 Шикізат, реагенттер және дайын өнімнің сипаттамасы
20
21
2.4 Қондырғының материалдық және жылулық балансы
23
2.5 Эсктракциялық колоннаның негізгі өлшемдерін есептеу
2.5.1 Экстракциялық колоннаның диаметрін есептеу
2.5.2 Экстракция колоннасының биіктігін есептеу
26
26
27
Қорытынды
28
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
29
КІРІСПЕ
Мұнай майлары сұйық, жоғары қайнаушы, қажетсіз қоспалардан тазартылған фракциялар қоспасы. Көп сатылы синтез жолымен органикалық қосылыстардан ашылған синтетикалық майлардан айыру үшін, мұнай майларын кейде минералды деп атайды. Мұнайдан алынған минералды майларды бөлу әдісіне қарап, дистиллятты, қалдық және қосынды, яғни дистиллятты мен қалдық компаненттерді араластырумен алынатын деп бөледі.
Тазалау әдісіне байланысты, майларды былай бөледі: тазаланбаған (мұнайды тура айдаудан кейін алынған), сілтімен, қышқыл - сілтімен, қышқыл - контактпен, талғанды және адсорбциясы тазаланған, гидрокрекингтен өткен деп.
Мұнай майларының міндеті әртүрлі қозғалушы механизмдердің, станоктардың, қозғалтқыштардың, машиналардың қатты беттерінің бір - бірімен үйкелісуін азайту және осының нәтижесінде, олардың тозуын болдырмау. Мұнай майларының пайдалану шеңберіне байланысты, оларды майлаушы және арнайы деп бөледі. Майлаушы майларды индустрия және мотор майлары, темірді жұқа жазатын станостың майлары, вакуум, цилиндр, энергентика, трансмиссия, білік, прибор, гидровлика майлары деп одан әрі тағы бөледі.
Индустрия майлары әртүрлі өндіріс құрал - жабдықтарын майлауға арналған. Индустрия майларының барлық маркаларындағы сан 500С кинематикалық тұтқырлық мәнін көрсетеді.
1 Әдәби шолу
1.1 Майларға жалпы сипаттама
Мұнaй мaйлaры - aуыр дистиллянтты және aрнaйы тaзaлaудaн өткен мұнaй қaлдықтaры. Мaйлaуғa aрнaлғaн және aрнaйы мaқсaттa қолдaнылaтын мaйлaр болып топтaсaды. Соңғысын технологиялық мaқсaттa мехaнизмдерді қолдaнғaндa пaйдaлaнaды. Олaрғa келесі мaйлaрды жaтқызaды: электрооқшaулaнғaн - трaнсформaторлы, шықтaғыш, кaбельді; гидрaвликaлық жүйелерге aрнaлғaн; технологиялық мaқсaттa - сіңіруші сұйықтaр, жұмсaртқыштaр және сол сияқтылaр; иіссулaрғa aрнaлғaн (aқ мaйлaр).
Майлардың құрылысын француз химиктері Шеврель мен Бертло еңбектерінің нәтижесінде анықталады. ХХ ғасырдың бас кезінде - ақ Шеврель майларды сумен араластырып (сілті қосып) қыздырғанда, майдың суды қосып алып, глицеринге және карбон қышқылдары - стеарин, олеин қышқылдарына және басқа да қышқылдарға ыдырайтынын анықтаған болатын. Бертло (1854ж) оған кері реакция жасады. Бертло глицерин мен қышқылдардың қоспасын қыздырып майларға ұқсас зат алды. Демек, Шеврель күрделі эфирдің гидролизін, ал Бертло эфирлену, яғни күрделі эфир синтездеу реакцияларын жүргізді. Осы деректерге сүйене отырып, майлар құрылысы жөнінде қорытындыға келу қиын емес.
Майлар - үш атомды спирт эфирлері. Мұндай эфирлер көбінесе белгілі бір қышқылмен ғана емес, әртүрлі қышқылдармен де түзіледі. Майлар көп жағдайда қаныққан және қанықпаған жоғарғы карбон қышқылдарынан, ең алдымен пальмитин СН - СООН, стеарин СН - СООН, олеин СН - СООН, линоль СН - СООН және басқа да сондай қышқылдардан түзіледі. Майлардың түзілуіне шамалы мөлшерде жеңіл қышқылдар да қатысады. Мысалы, май қышқылы СН - СООН сары майда капрон қышқылы СН - СООН және басқа қышқылдарда кездеседі.
Табиғи майлардың молекуласы әдетте, жұп санды көміртегі атомдары және тармақталған көмірсутек тізбегі бар қышқылдардан түзілетіндігі көңіл аударарлық.
Қаныққан қышқылдардан түзілген майлар көбінесе қатты келеді (сары май, қой майы). Қанықпаған қышқыл көбейген сайын майлардың балқу температурасы төмендеп, жеңіл балқығыш келеді ( шошқа майы, сары май). Сұйық майлар негізінде қанықпаған қышқылдардан түзіледі (зығыр, күнбағыс майлары және басқа да майлар).
Майлардың химиялық қасиеттері олардың күрделі эфирлер класына жататындығымен анықталады. Сондықтан да оларға тән реакция - гидролиз. Майлар гидролизі де, басқа да күрделі эфирлердікі тәрізді қайтымды реакция.
Машинаның бөлшектерін сақтау үшін әртүрлі май түрлерін қолданады. Май бөлшектерді коррозиядан сақтау үшін қолданады. Автомобиль майлары мазуттан, мұнай қалдығынан алынады.
Двигательді майлауға қолданылатын майлар мынадай талаптарға сай болуы қажет. Механикалық қоспалары болмауы керек, сонымен бірге майдың белгілі бір тұтқырлығы, тұрақтылығы және қату температурасы болу керек.
Егер майдың тұтқырлығы жоғары болса ал майлағыш жүйелердің каналдары арқылы дұрыс өтпейді, және нашар шашырайды. Ал егер майдың тұтқырлығы төмен болса, онда май бөлшектері арасындағы зазордан жеңіл ағып кетеді. Майдың тұтқырлығы цифрамен белгіленеді ол әріптен кейін қойылады, бұл майдың маркасын көрсетеді. Майдың тұтқырлығы деп ұзақ уақыт аралығында өзінің қасиетін жоғалтпайтын қабілетін айтамыз. Қату температурасы оның қандай темпетратурада өзінің ағу қасиетін жоғарлататынын көрсетеді.
Автомобиль майлары әріптерімен және цифрлармен белгіленеді. М әрпі оның мотор майы екенін, әріптен кейін тұрған сан - майдың тұтқырлығын, ал саннан кейін тұрған әріп - майдың эксплуатациялық сапасын көсетеді. Мысалы: ЗИЛ - 130 және ГАЗ - 53 А автомобиль двигательдерінде М - 8Б
(АС-8) әркезеңдік қолданылады. Жақшаның ішіндегі сан майдың ескі маркировкасын көрсетеді. А әріпі - майдың автомобильдің карбюраторлық бөлшекке арналғандығын, С әрпі тазарту әдісін (селестивті, 8 саны майдың тұтқырлығын көрсетеді.
Автомобиль бөлшектеріне пайдаланылатын майдың сапасын арттыру үшін оған присадка қосады. Ол присадкалар майдың тұтқырлығын арттырады, қату температурасын төмендетеді, металдың коррозиясын азайтады. Автомобиль бөлшектері үшін майдың қасиетіне әсер ететін комплексті присадкалар қолданады.
Мұнай майлары заманауи техниканы пайдалануда кең және жан-жақты қолданысқа ие. Ішкі жану қозғалтқышын майлауда қолданылатын мотор майларымен қатар, майлардың көп мөлшері түрлі машиналарды, механизмдерді, станок және жабдықтарды майлау үшін, әр түрлі мақсатта қолданылатын гидравликалық жүйелер үшін жұмысшы сұйықтықтар ретінде, электр қондырғыларын оқшаулау үшін, вакуумды насостардың жұмысын қамтамасыз ету үшін және басқа да көптеген мақсаттар үшін қолданылады [1].
Кез келген майдың негізі - майлы көмірсутекті фракция. Бұл табиғи мұнай фракциясы, сонымен қатар синтезделген полимер фракциясы да бола алады. Майдың өндірісінде оған түрлі қосылыстар (присадкалар) қосылады. Бұл қосылыстар майға қажетті қасиеттер беріп, оның табиғи сапасын жақсартады. Пайдаланым процесінде май ластанады, оған: шаң, материал талшықтары, металл бөлшектері, су тамшылары, оттегі түседі. Ұзақ пайдалану барысында мұнай майлары өзінің физика-химиялық және пайдаланым қасиеттерін өзгертеді - ескіреді, майлар қолданылған және жарамсыз болады. Ескіру тек оны құраушы көмірсутектердің жоғары температура әсерінен және металдар қатысында ауадағы оттегімен тотығуы салдарынан ғана емес, сонымен қатар электр өрісі әсерінен, электр доғасында ыдырау, сулану, механикалық қоспалармен ластану және т.б. салдарынан болады [2].
Қолдану барысында майдың құрамы өзгереді, демек олардың пайдаланымдық және экологиялық қасиеттері нашарлайды. Бұл кезде келесі негізгі процестер жүреді: физикалық: механикалық қоспалармен ластануы, ылғалды сіңіруі, жеңіл фракциялардың булануы, қатты көмірсутектердің кристаллизациясы және т.б.; химиялық: көмірсутектер мен гетероатомды қосылыстардың тотығуы, полимеризация, поликонденсация, тұрақтылығы төмен қоспалардың ыдырауы - металл коррозиясы және т.б.; физика-химиялық: механикалық қоспалар және тотығу өнімдерінің коагуляциясы, үйкелу торабының металдық бетіндегі сольватация, адсорбция, десорбция және т.б. [3].
Бұл процестердің нәтижесінде майдың фракциялық құрамы күрделенеді, тотығу ӛнімдері (шайырлар, қатты тұнбалар) түзіліп жинақталады, механикалық қоспалар, су (сулану), коррозия өнімдері және металдың тозуы, майдың тұтқырлығы мен қышқылдығы жоғарылайды [4].
Майдың тотығуы барысында еритін және ерімейтін өнімдер түзіледі. Сұйық фазалы тотығудың біріншілік процесі майда: спирттер; альдегидтер; кетондар; қышқылдар; фенолдар және басқа өнімдер түзе, радикал-тізбекті механизм бойынша жүреді. Бұл өнімдер, тығыздалудың (поликонденсация, коагуляция) екіншілік процестер жүйесінде: шайыр; асфальтен; карбен және карбоидтер түзе жүруін тудырады. Майдың тотығуының соңғы өнімдері - шайырлар; тұнбалар; лак; күйіктер [3].
Мұндай майлардың агрегаттық күйі сұйық; орташа компоненттік құрамы: мұнай өнімдері (көмірсутектер) - 70,0-ден 98,2 % дейін; қосылыстар - 0,0-12,0 %; су - 2,0 % дейін; механикалық қоспалар - 1,0% дейін. Қолданылған майлар (мотор, трансмиссиялық, гидравликалық, трансформатор, турбина майлары) 3-ші топтағы қауіпті заттардың қатарына жатады және орташа қауіпті қалдық болып табылады. Ол қоршаған ортаны ластап, экожүйені бұзып қоршаған ортаға бірыңғай әсер етеді. Мұндай қолданылған маймен ластанған қоршаған ортаның қалпына келу кезеңі және майдың зиянды әсер ету деңгейінің төмендеу кезеңі 10 жылды құрайды. Қолданылған майлар өте улы, әрі табиғат үшін өте қауіпті болып табылады. Мұнай майлары судан жеңіл, әрі мүлдем ерімейді деуге болады. Суға түсіп, олар судың бетінде қалқып жүреді, нәтижесінде үлкен экологиялық мәселелерге, кейде экологиялық апаттарға әкеледі. Топыраққа төгілген 1 литр қолданылған мотор майының өзі 100-1000 тонна топырақ суын жарамсыз жасайды. Экологтардың бағалауы бойынша, әлемдегі су бетінің 40 % қолданылған автомобильдер және авиациялық май қабатымен жабылған. Қолданылған мұнай майлары ӛте улы қасиеттерге ие болуымен қатар, бактериялардың көбеюіне де қолайлы орта болып табылады [5].
Қолданылған майларды ӛңдеу бүкіл әлем бойынша ең күрделі, өзекті мәселе болып табылады, себебі басқа көмірсутектермен салыстырғанда қолданылған майлар биосфераны едәуір көп ластайды. Мұнай және мұнай өнімдеріне қарағанда қолданылған майлар табиғи жолмен (тотығу, биоыдырау, фотохимиялық реакциялар) анағұрлым аз деңгейде зарарсыздандырылады. Пайдалану процесінде термиялық ыдырау және тотығу нәтижесінде майларда асфальтты-шайырлы қосылыстар, түрлі тұздар мен қышқылдар, күйе бөлшектері, беттік белсенді заттар, металдар бөлшегі жиналады [6].
Қазақстанда барлық қолданылған майдың 26-77 % суға және жер қойнауына төгіледі; 40-48 % жиналады, бірақ барлық жиналған майдың тек 14-15 % ғана регенерленсе, қалған 26-33 % не болмаса отын ретінде қолданылады немесе өртеледі, не болмаса қоршаған ортаға төгіледі. Урбандалған қоғамдағы өзекті мәселелердің бірі - қолданылған мұнай майларын пайдаға асыру [2].
ЕО елдері Қазақстанмен салыстырғанда қолданылған майларды жой- ылуға тиісті қалдық ретінде емес, екіншілік қолдануға жарамды өнімдер ретінде қарастырады. Ӛнеркәсіптің дамуының заманауи кезеңінде екіншілік шикізатты, соның ішінде тиісті өңдеу барысында бағалы мұнай өнімдерін алуда шикізат базасы болып табылатын қолданылған майларды өндіріске енгізу сұрағы ең маңызды, әрі өзекті мәселе. Зерттеулердің көбі майларды тазартудың қолжетімді және технологиялық әдістерін іздеуге бағытталған.
Бұл зерттеулердің өзектілігі қоршаған ортаға төгілетін, қолданылған мұнай майларынан тигізілетін зиянмен, болжам бойынша тек бірнеше он жылдықтарға ғана жететін, барланған мұнай қорларының таусылуымен және осыған байланысты ресурсты сақтау мәселесінің күрделілігімен анықталады. Қолданылған мұнай майларын пайдаға асырудың келесі жолдары бар: тазарту және регенерлеу; термодеструкция (өртеу); консервациялау мақсатында пластикалық май алу; машиналар мен механизмдердің жауап- сыз (тынымсыз) тораптарына жағу үшін қолдану; құрылыс материалдарын алу; қазандық отындардың құрамдас бөлігі ретінде қолдану. Қолданылған майларды қоршаған ортаға төкпей, жоғары калорийлі отын ретінде қолдануға болады. Қазіргі кезде қолданылған майлар энергия тасымалдағыштар ретінде жиі қолданылуда. Оларды өңдеу, қыздыруға арналған қара пеш отынын алуға мүмкіндік береді. Өңделген 1000 л май 880 кг отынның қарапайым қатты түрін алмастырады. Мұндай отын: кәсіпорын пештерінде; қазандықтар үшін; оттығы бар, жылугенераторларында; пеш отынын пайдаланатын, басқа да қыздырғыш жабдықтар түрі үшін қолданылады. Қыздыру үшін қара пеш отынын жаққанда, қарапайым бензин немесе дизель отынын қолданғандағыға қарағанда, жоғары энергияның эффективтілігін алуға болады. Майларды өңдеу және оларды одан әрі әр түрлі салаларда қолдану пайдалы процедура болып табылады. Мұндай ӛңдеуде майды тазартудың жоғары технологиялық әдістері қолданылады.
1.2 Мазутты май нұсқасы бойынша айдау
Мазутты май нұсқасы бойынша айдау - берілген жабысқақтығы бар тар май фракцияларын бөліп алу, олар қажет емес компоненттерден (шайырлы, асфальттық қоспалар, қатты парафиндер) ары қарай тазалау арқылы тауарлық майларды алудың негізі болып табылады. Майлардың сапасы, бірінші кезекте, мұнайдың фракциялық құрамына байланысты болады. Жоғары сапалы майларды алу үшін тар 50-градусты фракция (350 - 400; 400 - 450 және 450 - 500 оС) іргелес дистияляттардың қайнау температуралырының (30 - 60 оС тан артық емес) минималды күш салуын қолдануға кеңес беріледі. Ректификациялық колонналарда айдау бөлінісінің қажетті нақтылығын қамтамасыз ету үшін тәрелкелерді көп қолданады (әр дистиллятқа 8-ге дейін), бумен жібіту секцияларын қолданады; бір колонналықтармен қатар айдаудың екі колонналы схемаларын қолданады (қалдық немесе кең май фракциясы бойынша).
Мазутты бір реттік буланумен айдау кезінде келесі шарттар орындалуы тиіс: тәрелкелердің саны 12-14 болуы тиіс, олардың жартысы айдау секцияларында ; тәрелкелердің тиімділігі 0,7-0,8 ден кем болмауы тиіс; қуат аймағындағы шикізаттың булануы іріктелетін дистилляттардың суммасынан бірнеше пайызға артық; циркуляциялық суландыруды жоғарғы тәрелкелерде орналастырған жөн ( әдетте төртеуінде ); бумен жібіту секцияларынан буды сұйықтықты бумен жібіту секциясына бұрудан бір тәрелке жоғары беру керек; бу линиялары бойынша қысымның төмендеуі минималды болуы керек; қызу температурасы 420 оС тан аспауы керек. Кең май фракциясы бойынша екі мәрте булану кезіндегі температура келесідей болу тиіс : бірінші колонна кірісінде 400 - 420 оС, ал екінші сатыда 350 - 360 оС.
Мазут вакуумдық пештерде максималды температураға дейін қызады және бөлінуге вакуумдық колоннаға түседі, жоғарыда конденсацияланбайтын газ және су буы алынады. Бір колонналы айыру кезінде қапталдық айдаушылармен жабысқақтығы аз, орташа және жоғары дистилляттар іріктелсе, ал төменгісінен гудрон іріктеледі. Екі колонналы схемада бірінші вакуумдық колоннадан келген дистиллят пеште қыздырылып екіншісіне беріледі, ол жерде майлық дистилляттарға бөлу орындалады. Олардан бөлек бірінші қапталдық айдаушымен жеңіл вакуумдық газойль шығарылады, төменгі колоннадан гудрон шығады. Қалдық бойынша екі колоннада айыру кезінде дистияллттық фракция- лардың фракциялық құрмының тарылуы орын алады.
Бірінші вакуумдық колоннада бірінші қапталдық айдаушымен жеңіл вакуумдық газойль іріктеліп алынады, ал екінші және үшіншімен - жабысқақтығы аз және орта жабысқақтығы бар дистилляттың бірінші айдалуы іріктеледі (демек бірінші колоннада жеңілірек дистилляттар алынады). Жартылай гудрон бірінші колоннаның төменгі жағынан пеш арқылы екінші вакуумдық колоннаға түседі, оның нығайтушы бөлігінен қапталдық шығынды күйінде орта жабысқақтығы бар дистилляттың бірінші айдалуы және жабысқақ дистиллят бұрылады, ал төмен жағынан гудрон. Қатты қызған су буы вакуумдық колонаның және бумен жібіту секцияларының төменгі жағына беріледі, күштісі - пештердің ирек түтігіне беріледі.
Вакуумды колонна артық қалдықтан каталитикалық крекинг шикізатын алуға қолданылады. Колонна мұнай қалдығын айдаудағы термиялық крекингті жоютын қысымды төмендетуге арналған.
1-сурет-Вакуумды айдау жүйесінің сұлбасы
1.3 Экстракциялау процесіне сипаттама
Экстракциялау (лат. extractіo - бөліп алу) - таңдап алынған еріткіштер көмегімен сұйық немесе қатты заттардан бір немесе бірнеше құраушыларын бөліп алу әдісі. Экстракциялаупроцесі үш сатыдан тұрады: 1) заттардың бастапқы қоспасын экстрагентпен араластыру; 2) түзілген екі фазаны мех. жолмен ажырату; 3) екі фазадағы экстрагентті пайдалану үшін бөліп алу. Механикалық жолмен бөлгенде заттың экстрагенттегі ерітіндісі (экстракт) және бастапқы ерітіндінің қалдығы (рафинад) алынады. Олардан экстрагентті дистилдеу, буландыру, кристалдау, т.б. әдістермен алады. Экстракциялауүшін алынған экстрагенттердің төмендегідей ерекшеліктері болуы керек: таңдамалылығы, жылдам қалпына келуі, бастапқы еріткіштен тығыздығы немесе тұтқырлығы бойынша өзгешелігі, ұшқыштығының аз болуы, улы болмауы, т.б. Экстракциялаудың артықшылығына: жұмыстық темп-раның төмен болуы, сұйытылған ерітіндіден бағалы құраушыны немесе қажетсіз қоспаны бөліп алу тиімділігі, қайнау температурасы жақын заттарды бөлу және ректификациялы біріктіру мүмкіндігі, т.б. жатады. Экстракциялау мұнай өнімдерінен ароматтық көмірсутектерді, минералдық кендерден металдарды, өсімдік шикізаттарынан органик. қосылыстарды, т.б. бөліп алу үшін қолданылады. Экстракциялау аналитикалық химияда: элементтерді химиялық талдау, оларды бөлу және тазалау, т.б. үшін қолданылады. Онда экстрагент ретінде спирт, кетон, жай және күрделі эфирлер, аминдер, т.б. қосылыстар пайдаланылады.
Сұйықтықты экстракция - бір-бірінде ерімейтін (немесе шектеулі еритін) екі сұйық фазалардың қатысымен жүретін үрдісті айтады. Ал бұл екі фазалардың арасында экстракцияланатын зат (немесе бірнеше зат) орналасады. Бұл үрдіс диффузия заңымен және фазалар арасында затты орналастырумен жүретін масса алмастыру үрдістерінің бірі болып табылады. Әрекеттесу негізінде фазадан фазаға берілетін заттың мөлшері фазалы ара-қатынастың үлкендігіне, әрекет етуші күшке, масса жіберуші коэффициентке тура пропорционал болатын масса жіберу теңдігінде жатыр. Экстракция үрдісінде екі әрекеттесетін сұйықтардың тез араласуына мүмкіндік беретін шарттар болу керек. Мұндай шарттарды эктракцияланатын заттың концентрацияларының өзгешелігі көп болса, сұйықтықтар арасындағы ара-қатынас бетін үлкендету тәсілімен жүргізеді. Осылай керекті әрекет етуші күш пайда болады. Үрдіс тоқтағанда фазаларды бөлу керек, егер талап етілетін болса, шығарылған компонентті таза күйінде алу керек.
Сұйықтықты экстракция үрдісі химиялық, мұнайхимиялық, фармацевтикалық, гидрометаллургиялық және өндірістің басқа да салаларында, сирек кездесетін және бос элементтерден, кәсіпорынның қалдық суларынан бағалы немесе улы заттарды алу мақсатымен қолдланылады. Айдаумен қатар сұйықтықты экстракция біртекті сұйық қоспаларды бөлуде негізгі тәсілдердің бірі болып табылады. Экономикалық жағынан экстракция үрдісі -- өте тиімді үрдіс. Мысалы, ректификация үрдісінде шығарылатын компоненттің концентрациясы аз болған жағдайда (себебі, экстракцияда барлық сұйық қоспаны буландыру қажет емес). Сонымен қатар егер қоспаны ректификациямен бөлу мүмкін емес немесе қиын болса, немесе бөлінетін қоспа қыздырылғанда еритін болса, экстракция үрдісі қолданылады. Әдетте, сұйықтықты экстракцияны экстракцияланатын сұйықтық регенерацияланғанда қолданылатын ректификациямен бірлестіреді. Бұл экстракцияланатын сұйықтық экстрагент немесе еріткіш деп аталады. Экстрагентті регенерациялайтын ректификациямен қатар, қыздыру, буландыру және т.с.с. әдістер қолданылады. Экстрагент және бөлінетін ерітіндінің тығыздықтары әр түрлі болу керек.
Экстрагентте алынған заттар ерітіндісін экстракт деп, ал экстракцияланатын компоненттері жойылған ерітіндіні рафинат деп атайды. Алынған сұйық экстракт және рафинат фазаларын әдетте тұндырып, бөліп алады. Осыдан кейін экстракттан ерітілген затты ректификациямен, буландыру немесе т.с.с. әдістермен бөледі. Сұйық қоспаларды бөлуде басқа әдістерге қарағанда экстракцияның ерекшелігі - оны төмен температурада (бөлме температурасында) жүргізу мүмкіндігі. Сонымен қатар ерітіндіні буландыруға кететін жылу керек етілмейді.
Экстрактта және рафинатта компоненттің шекті концентрациясын фазалық тепе-теңдік шарттары арқылы анықтайды. Тепе-теңдік туралы анықтамалар экстрагентті дұрыс таңдауға, шығарудың технологиялық сұлбасын ұйымдастыруға, негізгі экстракторлық және басқа барлық аппаратураның конструкциясын және өлшемдерін таңдауға керек. Экстракцияланатын заттардың қасиеттеріне байланысты экстракцияны әр түрлі тәсілдермен жүргізеді. сулы ерітінділерден бейорганикалық заттардың экстракциясында әдетте бір экстрагент қолданылады. Органикалық заттардың экстракциясын бір немесе екі экстрагентпен жүргізеді. органикалық заттардың экстракция үрдісі фракционды экстракция деп аталады.
Экстракцияны бір экстрагентпен жүргізгенде бір немесе көпсатылы экстракцияны қолданады. Бірсатылы экстракция тәсілінің негізгі бастапқы ерітіндіні және экстрагентті араластырғышта араластырып, тұндырғышта экстрагент және рафинат деп аталатын екі қабатқа бөлуде. Экстрагент және бастапқы ерітіндіні керекті уақыт аралығында бір рет әрекеттестіру нітижесінде құрамының массасы бірдейге жақын экстракт және рафинат алынады. Затты шығару сатысы салыстырмалы түрде аз, себебі, қосылатын экстрагент мөлшерін көбейткеннің өзінде ерітіндіден компонент толықтай шықпайды, сонымен қатар, рафинаттағы концентрация төмендейді.
Көпсатылы экстракция өндірісте өте жиі қолданылады. Көпсатылы экстракцияға арналған қондырғы бір-біріне жалғанған бірнеше аппараттардан тұрады. Ол аппараттарда бастапқы ерітінді және экстрагент қарама-қарсы түптерден түсіп, қарама-қарсы ағыммен жүреді. Үрдістің мұндай жүруінде ең көп концентрацияланған бастапқы ерітінді салыстырмалы түрде қаныққан шығарылатын затпен, яғни, экстрактпен әрекеттеседі. Соңғы аппаратта қосылған ерітінді (рафинат) таза еріткішпен әрекеттеседі. Нәтижесінде компонентті тшығару толықтай жүреді. Осылай қондырғының барлық аппараттарында үлкен қозғалмалы күш тұрады және бастапқы ерітіндіден экстракцияланатын компонентті толықтай шығару жүреді. Сұйықтықты экстракция үрдісін жүргізгенде әдетте температура өзгермейді, ал сұйықтық-сұйықтық жүйесінде қысым тепе-теңдікке әсер етпейді.
1.4 Майларды экстракциялауда қолданылатын еріткіштер
Талғамды еріткіштердің әсерімен шайыр - асфальтен мен күкірт - азот қосылыстары, қысқа бүйірлі тізбекті көп сақиналы ароматикалық және нафтен - ароматикалық көмірсутектері бөлінеді. Талғамды тазалау процесінің әсіресе май өңдірісінде маңызы үлкен, себебі оның нәтижесінде майлардың пайдалануда маңызды қасиетері: тотығуға тұрақтылығы және тұтқырлық индексі өседі, тұсі жақсарады, кокстенуі мен күкірт мөлшері кемиді.
Май фракцияларын тазалауда қолданылатын еріткіштерге мынадай талап қойылады:
- еріткіш шикізат құрамындағы қажетсіз компоненттерді ерітуде жоғары талғамды еріткіштік қасиетін температураның алшақ шегінде сақтауы қажет;
oo еріткіш тазаланушы өнімді жақсы ерімеуі керек;
oo еріткіш пен шикізат тығыздығының айырмашылығы бір - бірінен алшақ болуы керек, бұл фазаға бөліну процесін жеңілдетеді;
oo еріткіштің қайнау температурасы май компонентерінің температурасынан едәуір төмен болуы қажет, бұл оның фазаға майдан жеңіл бөлуін және олық регенерациялануын қамтамасыз етеді. бірақ еріткіштің қайнау температурасының тіптен төмен болуы процесті қысымда жүргізуге алып келіп соғады.
oo еріткіш химиялық жағынан тұрақты және шикізатқа химиялық инертті болуы қажет, уландырматын, қапарылмайтын және аппаратарды коррозияға ұшырайтын болуы қажет;
oo еріткіштің булану жылуы төмен болуы қажет, бұл энергия және суытушы су шығынын кемітуге жағдай жасайды;
oo еріткіш арзан және тез табына қоятын болуы керек.
Бұл талаптардың бәрінебірдей іс жүзінде сәйкес келетін еріткіштер табу қиын. Сондықтан осы талаптардың басым көпшілігіне сәйкес келетін еріткіштер - фенол мен фурфурол, тағы қосарланған - фенол мен крезолдың пропанмен қоспасы өндірісте қолдану табуда. Еріткіштер май фракциясымен әрекеттескенде олар майдағы қажетсіз компоненттерді жақсы ерітеді және құнды көмір - сутектерін өз ерітеді. Сондықтан майды еріткішпен әрекеттегендеекі фаза түзіледі. Жоғарғы фазада - рафинат ерітіндісінде еріткіштің мөлшері аз май компоненттері жиналады, төменгі фазада - экстрактты ерітіндіде - еріткіштің негізгі массасы мен майдың қажетсіз компоненттері жиналады. Еріткіш мөлшері оптималды болуы керек. Май өндірісінде қолданылатын еріткіштердің физикалық қасиеттері кестеде келтірілген.
Фенол фурфуролға қарағанда көп сақиналы ароматикалық көмірсутектерді, шайырларды және күкіртті қосылыстарды жақсы ерітеді, бұл әсіресе жоғары температурада қайнаушы фракциялармен қалдықтарды тазалауда маңызды рөл атқарады. Фенолдық шикізатқа еселігі фурфуролға қарағанда аз. Бірақ фенолдың фурфуролға қарағанда талғамдылығы төмен, сондықтан бір шикізатты тазалауға еріткіштің шығыны бірдей болғанда, фурфуролды тазалаудан алынған шығыны фенолды тазалауға қарағанда жоғары болады. Күкіртті мұнайлардың май фракцияларын және деасфальтизатарын тазалау үшін негізінен фенол қолданылады; фурфуролды, құрғақ фенолды шикізатпен бірге еруінің критикалық температусының төмендегімен пайдалануға болмағанда, яғни төменгі температурада қайнаушы ароматикалық көмірсутегімен байыған фракцияларды тазалауда қолдану тиімді. Қарастырылған еріткішті фенол мен крезолдың пропанмен қоспасын (селекто) дуосол - процесте, бірден, асфальтсыздандыру мен талғамды тазалау прцестерін жүргізуге пайдаланады.
Экстракт пен рафинат фазаларының құрамы тұрақты температурада тепе - теңдік жағдайында болады. Еріткіштің шикізатқа қатынасының өсуі экстракт ерітіндісінің концентрациясының кемуіне және фазааралық тепе - теңдіктің бұзылуына алып келіп соғады. Осының нәтижесінде көмірсутектердің бір бөлігі раринат ерітіндісінен экстракт ерітіндісіне ауысады. Тазалау дәрежесі көтеріледі, рафинат шығыны қысқарады. Еріткіштің шикізатқа қатынасының азаюы кері нәтижеге алып келіп соғады. Бірақ еріткіштің көлемінің типтен көп болуына ... 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