Мұнай өңдеудің біріншілік процестері



Кіріспе 5
1 Әдеби шолу 6
1.1 Процестің пайда болу тарихы 6
1.2 Мұнай өңдеудің біріншілік процестері 10
1.2.1 Атмосферлі айдау 14
1.3 Мұнайды біріншілік өңдеуде қолданылатын қондырғылар 14
1.3.1 Мұнайды атмосфералық айдау қондырғылары 16
1.3.2 Мазутты вакуумды айдау қондырғылары 17
1.4 Мұнайды алғашқы айдау қондырғыларының негізгі аппараттары 19
1.5 АВТ қоңдырғылары қалдықтарының қоршаған ортаға әсері 26
1.5.1 Сумен жабдықтау және ағынды сулар 26
1.5.2 Көмірсутекті газдар 28
1.5.3 Басқа да қалдықтар 29
1.5.4 Зиянды қалдықтарды залалсыздандыру және кәдеге жарату жолдары 29
2 Технологиялық бөлім 32
2.1 Қондырғының технологиялық сызбанұсқасы 32
2.2 Қондырғының материалдық және жылулық балансы 32
2.3 Колоннаның негізгі өлшемдерін есептеу 33
2.3.1 Колонна диаметрін есептеу 34
2.3.2 Колоннаның биіктігін есептеу 36
Қорытынды 38
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 39
Мұнайды өңдеу өндірісі әр елдің отын-энергетикалық кешенінің экономикалық және маңызды құраушыларының бірі болып табылады. Мұнайды айдау арқылы автокөлік бензиндерін, керосин, реактивті және дизельді отындар алынады. Жоғары қайнайтын мұнай фракцияларынан арнайы және майлағыш майларды алады. Мұнайды өңдеу арқылы парафин, резеңке өндірісі үшін күйе, мұнайлы кокс және жол құрылысы үшін әр түрлі маркалы битумдар және тауарлық өнімдер алады. Мұнай және көмірсутекті газдар көптеген химиялық өнімдер алу үшін әмбебап шикізат болып табылады. Осыдан мұнай өнімдерінсіз, яғни жарық, жылу, радио, есептегіш және космостық техника, әр түрлі химиялық материалдар мен транспорттың әр түрінсіз қазіргі адамзат өмірін елестету мүмкін емес.
Мұнайды өңдеу алдында оны сусыздандыру және тұзсыздандыру қажет. Мұнай құрамындағы тұздар 5мг/л жоғары болса құрылғылардың коррозияға тұрақтылығы азаяды. Бірақта мұнай құбырына мұнай алғаш түскенде құрамындағы тұздар мөлшері 100-300 мг/л болады. Сондықтан ректификацияға бағыттайтын мұнайды бірінші саты тұзсыздандыру құрылғысына жібереді.
Мұнайды біріншілік өңдеудің мақсаты – мазуттан басқа ашық фракцияларды бөліп алу. Әрі қарай фракцияларды айдау арқылы тауарлы өнімдер алу.
Қазақстанның мұнай өңдеу зауыттары – қоршаған ортаны ластауда өнеркәсіптердің ішінде бірінші орын алады. Көмірсутектік жүйелер – мұнай, оны өңдеу нәтижесінде алынған өнімдер мен газконденсаттар ауаға, суға және топыраққа кері әсерін тигізеді.
Қоршаған ортаны ластайтын АВТ қоңдырғысының зиянды қалдықтарының көздері:
-Әр түрлі мақсатта қолданылатын сулар;
-Технологиялық компонент және жылутасымалдағыш ретінде қолданылатын су буы;
-Мұнайды тұзсыздандыруға арналған деэмульгаторлар;
-Бензин буы ағынындағы күкірт сутекті бейтараптауға, конденсаторлар мен құбырлардың коррозиясын болдыртпауға арналған аммиак;
-Ашық дистилляттарды тазартуға арналған негіздер мен күкірт қышқылы.
Осы аталған зиянды қалдықтарды залалсыздандыру және кәдеге жарату жолдары қарастырылады.
1. Cуханов В.П. Переработка нефти: Учебник для средних прф.-техн. учеб. Заведений. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. Школа, 1979. – 335 с., ил. – (Профтехобразование. Нефт. и газовая пром-сть).
2. Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти и природного газа: Учебное пособи для вузов. 2-е изд. – М.: Химия, 2001 – 568 с.
3. Савченков А.Л. Химическая технология промысловой подготовки нефти: Учебное пособие. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2011- 180 с.
4. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа: Учебное пособие для вузов. – Уфа: Гилем, 2002. – 672 с.
5. Александров И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Методы расчета и основы конструирования: Учебное пособие. – М.: Химия, 1971 – 296 с.

Пән: Мұнай, Газ
Жұмыс түрі:  Курстық жұмыс
Тегін:  Антиплагиат
Көлемі: 36 бет
Таңдаулыға:   
МАЗМҰНЫ
Кіріспе
5
1
Әдеби шолу
6
1.1
Процестің пайда болу тарихы
6
1.2
Мұнай өңдеудің біріншілік процестері
10
1.2.1
Атмосферлі айдау
14
1.3
Мұнайды біріншілік өңдеуде қолданылатын қондырғылар
14
1.3.1
Мұнайды атмосфералық айдау қондырғылары
16
1.3.2
Мазутты вакуумды айдау қондырғылары
17
1.4
Мұнайды алғашқы айдау қондырғыларының негізгі аппараттары
19
1.5
АВТ қоңдырғылары қалдықтарының қоршаған ортаға әсері
26
1.5.1
Сумен жабдықтау және ағынды сулар
26
1.5.2
Көмірсутекті газдар
28
1.5.3
Басқа да қалдықтар
29
1.5.4
Зиянды қалдықтарды залалсыздандыру және кәдеге жарату жолдары
29
2
Технологиялық бөлім
32
2.1
Қондырғының технологиялық сызбанұсқасы
32
2.2
Қондырғының материалдық және жылулық балансы
32
2.3
Колоннаның негізгі өлшемдерін есептеу
33
2.3.1
Колонна диаметрін есептеу
34
2.3.2
Колоннаның биіктігін есептеу
36
Қорытынды
38
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
39

КІРІСПЕ
Мұнайды өңдеу өндірісі әр елдің отын-энергетикалық кешенінің экономикалық және маңызды құраушыларының бірі болып табылады. Мұнайды айдау арқылы автокөлік бензиндерін, керосин, реактивті және дизельді отындар алынады. Жоғары қайнайтын мұнай фракцияларынан арнайы және майлағыш майларды алады. Мұнайды өңдеу арқылы парафин, резеңке өндірісі үшін күйе, мұнайлы кокс және жол құрылысы үшін әр түрлі маркалы битумдар және тауарлық өнімдер алады. Мұнай және көмірсутекті газдар көптеген химиялық өнімдер алу үшін әмбебап шикізат болып табылады. Осыдан мұнай өнімдерінсіз, яғни жарық, жылу, радио, есептегіш және космостық техника, әр түрлі химиялық материалдар мен транспорттың әр түрінсіз қазіргі адамзат өмірін елестету мүмкін емес.
Мұнайды өңдеу алдында оны сусыздандыру және тұзсыздандыру қажет. Мұнай құрамындағы тұздар 5мгл жоғары болса құрылғылардың коррозияға тұрақтылығы азаяды. Бірақта мұнай құбырына мұнай алғаш түскенде құрамындағы тұздар мөлшері 100-300 мгл болады. Сондықтан ректификацияға бағыттайтын мұнайды бірінші саты тұзсыздандыру құрылғысына жібереді.
Мұнайды біріншілік өңдеудің мақсаты - мазуттан басқа ашық фракцияларды бөліп алу. Әрі қарай фракцияларды айдау арқылы тауарлы өнімдер алу.
Қазақстанның мұнай өңдеу зауыттары - қоршаған ортаны ластауда өнеркәсіптердің ішінде бірінші орын алады. Көмірсутектік жүйелер - мұнай, оны өңдеу нәтижесінде алынған өнімдер мен газконденсаттар ауаға, суға және топыраққа кері әсерін тигізеді.
Қоршаған ортаны ластайтын АВТ қоңдырғысының зиянды қалдықтарының көздері:
-Әр түрлі мақсатта қолданылатын сулар;
-Технологиялық компонент және жылутасымалдағыш ретінде қолданылатын су буы;
-Мұнайды тұзсыздандыруға арналған деэмульгаторлар;
-Бензин буы ағынындағы күкірт сутекті бейтараптауға, конденсаторлар мен құбырлардың коррозиясын болдыртпауға арналған аммиак;
-Ашық дистилляттарды тазартуға арналған негіздер мен күкірт қышқылы.
Осы аталған зиянды қалдықтарды залалсыздандыру және кәдеге жарату жолдары қарастырылады.

1. Әдеби шолу

1.1 Мұнайды дайындау
Жер қыртысынан өндірілген мұнайды өндеуге дайындау үшін механикалық бөгде заттардан, еріген тұздардан, судан тазарту және құрамы бойынша тұрақтандыру операциялары жүргізіледі. Бұл операциялар тікелей мұнай өндіру кен орындарында және мұнай өндеу зауыттарында жүзеге асырылады. Жер қойнауынан өндірілген шикі мұнайдың құрамында жолай газдар (50-100 м3т), пластикалық су (200-300кгт), еріген минералды тұздар (10-15 кгт) болады. Олар мұнайды тасымалдауға, сақтауға, өңдеуге кері әсер етеді. Сондықтан мұнайды өндеуге дайындау келесі операциялардан тұрады: жолай газдарды бөлу немесе мұнайды тұрақтандыру, тұзсыздандыру, сусыздандыру.
Шикі мұнайда жеңіл көмірсутектер (С1-С4) едәуір мөлшерде еріген түрде болады. Мұнайды тасымалдағанда және сақтағанда олар бөлінеді де, мұнайдың құрамы өзгереді. Сондықтан газдардың, жеңіл бензин фракциясының шығынын болдырмау және атмосфераны ластаудың алдын-алу үшін бұл өнімдерді мұнай өнделуге дейін бөліп алу керек. Мұнайдан жеңіл көмірсутектерді жолай газдар түрінде бөліп алу процесі мұнайды тұрақтандыру деп атайды. Мұнайды тұрақтандыру жағдайына байланысты тікелей өндіру орындарында өлшемді, мұнайды дайындау қондырғыларда, сығу станцияларында немесе газ өндейтін зауыттарда сеперация әдісімен жүзеге асырылады. Мұнайдан жолай газдарды бөлу мұнай ағысының жылдамдығымен қысымы кезектесіп төмендейтін көпсатылы сеперациялы сеператор - газ бөлгіштерге жүргізіледі. Нәтижесінде газдардың десорбциясы жүріп, газдар бөлінеді де, содан кейін ұшқыш сұйық көмірсутектерге конденсирленіп газ-конденсаты түзіледі. Сеперациялық әдіс кезінде мұнайда 2% жуық С1-С4 құрамды көмірсутектер қалады.
Мұнайды тұзсыздандыру және сусыздандыру процестері мұнайдың сумен түзетін эмульсиясын бұзумен байланысты. Бұл кезде өндірілетін орындарында табиғи эмульсияларды, ал зауыттарда еріген тұздардан мұнайды тазарту үшін бірнеше рет сумен жуғанда алынған жасанды эмульсияны бұзу жүреді. Мұнайды бірінші сатысында өндегенде сумен металл хлоридтерінің мөлшері 0,5-1% және 100-1800 мгл, ал екінші сатысынан кейін 0,05-0,1% және 3-5 мгл төмендейді.
Мұнай эмульсияларын бұзу үшін механикалық (тұндыру), термиялық (қыздыру), химиялық және электрлік әдістер қолданылады. Химиялық әдісте қыздырылған мұнай эмульсиясын деэмульгатормен өндейді. Деэмульгаторлар ретінде әр түрлі ионогенді емес БАЗ-дар: оксиэтилирленген май қышқылдары, метил- және карбоксиметилцеллюлоза және т. б. қолданылады.
Мұнайды тұзсыздандыру, сусыздандыру қондырғылардың жұмыс істеу мерзімін арттырады және жылу, реагенттер, мұнай өнімдерін екіншілік өндеу процестеріндегі катализаторлардың шығынын төмендетеді.
Жер қойнауынан табылған мұнайдың құрамында газ, су және тұз бар. Мұнайды өңдеуге дайындау тұзсыздау, сусыздау және сеперациялау (ілеспе газдарды бөле отырып, қысымды төмендету) сияқты процестерден тұрады.
Алынған кен орнына байланысты шикі мұнайдың құрамында тұздардың, судың және ілеспе газдардың мөлшері әртүрлі болады. Қазақстан мемелекетінің кенорындарындағы шикі мұнайдың құрамында тұздың мөлшері 1 т30 кг, судың мөлшері 1 т200-400 л, ілеспе газдың мөлшері 1т100м3 құрайды. Тұздардың және сулардың мөлгерінің жоғары болуы, мұнайдың сапасына кері әсерін тигізеді.
Кен орындарда мұнай екі немесе үш деңгейлі сеперацияға ұшырайды. Сеперацияның бірінші деңгейінің газдарын 0,6-0,7 МПа газөңдеу зауытына (ГӨЗ) бағыттайды; сеперацияның екінші және үшінші деңгейінің газдарын компримерлеуден кейін ГӨЗ-на сеперацияға бағыттайды.
Қолданылатын мұнай кен орнының физикалық қасиеттеріне байланысты ілеспе газды толық жою үшін, сондай-ақ, су-мұнай эмульсиясын жақсы айыру үшін мұнайды сеперацияның соңғы деңгейіне жіберудің алдында қыздырады. Бұл жағдайда мұнайдың қасиеттері жақсарады (оның тұтқырлығы төмендейді), газ өңдеу зауытында өңдеуді қажет ететін бөлінетін газдардың көлемі артады.
Мұнайды өңдеудің ілеспе газдары мұнай химиясы үшін құнды шикізат болып табылады. Себебі, олардың құрамында С2-С5 көмірсутектерінің жоғары мөлшері бар. Алайда мұнайдың сеперациясы жеңіл көмірсутектердің толық бөлінуін қамтамасыз етпейді және мұнайды С1-С4 көмірсутектері қалады. Бұл көмірсутектер мұнайды тасымадағанда немесе сақтағанда бөлінеді. Мұнайды жоғалтуды азайту үшін және қосымша алу мақсатымен тұрақтандыру процесін қолданады. Бұл жағдайда 2,2-2,3% мас.бойынша С3-С5 көмірсутектерді бөлгеннен кейін мұнайды С4-С5 көмірсутектерін жанармайдың қажет сапасын қамтамасыз ету үшін қолданады.
Іс жүзінде мұнайды дайындау мен тасылмадағанда әртүрлі сызбаларды қолданады, оларды:
-кәсіпорынның орналасуы;
-газдардың мұнайдағы мөлшері;
-мұнай мен газдың тасымалдау бағыты мен шарттары;
-мұнайды өңдеуге дайындау бойынша қондырғыларды салу мүмкіншілігі сиякты көрсеткіштеріне байланысты таңдайды.
1 суретте мұнай өңдеу зауыттарына тасымалдау және жеңіл көмірсутекті шикізатты алу мақсатымен мұнайды біріншілік дайындаудың кең таралған сызбанұсқасы көрсетілген.
Шикі мұнай І қабаттанкедергіш тетік 1-ге өтеді және бірінші деңгейлі сүзгіш 2-ге түседі, сеператорда қысым 0,6-0,7 МПа деңгейде ұсталып тұрады, бұл қысым газды ІІ газ өңдеу зауытына компрессорсыз жіберу үшін жеткіліксіз болады. Кейін бірінші деңгейдің сүзгішінен 2 кедергіш тетік арқылы мұнай екінші деңгейлі сүзгіш 3-ке жіберіледі, бұл жерде қысым төмендегендіктен қалған газ ІІІ бөлінеді. Ары қарай мұнай тұнбағыш 4-ке ағады, бұл жерде мұнайдан қабатты су V және қалған газ бөлінеді. Екінші деңгейлі сүзгіштегі қысым 0,2-0,3 МПа қысымды құрайды. Тұнбағышта қысым атмосферлі қысымға жақын болады. Екінші деңгейлі сеператор мен тұнбағыштан шыққан газдар компрессор 6-да сығылады да, газ өңдеу зауытына жіберіледі.

1 - кедергі тетік; 2,3 - 1-ші және 2-ші деңгейлі сүзгіштер; 4-тұнбағыш; 5-үрлегіш; 6-компрессор; 7-газ өңдеу зауыты; 8-мұнайды тұрақтандыру қондырғысы; І-қабатты су; ІІ,ІІІ-екінші және үшінші сеперацияның газдары; ІV-тұрақсыз мұнай; V-қабатқа енгізуге арналған су; VІ-метан; VІІ-этан; VІІІ-тұрақсыз жанармай; ІХ-метан және этан; Х-тұрақты мұнай; ХІ-жеңіл көмірсутектердің фракциясы
1-сурет - Мұнайды өңдеуге дайындау

Тұнбағыштан мұнай ІV тұрақтандыру қондырғысына түседі. Тұрақтандыру қондырғысының жұмысы төменде көрсетілген.
Жеңіл көмірсутектерді жою үшін арналған мұнайды тұрақтандыру процесі әртүрлі әдістермен жүзеге асады. Кәсіпорындарда мұнайды тұрақтандыру үшін бір мұнаралы қондырғыларды (2-сурет), ал екі мұнаралы қондырғыларды бір мұнарада мұнайды және екінші мұнарада газды жанармайды тұрақтандыру үшін, сондай-ақ, екі мұнаралы қондырғыларды газдың мөлшері (1,5% мас.бойынша) жоғары болатын мұнайлар үшін де қолданады.
Тұрақсыз шикі мұнай І (2-сурет) алдымен жылуалмастырғыш 1-де қондырғыдан шығып кететін тұрақты мұнайды ІІ ағынымен, содан кейін, пеште (2) қыздырылады, содан кейін, ректификациялық мұнараға (тұрақтандырғыш) (3) түседі. Мұнараның төбесінен шығатын жеңіл көмірсутектер (4) тоңазытқышында тұрақтанады және (6) ыдыста жиналады, бұл жерден олар тұтынушыларға жеңіл көмірсутектердің кең фракциясы VІІ (ЖККФ) ретінже жіберіледі.

1-жылуалмастырғыш; 2-пеш; 3-ректификациялық колонна; 4-тоңазытқыш; 5-үрлегіш; 6-ыдыс; І-шикі мұнай; ІІ-тұрақты мұнайды; ІІІ-отынды газ; ІV-түтінді газдар; V-су; VІ-тұрақтандыру газы; VІІ-жеңіл көмірсутектердің кең фракциясы
2-сурет - Мұнайды зауыттарда тұрақтандыру

ЖККФ-ның бір бөлігі жеңіл көмірсутектердің жоғалтуын төмендету үшін мұнараның жоғары бөлігіне түседі. Тұрақталған мұнай ІІ мұнара кубынан (3) жылуалмастырғыш І өтеді де, тұтынушыларға бағытталады (2-сурет). Тұрақтандыру газы VІ отын ретінде ГӨЗ-ге жіберіледі.
Төменде жоғарыда көрсетілген қондырғылардағы жеңіл көмірсутектердің кең фракциясының қалыпты құрамы келтірілген (% мас.):

Орташа мөлшерде ЖККФ-ның тұрақсыз мұнайға мөлшері 2,5% құрайды. Бір жағынан, ол пеш 2-де күкірттің органикалық қосылыстары ыдыратылатын және күкіртсутек түзілетін температураға дейін қыздырылуымен, екінші жағынан, конденсатор - тоңазытқыш 4 жеңіл көмірсутектерінің буларының температурасымен шектеледі. Бірқатар кондырғыларда кең фракцияның бөлінуін арттыру үшін құбырлы пеш арқылы мұнайдың ыстық кубты ағынының айналымы бар сызбанұсқасын қолданады.
Кәсіпорындарда мұнай тұщы суды қолданбай сусыздануға ұшырайды (тұздың судағы концентрациясы өзгермегенде), судың мөлшері 5-50-ден 0,5-10% мас.бойынша төмендейді. Бірқатар жағдайларда мұнайды таза сумен шаяды және сұйық сақтайтын қоймаларда тұндырдырады, бұл процестерді хлоридтерді жою үшін қолданады. Мұнайды соңғы сусыздануды және тұзсыздануды мұнай өңдеу зауыттарында арнайы электртұзсыздау қондырғыларында өткізеді. Электр тұұзсыздау қондырғыларының (ЭЛТҚ) жұмысы төменгі бөлімдерде көрсетілген.
Кен орындардан мұнай өңдеу зауыттарына жіберілетін мұнай кестеде көрсетілген нормативтерге сәйкес болуы қажет (1-кесте).

1-кесте - Кен орындардан МӨЗ-на түсетін мұнайдың сипаттамалары
Мұнай құрамы
Мұнайдың түрі
Қоспалар
І
ІІ
ІІІ
Хлоридтер, мгл артық емес
100
300
1800
Су, % мас.артық емес
0,5
1,0
1,0
Механикалық қоспалар, % мас.артық емес
0,005
0,05
0,05

Мұнайды терең тұзсыздау тотығуды төмендетеді және қондырғыда теріс зарядтардың бөлінуін, қондырғылардың жөндеулік жұмыстарын азайтады, каталитикалық процестер үшін қолданылатын шикізаттың, тауарлы өнімдер - отындар, битумдардың және электродты кокстардың сапасын арттырады.
Еріген тұздары бар су жердің қабатынан бөлінген мұнайда 1,6-250 мкм мөлшерлі ұсақ тамшылары бар түрде орналасады. Тұзды судың тамшыларын беттің үстінде табиғи эмульгаторлар сорбциялайды. Оларға мысалы, мұнай қышқылдары, асфальтті-шайырлы заттар, парафиндердің микрокристалдары, механикалық қоспалар жатады. Қазіргі уақытта мұнайды өңдеуге дайындау екі деңгейге: кен орында және мұнайөңдеу зауытында өткізіледі.
МӨЗ-да мұнай дайындау нәтижесінде, оның құрамында судың мөлшері 0,1% мас.бойынша кемиді. Мұнайда судың мөлшері 0,1% мас.бойынша болғанда, мұнайда мөлшері 4,3 мкм болатын судың тек ұсақ тамшылары қалады. Бұл тамшылардың тұну уақыты жоғары, олардың тұну уақыты 1*10-7 мс құрайды.

1.1
1.1 Мұнай өңдеудің біріншілік процестері
Мұнайды әрбіреуі көмірсутектердің қоспасы болып табылатын жеке фракцияларға бөлу үшін біріншілік процестер жүргізіледі. Біріншілік өндеу мұнайдың құрамындағы қосылыстардың құрылысымен химиялық табиғатына әсер етпейтін физикалық процестер болып табылады. Біріншілік процестердің ішінде маңыздысы мұнайды - тура айдау. Тура айдауға барлық өндірілген мұнай ұшырайды. Алынатын дистилляттардың қолданылуына сәйкес тура айдаудың үш түрі бар: отындық (әр түрлі отындар алу), отындық-май (отын және майлар алу), мұнайхимиялық процестер (химия өнеркәсібі үшін шикізаттар алу). Тура айдау процесін әр түрлі типті түтікше пештер, ректификациялық және бу шығаратын колонналар, жылу алмастырғыштар мен салқындатқыштардан тұратын түтікше типті қондырғыларда жүргізеді.
Тура айдау өнімдерінінің құрамы мен шығыны процестің типіне, айдалатын мұнайдың құрамына байланысты. Мұнайдың фракциялық құрамы атмосфералық қысымда қайнау температурасы 80-3500С аралығында анықталады (2-кесте). Қайнау температурасы 3600С жоғары қайнайтын фракциялар вакуумда айдалады.

2-кесте - Мұнайдың фракциялық құрамы
Дистилят
Бөлу температурасы, [0]С
Шамамен алынған мұнай массасына шаққандағы шығым, %
Бензин
170-ке дейін
14,5
Лигроин
160-200
7,5
Керосин
200-300
18,0
Газойль
300-350
5,0
Қалдық мазут
350 жоғары
55,0

Мазут фракциясы қайтадан тікелей айдауға түседі - ол үшін екінші сатыда қатар орналасқан вакуум жағдайында жұмыс істейтін құбыр пешіне келтіріліп 400-4250С температурада қыздырып, буға айналдырған күйінде екінші фракциялау колоннада айдап өтеді (3-кесте).

3-кесте - Мазутты айдау кезінде алынатын заттар
Дистилят
Бөлу температурасы, [0]С 60-80мм сын.бағ.
Шамамен алынған шығым, %, мұнай массасына
Веретен (ұшқыш) майы
230-250
10-12
Машина майы
260-305
5
Жеңіл цилиндр
315-325
3
Ауыр цилиндр
350-370
7
Гудрон цилиндр
370 жоғары
27-30

Мұнайды өндеу процесінде алынатын өнімдер: отындар (сұйық және газ тәрізді), майланатын майлар, еріткіштер, жеке көмірсутектер - этилен, пропилен, метан, ацетилен, бензол, толуол, ксилол және т.б., қатты және жартылай қатты көмірсутектердің қоспасы (парафин, вазелин, церезин), мұнай битумдары, техникалық көміртек және т.б.
Мұнай өнімдерінің ішінде мотор отындары (авиационды және автомобильді бензиндер) маңызды.
Жану камерасында ұшқындануға қарсы тұру қабілетін сипаттайтын бензиннің маңызды қасиеті - детонациялық тұрақтылық. Бензиннің детонациялық сипаттамасын ауыспалы қысымда жұмыс істейтін стандартты бір цилиндрлі двигателде және октан санының мәнімен бағалайды.
Октан саны - детонациялық тұрақтылықтың шартты өлшем бірлігі, изооктанның (2,2,4-триметилпентан) н-гептанмен қоспасындағы проценттік (көлемдік) мөлшері. 1927 жылы енгізілген эмпирикалық шкала бойынша жеңіл детонирленетін н-гептанның октан санын - 0-ге тең деп алады, ал детонацияға тұрақтылығы жоғары изооктанның октан саны - 100-ге тең. Мысалы, детонациялық тұрақтылыққа сыналған бензиннің эквивалентті қоспасы 80% изооктаннан 20% н-гептаннан тұрады, сонда бензиннің октан саны - 80 тең.
Октан саны бензиннің құрамына байланысты болады: отынның құрамында изопарафин мен ароматтық қосылыстардың болуы октан санын көрсетеді. Октан саны төмен бензин құрамында қалыпты құрылысты алкандар болады. Бензиннің октан санын жоғарлату мақсатымен бензин құрамындағы көмірсутектерін өзгертеді немесе изооктан, кумол (изопропилбензол) және т.б. араластырады, яғни антидетонаторлар қосылады. Мысалы: тетраэтил қорғасын Pb(C2H5)4. Тетраэтилқорғасынды бромэтил және монохлор нафталинмен қосады. Мұны этил сұйығы деп атайды. 1 л бензинге 3 мл этил сұйығын немесе 1 кг бензинге 4 мл этил сұйығын қосқанда бензиннің октан саны 70-тен 90-ға дейін көтеріледі. Этил сұйығына бояу қосады, өйткені ол у, сондықтан этил сұйығымен этилендірілген бензинмен жұмыс істегенде техникалық қауіпсіздікті сақтау керек.
Дизель отындарына: керосин, газойль, соляр майы жатады. Олардың қасиеті цетан санымен анықталады. Цетан саны - цетан (С16Н34) мен α-метилнафталиннің (С10Н4-СН3) көлемдік процентімен өлшенетін қоспасы. Цетанның цетан саны 100 деп, ал α-метилнафталиндікін 0 - деп қабылдаған. Дизелдік отындардың цетан саны 40 пен 50- дің арасында болады.
Мұнай өндіруде оның бірден бір жасанды серігі - мұнайда дисперстенетін қойнаулық суы. Ол мұнаймен мұнайдағы су түріндегі эмульсия түзеді (дисперсиялы фазасы - мұнай, дисперсті фазасы - су). Мұнайда бар табиғи эмульгаторлар (асфальтендер, нафтендер, смолалар) және дисперстелген механикалық қоспалар (балшық бөлігі, құм, әк, металл) олардың құрылуына және тұрақталуына мүмкіндік береді. Қойма суы әдетте Na, Mg және Са хлоридтерімен (тіпті мұнай құрамында 1% су болса да 2500 мгл тұзға дейін), сонымен қатар сульфаттарымен, гидрокорбонаттарымен минералданған және механикалық қоспалардан тұрады.
Мұнай құрамындағы жоғарыдағы заттар және механикалық қоспалар мұнай өндіретін зауыттардағы құралдардың жұмыс істеуіне кері әсерін тигізеді:
1) құрамында судың көп болуы мұнай айдау аппараттарындағы қысым артады, өнімділігі төмендейді, энергия шығыны артады.
2) пештерде және жылу алмасу құбырларында тұздардың тұрып қалуы олардың жиі тазалап тұруын талап етеді, жылу беру коэффициентін азайтады, күшті жемірілуге әкеліп соғады (Са және Mg хлоридтері HCl түзе отыра гидролизденеді); сонымен бірге қалдық мұнай өнімдерінде - мазутта, гудронда жиналып калған тұздар мен механикалық қоспалар олардың сапалығын нашарлатады.
ENCE GmbH компаниясы бұл проблемаларды шешу үшін электродегидраторлардың көмегімен мұнайға тұзсыздандыру мен сусыздандыру жүргізуді ұсынады.
Мұнайды сусыздандыруды фазалар болінісінің шекарасында адсорбцияланып, диспергирленген мұнайдағы су тамшыларының (глобул) бұзылуына әкеліп соғатын деэмульгаторларды-әр түрлі БАЗ-ды қолданып сулы-мұнайлы эмульсияны бұзу жолымен жүргізеді. Бірақ тіпті қойнаулық судың 0,1-0,3% мөлшері болғанша терең сусыздандырғанда оның жоғары минералдануынан қалған хлорид мөлшері айтарлықтай үлкен болады: 100-300 мгл (NaCl-ды ), ал егер мұнайда кристалды тұздар болса - одан да көп. Сондықтан көптеген кен орындарындағы мұнайды қайта өндеуге дайындық үшин бір ғана сусыздандыру жеткіліксіз. Мұнайда қалған тұз бен суды тұзсыздандыру деп аталатын сусыздандырудан аз ғана айырмашылығы бар операция көмегімен жояды. Сонғысы мұнайға жанадан престелген суды қосу, түзилген эмульсияның бұзылуы және одан кейін мұнайдан одан өткен тұздар мен механикалық қоспаларды, жуылған суды бөліп алуға негізделеді.
Электродегидратор әрекетінің принципi: мұнайлы эмульсия электрлік өріске түскенде, теріс зарядталған су бөлшектері сүйір ұшы оң зарядталған электродқа қаратылған алмұрт тәріздес форма бере отырып элементар тамшының ішінде орын ауыстырады. Электродтардың айнымалы полярлығынан тамшы сүйір ұшымен қарама-қарсы жаққа қарай созылады. Егер айнымалы тоқтың жиілігі 50Гц болса, онда тамшы өзінің конфигурациясын секундына 50 рет өзгертеді. Тартылыс күші әсерінен оң электродқа ұмтылған жеке тамшылар бір-бірімен соқтығысады, және зарядтың жоғары потенциалы жағдайында тамшының диэлектрлік қабыкшасының ауытқуы жүреді. Нәтижесінде судың ұсақ бөлшектері бірігеді де үлкейеді, ол электрогидраторда олардың тұнбаға түсуіне әкеледі.
Мұнай тұзы суда ерітілгендіктен, электрогидратор көмегімен тұз бен суды бір уақытта жою - бұл жай ғана шешім. Бірақ бір сатыда тұзсыздандыруды жүргізу мүмкін емес. Сондықтан тұздың жоғары концентрациясында дәйекті түрде жалғанған 2-3 сатылардан тұратын мұнайға престелген суды қосады және электрогидраторда бірнеше рет шаяды. Электрогидратор көмегімен мұнайдағы тұз мөлшеруінің төмендеуі түбегейлі үнемдеуді береді: шамамен алғанда орнату ресурсы екі есе көбейеді, отын шығыны қысқарады, аппараттардың жемірілуі азаяды, катализатор шығындары төмендейді, газтурбиналардың, қазандық отындардың және таушайырлары мен кокстардың сапасы жоғарылайды. Тұрақталған эмульсияны бұзу үшін эмульсияны электростатикалық дегидрацияға дейін қыздыру керек. Бұл термо және электростатикалық дегидрация бір резервуар термосепаратор түрінде жобалана алады.

1.1.1 Атмосферлі айдау
Тұзсыздалған мұнай АВҚ деп белгіленетін, мұнай айдаудың атмосферлі-вакуумды қондырғысына түседі. Бұл атау шикізатты фракциялауға бөлудің алдында қыздыру, отынды және түтінді газдардың жылуын жандыруының жылуы арқылы жылан тектес құбырлық пештерде жүзеге асуымен шартталған.
АВҚ атмосферлі және вакуумдық айдаудың екі бөліміне бөлінген.
Атмосферлі айдау мұнайға шығу мүмкіншілігі 45-60% құрайтын, 3600С дейін қайнайтын, жанармайлы, керосинді және дизельді жарық мұнай фракцияларын ажырату үшін арналған.
Атмосферлі қондырғыларда терең емес мұнай айдауын жүргізеді. Атмосферлі айдаудың қалдығы - мазут. Процесс булар жоғарыға қарай, ал сұйықтық төменге қарай өтетін, ішінде қатынастық қондырғы орнаған цилиндрлі тік жабдықта - ректификациялы колоннада пеште қыздырылған мұнайды жеке фракцияларға бөлуде түйінделеді. Әртүрлі өлшемді және пішінді ректификациялы колонналар мұнай өңдеу зауыттарының барлық қондырғыларында қолданады, оларда тәрелке сандары 20-60 арасында болады.

1.2 Мұнайды біріншілік өңдеуде қолданылатын қоңдырғылар
Мұнай өңдеуді түтікті (АТ) және вакуумды түтікті (ВТ) немесе атмосфералы-вакуумды түтікті (АВТ) қондырғыларда жүзеге асырады. Технологиялық мұнай айдау қондырғылары барлық МӨЗ негізін құрайды. Оларда мұнай химия өндірісі үшін және екіншілік процестер үшін шикізаттар, майлағыш майлар, мотор отынының барлық компоненттері өндіріледі.
Біріншілік мұнай өңдеу қондырғысы үздіксіз жұмыс жасау үшін және МӨЗ өңдеуге түскен мұнайөнімінің сапасын жақсарту үшін мұнайды қосымша тұзсыздандырып, сусыздандырады. Егер мұнайда хлоридтер құрамы 3-5 мгл және су болса жеткілікті деп саналады.
Заманауи өнімділігі жоғары мұнай өңдеу қондырғысы дегеніміз ол: екіншілік айдау мен бензин фракциясы тұрақтанған, тұзсыздану және сусыздану процестері комбинирленген болып табылады: ЭЛОУ-АВТ-екіншілік айдау.
ЭЛОУ-АВТ-екіншілік айдау комбинирленген қондырғысының принципті технологиялық кескінімен танысамыз. Қондырғы келесі бөліктерден тұрады:
1) Екісатылы сусыздану және тұзсыздану блогы;
2) Мұнайды атмосфералық айдау блогы;
3) Мазутты вакуумды айдау блогы;
4) Бензин фракциясын екіншілік айдау және тұрақтандыру блогы.
ЭЛОУ негізгі аппараты электродегидраторлар болып табылады. Мұнайды тұзсыздандыру процесі үлкен су мөлшерін қолданумен байланысты. Престті суды қолдануды қысқарту үшін сәйкесінше, көптеген МӨЗ ағын су мөлшерін азайту үшін жуылған су берілуіне қарсы ағыны бар екісатылы кескінді қолданады.
Екісатылы тұзсыздану және сусыздану ЭЛОУ принципті кескінін қарастырайық .

I - шикі мұнай, I I - деэмульгатор; I I I - содо-сілтілік ерітінді; IV - жаңа су; V - тұзсызданған мұнай; VI - 2-ші дәрежежелі электродегидратордан шыққан су (ЭГ-2); V I I - ЭГ-1 шыққан тұзды су.
3-сурет - Мұнайды электротұзсыздандыру (секциясы) қондырғысының кескіні

Шикі мұнай (I) сорғышпен жылуалмасқыш арқылы, жылулық қыздырғыштар арқылы сорылып алынады да, 110-120°С температурамен бірінші сатылы электродегидраторларға түседі. Шикізат сорғыш алдында мұнайды деэмульгаторға енгізеді, ал булы қыздырғыш алаңы - сілті ерітіндісі. Құрамында суы бар рН мәні төмен мұнай үшін сілті ерітіндісін енгізу онда бейтарап орта қамтамасыз ету керек. Мұнайда сілті мен деэмульгатордан басқа қалған су қосылады, онда екінші дәрежелі электродегидратордан бөлінеді де инжекторлы араластырғышқа сорылады. Араластырғышта мұнай сілтімен және сумен біркелкі араласады. Бірінші дәрежелі электродегидратордан үстінен толық емес сусызданған мұнай екінші дәрежелі электродегидраторға түседі, оның жоғарғы жағынан қызғаннан кейін АТ блогына тұзсызданған және сусызданған мұнай беріледі.
Мұнайды электротұзсыздандыру процесінің негізгі технологиялық параметрлері t, Р, жуған судың шығымы, деэмульгатор шығымы, сонымен қатар электродегидраторлардың меншікті өнімділігі болып табылады.

0.4.1 Мұнайды атмосфералық айдау қондырғысы
Технологиялық кескін мен атмосфералық айдау режимін таңдау мұнай сапасынан тәуелді болады.
Еріген газдың мөлшері азғантай мұнайды өңдеу (1,2% дейін С4 бірге кіреді), салыстырмалы түрде жоғары емес бензин құрамы (12-15% фракциялар 180°С дейін) және фракция шығымы 350°С дейін 45% көп емес энергетикалық тиімді АТ жүзеге асыруға болады яғни бір күрделі бүйірлі отпорлы секциясы бар ректификалық бағанмен.
Еріген газының құрамы жоғары жеңіл мұнайды айдау үшін (1,5-2,2%) және бензинді фракциялар (20-30% дейін) әрі 350°С дейінгі фракциялар (50-60%) АТ блогында қолданған дұрыс яғни алдын ала бензинденген бағанамен және күрделі бүйірлі отпорлы секциясы бар ректификалық бағанмен. Бұл қондырғылар біршама технологиялық тиімді, фракциялық құрамы әртүрлі мұнай өңдейтін қабілеті бар, себебі бірінші баған потенциалдан 50-60% бензин алынатын, тұрақтандырғыштың функциясын атқарады, мұнайдың фракциялық құрамындағы тербелісті реттейді және негізгі ректификациялық бағанның тұрақты жұмысын қамтамасыз етеді.
Екібағанды атмосфералық түтік блогының принципті кескінімен танысайық (4-сурет). ЭЛОУ тұзсызданған және сусызданған мұнайды қосымша жылуалмастырғышта қыздырып, бөлшекті отбензинденген бағанға береді (1). Осы бағанның жоғарғы жағынан кеткен көмірсутекті газ бен жеңіл бензин конденсацияланып, ауа және сумен суыту аппаратында суытылады да орошения ыдысына бағытталады. Конденсат бөлігін баған 1 бас жағына орошения ретінде қайтарады. Отбензинденген мұнай бағанның төмен жағынан 1 құбырлы пешке беріледі, онда қажетті температураға дейін қыздырылып, атмосфералық бағанға 2 бағытталады, мұнайдың отбензинденген бөлігі 4 пештен 1 бағанның төмен жағына ыстық струя түрінде қайта оралады. 2 бағанның бас жағынан ауыр бензинді алады да, бүйірінен отпорлы 3 баған арқылы отынды фракцияларды шығарады 180-220 (230), 220 (230)-280°С және 280-350°С. Атмосфералық баған, өткір орошениядан бөлек, екі циркуляциялық орошениясы болады.

1 - бензинсізденген баған; 2 - атмосфералық баған; 3 - отпарлы баған; 4- атмосфералық пеш; I - ЭЛОУ бірге мұнай; II - жеңіл бензин; I I I - ауыр бензин; IV - 180-220ºС фракциялары; V - 220-280ºС фракциялары; VІ - 280-350ºС фракциялары; VІІ - мазут; VІІІ - газ; ІХ - сулы бу
4-сурет - ЭЛОУ-АВТ-6 қондырғысында мұнайды атмосфералық айдау блогының қондырғысының принципиалды кескіні

0.4.2 Мазутты вакуумды айдау қондырғысы
Мазутты вакуумды айдау қондырғысының негізгі мақсаты - фракциялық құрамы кең (350-500°С) вакуумды газойль алу, ол каталитикалық крекинга, гидрокрекинг қондырғысында шикізат ретінде қолданылады. Мазутты вакуумды айдау процесінде отындық нұсқа бойынша бірреттік булану кескінін қолданған дұрыс. Блоктың принципті технологиялық кескіні келесідей (5-сурет):

1 - вакуумды баған; 2-вакуумды пеш; 3-пароэжекторлы вакуум сорғыш; І-АВТдан мазут; ІІ-жеңіл вакуумды газойль; ІІІ - вакуумды газойль; IV-қараңғыланған (затемненная) фракция; V-гудрон; VI-су буы; VII-ыдырау газы; VIII-конденсат (су мен мұнайөнімі)
5-сурет - ЭЛОУ-АВТ-екіншілік айдау қондырғысында мазутты вакуумды айдау блогы қондырғысын принципті технологиялық кескіні

АТ блогының атмосфералық бағанынан төмен жағынан алынған мазут, 2 пеш арқылы паралельді ағынмен вакуумды бағанға сорылады 1. Мұнай мен су буының қоспасы, ыдыраушы газдарды жоғарғы жағынан 1 вакуум құрушы жүйеге береді. Конденсатор - мұздатқышта суып, конденсацияланғаннан кейін оны газосепараторда газды және сұйық фазаға бөледі. Газды үшсатылы булыэжекторлы вакуумды сорғышпен сорады, ал конденсатты сулы конденсаттан мұнайөнімін бөліп алу үшін тұндырмаға бағыттайды. Вакуумды бағанның жоғарғы бүйірлі погонына жеңіл вакуумды газойльді тартып алады (соляр). Оның бір бөлігі суығаннан кейін жылуалмастырғышқа бағанның бас жағына жоғарғы айналдырушы орошения ретінде қайтарады.
Екінші бүйірлі погонды кең газойльді (майлы) фракциясын алады. Оның бөлігін суығаннан кейін орталық айналушы вакуумды бағанның орошениесі түрінде қолданады. Жылуалмастырғыш пен мұздатқыштан кейін вакуумды газойльдің балансты мөлшерін қондырғыдан шығарады.
Бағананың концентрленген бөлігінің төменгі табақшасынан қоюланған (затемненную) фракцияны шығарады, оның бір бөлігін төменгі циркуляциялаушы орошение ретінде ал екінші бөлігін рецикл түрінде вакуумды пешке қолданады.
Вакуумды бағанның төмен жағынан гудронды алады да суығаннан кейін қондырғыдан шығарады. Гудронның бөлшегі суығаннан кейін жылуалмастырғышқа бағанның төмен жағына квенчинт (рецикл) ретінде келеді. Вакуумды бағанның төменгі жағына және пеш змеевигіне сулы бу беріледі.
Бензинденген және атмосфералық бағанның жоғарғы жағынан алынған тура айдалатын бензиндерде, еріген көмірсутекті газдар болады (С1-С4). Сондықтан олар алдымен құрғақ (С1-С2) және сығылған (С2-С4) газдар бөлінуе отырып тұрақтануға ұшырайды.
Одан ары өңдеу үшін тұрақтанған бензиндер фракцияларға екіншілік өңдеуге ұшырайды, яғни каталитикалық риформинг процесінің шикізаты ретінде автобензиннің жоғарыоктанды компонентін алу мақсатында немесе жекелеген ароматты көмірсутектер бензолдар, туолуолдар, ксилолдар алуға. Тураайдалатын бензиндерді отындық бағытқа өңдегенде оны екі фракцияға бөлсе жеткілікті: Қ.Б - 85°С және 85-180°С. Ароматты көмірсутектер өндірісінде бастапқы бензинді келесі фракциячларға бөледі: 62-85°С (бензолды), 85-105°С (120) (толуолды) және 150-(120)-140°С (ксилолды). Бензинді екіншілік айдау және тұрақтану блогының принциптік кескінімен танысайық (6-сурет).

1- тұрақтандыру бағаны; 2-5- екіншілік айдау бағаны; I - тұрақтанбаған бензин; II - фракциялар С5 - 62ºС; III-фракциялар 65-105ºС; IV - фракциялар 62-85ºС; V - фракциялар 85-105ºС; VI - фракциялар 105-140ºС; VI I - фракциялар 140-180ºС; VIII - С2-С4 сығылған фракциясы; ІХ - құрғақ газ (С1-С4); Х - су буы
6-сурет - ЭЛОУ-АВТ-6 бензинді екіншілік айдау мен тұрақтандыру блогының принципиалды кескіні

АТ блогынан шыққан тұрақтанбаған бензин жылуалмастырғышта қызғаннан кейін тұрақтану бағанына (дебутанизатор) 1 түседі. Осы бағанның жоғарғы жағынан сығылған газды алады С2-С4, ол конденсатор-мұздатқыш арқылы өтіп, газосепараторға түседі. Конденсат бөлігін 1 бағанға өткір орошения ретінде қолданып, балансты мөлшерін қондырғыдан шығарады. Подвод тепла в низ дебутанизатор төменгі жағына жылу келтіруді пеште тұрақты бензиннің қызған ағынымен жүзеге асырады. Тұрақты бензиннен 2 бағанда С5 - 105°С фракцияларын алады. Осы фракция буы ауамен суыту аппаратында конденсирленеді. Конденсат бөлігін өткір орошения ретінде 2 қайтарады да, балансты бөлігін 3 бағанға бағыттайды. Одан басқа жоғарғы бу бөлігін 2 конденсациясыз 3 бағанға жібереді. 3 жоғарғы жағынан С5 - 62°С фракцитясын, төменгі жағынан - 62-105°С алады, оны қондырғыдан мақсатты шығаруға болады немесе 4 бағанға бензолды (62-85°С) және толуолды (85-105°С) бөлу үшін бағыттайды.
2 баған қалдығын - фракциялары 105-180°С - 5 бағанға 105-140°С және 140-180°С фракцияларына бөліну үшін бағыттайды.
4 бағанның төменгі жағындағы жылуды қайнатқыш арқылы келтіреді, ал қалған бағанды (2,3 және 5) - осы бағандардың кубты қалдықтарының пешінде қызған ыстық ағынмен.
Мұнайды біріншілік айдағанда алынған өнімдер тауарлық болмайды және қайтадан байытуға жіберіледі (ГО, депарафининдену) немесе одан ары екіншілік процестерді одан ары қайта өңдеу жолымен. ЭЛОУ-АВТ-екіншілік айдау қондырғысының шамамен жылдық шығындық көрсеткіштері, жылына өнімділігі млн. тжылына мұнайға келесідей:
-су, млн. м[3] - 21
-электроэнергиясы, млн. кВт - 54-55
-су буы, мың. т - 150
-отын, мың. т - 200

4.1 Мұнайды алғашқы айдау қондырғыларының негізгі аппараттары
Жылуалмастырғыштар. Мұнай өңдеу заводтарында тура айдау қондырғыларында қолданылатын жылуалмастырғыштар келесі топтарға бөлінеді:
... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Мұнайды атмосфералық және атмосфера-вакуумды айдау қондырғысының технологиялық сызба нұсқасы
Мұнай құрамы
Мұнайды өңдеу технологиялары
Мұнай өңдеудің технологиялық процестері
Мұнайды дайындау туралы
Мұнайды біріншілік өңдеу
Шаим кен орны мұнайына сипаттама
Мұнайды өңдеудің біріншілік және екіншілік процестерінің химиялық негіздері
Мұнайды айдаудың материалдық балансы
Мұнайды қайта өңдеу процестері арасында гидрогенизациялық каталитикалық процестердің үлесі
Пәндер