Мұнай және табиғи газдардың ірі шикізат базалары

Жоспар
Кіріспе

1.Кіріспе
2. Мұнай және табиғи газдардың ірі шикізат базалары
3. Біріншілік көмірсутек газдарының сипаттамасы
4. Газды өңдеуге дайындау
5. Ректификациялық және абсорбциялық колонналар

Жер астынан өндірілетін мұнай газдары мен табиғи газдар көптеген көмірсутектер қоспасынан, атап айтқанда метаннан, этаннан, пропаннан, бутаннан, және басқа да көмірсутектерден тұрады. Кейбір газ құрамында көмірсутектерден басқа гелии, азот, көміртегінің қос тотығы, күкіртсутек болуы ықтимал. Газдардың құрамы көп жағдайда метаннан тұрады десек қателеспейміз.
Мұнай газы мен табиғи газ, мұнайхимия мен химия өнеркәсібінің ең негізгі шикізат көзі болып табылады, себебі осы аталған газ құрамынан химия өндірісіне қажетті шикізат этанды алады. Этанды өңдеу барысында этиленді алып, одан пласмасса, этилен оксидін, беттік – активті заттарды және басқа да бағалы затарды өндіреді.
АҚШ елінде этанды өндіру көлемі 40  құрайды. Осы аталған этан, пропан және бутан шикізатын Канаданың батыс өңірінен шығысқа, одан әрі АҚШ – қа тасмалдау үшін, онда 1977 ж. ұзындығы 3 мың километрге созылатын құбыр желісі іске қосылған. Этанның қымбат шикізат болуына байланысты оны мұнай және табиғи газ құрамынан бөліп алып, арнайы жер асты ұңғымаларына қор ретінде сақтап қою мәселесі бірінші орында тұр.
ГӨЗ – да мұнай және табиғи газды өңдеу нәтижесінде 65  пропан алынады. Пропан таза күйінде болсын, болмаса бутанмен қоспа күйінде болсын, кез – келген мұнайхимия өндірісінде, тұрмыстық мақсатта, қозғалтқыш отыны ретінде, ауылшаруашылық өнімдерін кептіруде және тағы басқа мақсаттарға көптеп қолданады. Этан мен пропанан басқа мұнай және табиғи газ құрамында синтетикалық кауучук өндірісі, тұрмыс және қозғалтқыш отыны үшін қажетті
қ- бутан, изобутан, қ – пентан, изопентан сияқты көмірсутектер болады.
Әлемдік тәжірибе көрсеткендей, әрбір елдің жер қойнауында көп мөлшерде мұнай және табиғи газ қоры көп болса, онда ол әрбір елді тұрмысқа қажетті этан, сұйытылған пропан, бутан, қозғалтқыш отын, сонымен қоса одан басқа да көмірсутектер өндіру үшін ірі тонажды, әрі өте тиімді өндіріс орындарын ашыуға итермелейді. Алдағы уақытта Иран, Сауд – Арабиясы, Бахрейн елдері құны 33 млрд. т. болатын мұнай газын тасмалдауға арналған мемлекеттік бағдарламаны аяқтау үстінде. Олардың есебі бойынша осы бағдарлама көмегімен бұл мемлекеттер жылына сырт елдерге 46 млн. т. сұйытылған газ өнімдерін экспорттамақшы. Бағдарламаның бір элементіне өте үлкен қуаттағы этилен, полиэтилен, стирол және басқа да мұнай химия өнімдерін өндіретін өндіріс орындарын салу болып отыр.
Болашақта аталған шикізат көзінің қажеттілігі күнен – күнге арта бермекші, себебі халықтың мотор отындары мен мұнай химия өнімдеріне деген сұранысы артумен қатар, осы шикізатты өңдеу үшін мұнайды өңдеудің екіншілік процестерінің қажеттілігі туындайды.
Мұнай және табиғи газды өңдеу барысында тек қана газ өнімдерін алып қоймай, сонымен қатар органикалық емес өнімдер күкірт және гелии алуға болады. Мысалыға, Канада елінде күкіртті газ өндірісінің жақсы дамуына байланысты, күкірт өндірісі бойынша бұл ел дүние жүзі бойынша капиталистік мемлекеттер арасында екінші орын алса, ал АҚШ елі гелии өндірісі бойынша дүние жүзі бойынша бірінші орын алады.

Пән: Мұнай, Газ
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 32 бет
Таңдаулыға:

Кіріспе
Жер астынан өндірілетін мұнай газдары мен табиғи газдар көптеген
көмірсутектер қоспасынан, атап айтқанда метаннан, этаннан, пропаннан,
бутаннан, және басқа да көмірсутектерден тұрады. Кейбір газ құрамында
көмірсутектерден басқа гелии, азот, көміртегінің қос тотығы, күкіртсутек
болуы ықтимал. Газдардың құрамы көп жағдайда метаннан тұрады десек
қателеспейміз.
Мұнай газы мен табиғи газ, мұнайхимия мен химия өнеркәсібінің ең негізгі
шикізат көзі болып табылады, себебі осы аталған газ құрамынан химия
өндірісіне қажетті шикізат этанды алады. Этанды өңдеу барысында этиленді
алып, одан пласмасса, этилен оксидін, беттік – активті заттарды және басқа
да бағалы затарды өндіреді.
АҚШ елінде этанды өндіру көлемі 40 ( құрайды. Осы аталған этан, пропан
және бутан шикізатын Канаданың батыс өңірінен шығысқа, одан әрі АҚШ – қа
тасмалдау үшін, онда 1977 ж. ұзындығы 3 мың километрге созылатын құбыр
желісі іске қосылған. Этанның қымбат шикізат болуына байланысты оны мұнай
және табиғи газ құрамынан бөліп алып, арнайы жер асты ұңғымаларына қор
ретінде сақтап қою мәселесі бірінші орында тұр.
ГӨЗ – да мұнай және табиғи газды өңдеу нәтижесінде 65 ( пропан
алынады. Пропан таза күйінде болсын, болмаса бутанмен қоспа күйінде болсын,
кез – келген мұнайхимия өндірісінде, тұрмыстық мақсатта, қозғалтқыш отыны
ретінде, ауылшаруашылық өнімдерін кептіруде және тағы басқа мақсаттарға
көптеп қолданады. Этан мен пропанан басқа мұнай және табиғи газ құрамында
синтетикалық кауучук өндірісі, тұрмыс және қозғалтқыш отыны үшін қажетті
қ- бутан, изобутан, қ – пентан, изопентан сияқты көмірсутектер болады.
Әлемдік тәжірибе көрсеткендей, әрбір елдің жер қойнауында көп
мөлшерде мұнай және табиғи газ қоры көп болса, онда ол әрбір елді тұрмысқа
қажетті этан, сұйытылған пропан, бутан, қозғалтқыш отын, сонымен қоса одан
басқа да көмірсутектер өндіру үшін ірі тонажды, әрі өте тиімді өндіріс
орындарын ашыуға итермелейді. Алдағы уақытта Иран, Сауд – Арабиясы, Бахрейн
елдері құны 33 млрд. т. болатын мұнай газын тасмалдауға арналған
мемлекеттік бағдарламаны аяқтау үстінде. Олардың есебі бойынша осы
бағдарлама көмегімен бұл мемлекеттер жылына сырт елдерге 46 млн. т.
сұйытылған газ өнімдерін экспорттамақшы. Бағдарламаның бір элементіне өте
үлкен қуаттағы этилен, полиэтилен, стирол және басқа да мұнай химия
өнімдерін өндіретін өндіріс орындарын салу болып отыр.
Болашақта аталған шикізат көзінің қажеттілігі күнен – күнге арта
бермекші, себебі халықтың мотор отындары мен мұнай химия өнімдеріне деген
сұранысы артумен қатар, осы шикізатты өңдеу үшін мұнайды өңдеудің екіншілік
процестерінің қажеттілігі туындайды.
Мұнай және табиғи газды өңдеу барысында тек қана газ өнімдерін алып
қоймай, сонымен қатар органикалық емес өнімдер күкірт және гелии алуға
болады. Мысалыға, Канада елінде күкіртті газ өндірісінің жақсы дамуына
байланысты, күкірт өндірісі бойынша бұл ел дүние жүзі бойынша капиталистік
мемлекеттер арасында екінші орын алса, ал АҚШ елі гелии өндірісі бойынша
дүние жүзі бойынша бірінші орын алады. Гелиге деген қажетілік кез – келген
елде
жылдан – жылға артып келеді, себебі гелиді қолданбайтын өніріс орыны кемде
– кем. Ендеше гелиді қолданатын салаларға аздап тоқталып өтейік:
Гелии ғарыштық техникада 19 ( , атмосфераны бақылауда 12 (, жасанды
тыныс қоспаларын дайындауда 6 ( , зерттеу жұмыстарына 15 (, ғарыштық
дәнекерлеу жұмыстарына 18 (, криогендік техникада 6 (, хроматографияда 4 (,
жылу берілістерінде 7 (, атомды энергетикада 13 ( - ға шейін қолданылады.
АҚШ – та жылдық қуаты 35 млн. т. құрайтын 12 – ге жуық гелии өндірісі
жұмыс істейді. Гелидің тұтынылуы 1980 ж. 35 млн. т.құраса, ал 1990 ж. 60
млн. т. құраған. Осының барлығы мұнай газы мен табиғи газ шикізатының әрбір
ел үшін өте маңызды, әрі қымбат шикізат екендігін білдіріп отыр, сондықтан
әрбір ел аталған шикізат көзін орынымен жұмысап, одан қымбат өнімдер алу
үшін комбинирленген ГӨЗ - ын іске қосып, олардың санын ұлғайтуды мақсат
тұтулары керек.

Мұнай және табиғи газдардың ірі шикізат базалары
ТМД елдеріндегі табиғи газ құрамының 80 – 99,8 ( метаннан тұрады.
Тек Дагестан, Өзбекстан және Орынбор елді мекенінде газ құрамындағы метан
көмірсутектерінің мөлшері 31,4 ( - дан 80 ( аралығын құрайды. Өзбекстанның
(Үшкір( газ ұңғымасының газ құрамында 12,4 – 54,4 ( шейін азотты қосылыстар
кездессе, Түркіменстан елінің (Гугуртли( газ ұңғымасы 23 ( шейін күкіртті
қосылыстардан тұратындығы байқалған.
Газ ұңғымаларымен қатар газ конденсатты ұңғымалар да көптеп кездеседі.
Олар құрамы бойынша әрқалай болып келеді, мысалыға Орынбор елді мекенінде
орналасқан газ конденсаты ұңғымасы, құрамы бойынша көп мөлшерде метанды
көмірсутектерден тұратын болса, Батыс Сібірдің (Уренгой( газ конденсатының
құрамы метан – нафтенді көмірсутектерінен тұрады. Осының барлығы газ және
газ конденсаттарының құрамы бойынша шыққан жеріне байланысты әртүрлі болып
келетіндігін айқындайды.
Біздің елімізде ірі газ және газ конденсаты кен орындары Батыс
Қазақстандағы Өзен, Жетібай және Қарашығанақ газ кеніштерінде орналасқан.
Бұл газдардың құрамы 83 ( шейін метаннан, 8,5 ( этаннан, 4,5 ( пропанан, 2
( қ- бутаннан,
1 ( изо – бутаннан, 0,3 ( гептаннан, 0,7 ( күкірсутектен, 2,6 ( азоттан
құралған.
Аталған газ кен орындары өзінің қоры бойынша АҚШ пен Ресейден кейін
үшінші орынды иеленеді. Ғалымдардың есептеуі бойынша бұл кен орындарында
3 трлн. т. жуық газ қоры бар екендігі анықталып отыр. Бұдан басқа да газ
кен орындарына Амангелді, Құлсары, және т. б. газ ұңғымалары жатады.
Осы мәліметтерге сәйкес және еліміздің басшысының алдына қойған
бағдарламасына сәйкес, алдағы жылдары Батыс Қазақстан аумағында мұнай және
табиғи, сонымен қоса газ конденсатын өңдейтін ірі алты газ комплексінің
құрылысы іске қосылмақшы. Онда тек газ өнімін алып қана қоймай, алынған
өнімді одан әрі мұнай химиясы саласына өңдеп, нәтижесінде - шет елдерден
қымбат бағаға экспорттық жолмен келіп түсіп жатқан бояғыш заттар, лактар,
сигнтетикалық, пласмасс және полиэтиленді өнімдерді алуды жолға қойып отыр.

Барлық көмірсутек газдарын шығу тегі бойынша екі үлкен топқа бөлуге
болады:
1) Біріншілік көмірсутек газдары – жер қойнауынан тікелей өнідірілетін
газдар. Жер қойнауында таралуы және құрамы бойынша олар табиғи және
мұнайға серік газдар болып бөлінеді. Табиғи газдардарға таза газ кен
орындарының құрамы жеңіл газдары мен газконденсатты кен орындарының
газдары жатады. Газконденсатты кен орындарының газдары жер бетіне аз
мөлшерде 200 – 300 0С дейін қайнайтын ауыр көмірсутектерді шығарады.
Серік газдар – мұнай кен орындарында мұнаймен бірге өнірілетін газдар.
2) екіншілік көмірсутек газдары – мұнайды өңдеген кезде табиғи мұнай
көмірсутектерінің термокатализдік түрленуі есебінен түзілетін жеңіл
көмірсутектер. Бұд газдардың құрамында, әдетте, метананнан пентанға
дейінгі көмірсутектер болады, олар қаныққан немесе қанықпаған болуы
мүмкін.
Екіншілік қаныққан көмірсутек газдары – мұнайдың біріншілік дистиляциясы
және артық сутегі атмосферасында өтетін катализдік процестер (гидрокрекинг,
гидротазалау, изомерлену, катализдік риформинг) кезінде түзілетін құрамында
тек қаныққан көмірсутектер бар газдар.
Екіншілік қанықпаған көмірсутек газдары – құрамында олефинді
көмірсутектер бар газдар, олар сутек жетіспеген жағдайда өтетін
деструкциялық процестерде (катализдік крекинг, термиялық крекинг, кокстеу,
пиролиз) түзіледі.

Біріншілік көмірсутек газдарының сипаттамасы
Табиғи газдың бүкіл әлемдік қоры шамамен 90 млрд. м3 (60 – 70 млрд. т.)
бұл мұнайдан өндірілетін қорымен шамалас. Табиғи газдың жыл сайын әлемдік
тұтынылу көлемі шамамен 1800 млрд. м3 ж., мысалы Ресейде шамамен
850 млрд. м3.
Табиғи газдың ірі кен орындары Батыс Сібірдің сотүстік аудандарында,
Заполярьеде, Орынбор обылысында және Каспий маңында орналасқан. Шет
елдердегі ірі газ кен орындары АҚШ – та, Нидерландыда, Алжирде, Иранда және
Канганда орналасқан. Табиғи газдың негізгі көлемі шалғайдағы алыс
аудандарда өндірілетін болғандықтан, газ өндіру көлемінің өсуімен бірге газ
құбырларының өткізу қабілеті мен ұзындығы да өсуде. Қазір 5000 км. дейін
тасмалдайтын 135 мың км. – ік газ құбырлары бар.
Көптеген газ кен орындарында құрамында С5Н12 – ден С20Н42 дейінгі
көмірсутегісі бар газ конденсаты өніріледі. Мұндай кен орындары
газ конденсатты деп аталады. Газ конденсаттары көп жағдайда 40 – 350 0С
аралығында қайнайды, кейде олар – ауыр (қайнаудың басталу нүктесі
103 – 210 0С), кейде жеңіл (қайнаудың соңғы нүктесі 200 – 230 0С) болып
келеді.
Күкірт мөлшері бойынша Орынбор, Астрахань және Қарашығанақ кен орындарының
газдары ерекшеленеді.
Газ конденсаттары – көмірсутек шикізатының негізгі ресурстарының
бірі. Олардың жалпы өндірілетін көлемі қазіргі уақытта 22 – 28 млн. т.
құрайды.

Мұнайға серік газдар – мұнайдан пласт қысымын мұнайды дайындау
қондырғыларының сеператорларының қысымына дейін төмендету кезінде бөлінетін
мұнайдың жеңіл көмірсутектік бөлігі. Мұнайға серік газдардың құрамы күрделі
болып келеді, олардың көпшілігі С6Н14 және одан жоғары көмірсутектерден
тұрады. Табиғи газдар сияқты мұнайға серік газдарда да инертті
компоненттер - N2 және көмірқышқыл газы СО2, кейде күкірсутек Н2S болады.
Табиғи және мұнайға серік газдардан шығатын өнімдер тізімі:
1) тауарлы табиғи газ, ол өнеркәсіптік және тұрмыстық отын ретінде газ
құбырларына жіберіледі;
2) газ өңдеу процесінде газдан бөлініп алынатын С3 – С6 жеңіл
көмірсутектердің кең фракциясы. (ЖККФ);
3) сұйытылған газ – ЖККФ – тан бөлініп алынған С3 және С4
көмірсутектерінің концентраты;
4) тұрақты газ конденсаты;
5) одорант – табиғи газдың күкіртті қоспаларының құрамынан бөлініп
алынған тиолдардың (меркаптандардың) қоспасы.
Табиғи газдарды өңдеу поцесінде бөлінетін ЖККФ сұйытылған газ бен газды
бензин (С5Н12 және одан жоғары көмірсутектер) алу үшін бастапқы шикізат
болып табылады.
Коммуналдық – тұрмыстық пайдалану үшін сұйытылған көмірсутек газдарының 3
маркасы шығарылады:
1) техникалық қысқы пропан – бутан қоспасы (ТҚПБҚ);
2) техникалық жазғы пропан – бутан қоспасы (ТЖПБҚ);
3) техникалық бутан (ТБ).
ЖККФ – ның қалдық фракциясы – газды бензин, оның құрамында пентан С5Н12
және одан жоғары көмірсутектер бар. Норма бойынша газды бензиннің
2 көрсеткіші бар: қайнаудың басталу нүктесі ( 30 0С төмен емес ) және жеңіл
көмірсутектер бар екенін сипаттайтын қаныққан булардың қысымы ( жазда 67
кПа – дан, ал қыста 93 кПа – дан жоғары емес). Газды бензин одорант – жеңіл
меркаптандар концентратын алу көзі болып табылады. Мысалы, Орынбор газ
өңдеу зауытынан шығатын бұл концентрант құрамында этантиол 33 (,
2 – пропантиол 42 (, 1 пропантиол 10 (, 2 – бутантиол 14 ( құраған.

Газды өңдеуге дайындау
Табиғи газ ұңғымалардан тамшылы сұйықтық (газды конденсат, су) пен
тау жыныстарының ұсақ бөлшектерімен бірге шығады., яғни газ сұйық және
қатты фазалары бар дисперсті жүйе болып табылады.
Газды өңдеуге дайындаудың міндетіне осы дисперсті фазаларды әртүрлі
айыру құрылғыларының (сеператорларының) көмегімен бөлу кіреді.
Процестің ерекшелігі, сеперация барысында ылғал тамшылары мен қатты
бөлшектердің өлшемдері өзереді. Мысалы, кіру учаскісінде газ ағынындағы
тамшылардың диаметрі 100 – 1000 мкм – ді (орташа 700 – 800 мкм) құрайды да,
олар қабықшалы сұйық күйінде болады. Сеперацияның бірінші сатысынан соң
газда диаметрі 30 – 150 мкм тамшылар қалады, ал екінші сатыдан соң газда
диаметрі 1 – 50 мкм – ге дейінгі ең ұсақ тамшылар қалады.
Газды кешенді дайындау құрылғыларының тазалау сатысынан шығарда
дисперсті сұйық фазаның жалпы мөлшері газда 350 мг м3 мәнінен аспауы
керек.
Газдардың дисперсті құрамы мен оны тазалауға қойылатын талаптарға
байланысты құрылымы және тазалау пәрменділігі әртүрлі құрылғылар
пайдаланылады. Олар жұмыс істеу принципі бойынша гравитациялық, инерциялық
типті, ортадан тартқыш және сүзгіш болып бөлінеді.
Гравитациялық сеператорлар (айырғыштар) көлденең, тік және шар
тәрізді болады. Оларға жалпы тән нәрсе – тұтыну аймағының болуы, яғни онда
дисперсті бөлшектер ауырлық күші әсерінен бөлінеді. Одан басқа газ енер
жерде кәдімгі үру пластинкалары, ал газ сеператордан шығар алдында
тамшықаққыш торлы желім болады, ол инерциялық күштер әсерінен газдың ұсақ
тамшыларын айырады.
Сеператорлардың төменгі жағында бөлек немесе біріктірілген типтегі
ұсталған сұйық пен тозаңды жинағыш құрылғы орналасады.
Себет типті инерциялық сеператорлар – жанасушы меншікті беті үлкен
(10 – 500 м2 м3) себеттермен толтырылған технологиялық аппарат. Тамшылар
себет бетіне ұрылып , себет арналарында газ ағынының күрт бұрылу көмегімен
ұсталынады. Тамшыларды ұстау дәрежесі 99 (.
Ортадан тартқыш сеператорлар сұйықты - газды бөлу үшін, алдын – ала
құйындалған газ ағынында пайда болатын орталықтан тартқыш күштерді
пайдаланады. Ағының айналу жылдамдығы неғұрлым жоғары және құйындалған ағын
радиусы нұғұрлым кіші болған сайын айыру пәрменділігі соғырлым жоғары
болады.
Ағынды айналдырудың құрылғы типіне байланысты орталықтан тартқыш
сеператорларың екі түрі бар: циклонды және тік ағынды. Бірінші жағдайда газ
ағыны сеператор корпусына тенденциялы еніп, бағыттаушы пластина астындағы
орталық түтікті айнала қозғалады, нәтижесінде астығы жағынан тазаланған газ
шығады. Орталықтан тартқыш күш көмегімен сеператор корпусына лақтырылған
сұйық тамшылары төмен қарай ағып, төменгі патрубок көмегімен газконденсатты
жинағыш құрылғыға барады.
Сүзгіш сеператорларда газды басқа сеператормен бөлуге болмайтын
диаметрі 0,5 – 10 мкм құрайтын сұйық бөлшектерді тазалау үшін қолданады.
6
Сүзгіш ретінде жұқа шыны талшығы қолданылады, оның диаметрі 50 – 100 мм.,
элементтер саны 30 – 50.

Ректификациялық және абсорбциялық колонналар
ГӨЗ – да көмірсутекті қоспаларды бөлу үшін абсорбциялық және
ректификациялық колонналар пайдаланылады. Бұл колонналар тәрелкелі және
төсенішті табақшалармен жабдықталынған. Сонымен қоса онда асқын құйылмалы,
тік төгілмелі, қалпақты, клапанды, сеткелі, құбыр торлы табақшалар
қолданылады. Абсорбциялық және ректификациялық колонналардың пәрменділігі
олардың конструкциялық ерекшеліктеріне, табақшалардың геометриялық
өлшеміне, процесті жүргізудің технологиялық шартына, өзара әсерлесуші
фазалардың физикалық қасиетіне тікелей байланысты болады. Еліміздің алғашқы
ГӨЗ – ры қалпақшалы және желекті табақшалармен жұмыс істейтін абсорбциялық
және ректификациялық колонналармен жабдықталған болатын. Ал 60 ж. бастап
шет елдің ГӨЗ клапанды табақшаларды көптеп қолдана бастады, себебі бұл
табақшалар өзінің жоғары өнімділігімен, кез келген жүктеменің ауытқуына
тәуелсіз, көмірсутектерді бөлудің терең пәрменділігімен көзге түсті.
Клапанды табақшалар қалпақты табақшалардан 1,5 есе жеңіл, оны дайындау мен
колоннаға орнату оңай, әрі бұл аз уақыт ішінде орындалады. Қалпақты
табақшаларға қарағанда клапанды табақшаларды жасап шығару бағасы 30 – 40 (
төмен. Сұйықтың және газдың қозғалу сипатына қарай клапанды табақшаларда
қарама – қарсы ағынды, кесе – көлденең ағынды, тік ағынды етіп бөледі.
Практикалық тәжірибеге сәйкес қысым мен бүркудің тығыздығы жоғары болған
кезде клапанды табақшалар төмен нәтижені көрсететіндігі анықталған. Оның ең
үлкен кемшілігі жұмыс жағдайында клапанның бірден ақаулыққа ұшырайтындығы.
Нәтижесінде сұйықтың үлкен бөлігі газбен жетерліктей жақсы түйіспей,
көмірсутектердің терең бөлінуін тежейді, процестің нақты жүруін
30 – 40 ( төмендетеді. Осыған байланысты 1968 ж. көп ағынды сеткелі
табақшалар дайындалып шықты. Ол өнідірсте МД деген атпен белгілі болды.
Ол массаалмасу аппараттарында үлкен өнімділікті қамтамассыз ете алатындығын
көрсетті. Оның құймалы қалташығы, сеператорлық кеңістіктің табақшааралық
шегінде аяқталатынықтан, ол абсорбциялық және ректификациялық колоннаның
көлбеу қимасын тиімді қолданудың пәрменділігін жоғарлатады. МД типті
табақшаларды басқа табақшалармен салыстыру барысында, бұл табақшалардың
төмендегідей артықшылықтары байқалды:
1) төмен гидравликалық кедергісі;
2) көпіршікті қабаттың пайда болуының төмендігі;
3) сұйық бойынша жүктеменің ауытқуына тұрақтылығы.
Бұл табақшалардың артықшылығы колонна диаметрінің және бүрку
тығыздығының ұлғаюымен жоғарлайды. Юнион Карбайд Корпорейшн фирмасы
мамандарының айтуы бойынша бұл табақшаларды 250 – 350 мм. ара – қашықтықта
орналастырған жөн. Сонда табақшалардың нәтижелігі 65 – 85 ( құрап, оған
жұмысалатын энергетикалық шығын шамасы төмендейді. Мысалыға,
МД табақшасын қолдана отырып пропан – пропилен фракциясын бөлгенде, оған
жұмысалатын энергия шығыны 30 – 50 ( төмендеген.
Жоғарыда айтқандарымыздан шығатын қорытынды, МД табақшасы колонна
тиімділігін 1,5 есе жоғарлатып, флегма санын 30 ( төмендетеді. Сондықтан
бұл типтегі табақшаларды қолдану өз тиімділігін көрсетіп отыр.
МД типті табақшаларды - газдарды Н2S, СО2 тазалайтын абсорбциялық
колонналарда және метанды, пропанды бөлетін колонналарды көптеп қолдануға
болады.

Тығыздық
Заттың тығыздығы дегеніміз - ол бірлік көлемдегі заттың массасы болып
табылады. Өлшем бірлігі СИ бойынша кгм3.
МӨЗ және ГӨЗ-да мұнай өнімінің физика-химиялық қасиетін есептеуде көбінесе
салыстырмалы тығыздық қолданады. Газдың 20 0С салыстырмалы
тығыздығын төменгі теңдік көмегімен есептеп шығарамыз:

d4 20 = (()n

Парафинді мұнай үшін: ( = 0,736, n = 0,13, күкіртті газ үшін: ( = 0,722, n
= 0,159. Технологиялық есептеу жүгізгенде көбнесе бір тығыздықты екінші бір
тығыздыққа ауыстырып есептеу кең етек алған. Ол үшін Д. И. Менделеевтің

0 0С-тан 150 0С-ға шейінгі аралықта есептеу жүргізетін теңдігін
қолданамыз:

d4 t = d4 20 – а ( t – 20 )
d4 20 – мұнай өнімінің салыстырмалы тығыздығы;
d4t – белгілі – бір температурадағы мұнай өнімінің салыстырмалы
тығыздығы;
а – бір градустық ауытқуға орташа температралық түзету.
Газдың салыстырмалы тығыздығы дегеніміз, бір бірлік көлемде берілген
температура мен қысымдағы газ массасының тура сондай көлемді алып жатқан
ауа массасына қатынасын айтамыз. Ол келесі теңдіктің көмегімен анықталады:

Р = ;

Абсалютті температура мен қысымдағы газды төмендегі теңдік көмегімен
анықтайды:
273 МП
Рг = --------- ( -------;
22.4
Т

Молекулалық масса

Молекулалық масса мұнай өнімінің ең негізгі физико-химиялық
сипаттамасына жатады. Ол Б. М. Войнов теңдігі көмегімен анықталады:

М = 60 + 0,3t + 0,001t2
Бірнеше компоненттен тұратын мұнай өнімінің молекулалық массасы төмендегі
теңдіктің көмегімен анықталады:

m1 + m2 + ... ...
+ mn
Мор = _______________________
m1 +
m2 + ... . + mn
М1
М2 Мn

Қаныққан бу қысымы

Қаныққан бу қысымы дегеніміз белгілі-бір температурада, бу фазасы мен
сұйық фазаның теңелуінен пайда болатын қысымды айтамыз. Жеке бір
көмірсутектің қаныққан бу қысымы тек температураға тәуелді. Ал көп
компонентті қоспалар үшін қаныққан бу қысымы тек температураға ғана емес,
сонымен қоса бу және сұйық фазалардың құрамы мен олардың бір-біріне
қатынасынада тәуелді болады.

Аралық шағын фракциялардың қаныққан бу қысымын Ашворт теңдеуімен
есептеп шығаруға болады:
Lg ( P – 3158 ) = 7,6715 – 2,68 f(T)

f(T0)
1) Р - қаныққан бу қысымы;
2) T0 – фракцияның қалыпты жағдайдағы қайнау температурасы.

f(T) =

Шекті қысым және температура

Заттың шекті температурасы дегеніміз заттың тек бу күйінде болу
температурасы айтамыз. Заттың шекті қысымы дегеніміз шекті температурадағы
заттың қаныққан бу қысымы.
Оларды төмендегі теңдіктің көмегімен анықтауға болады:

Тш = 355.1 + 0.97 a – 0,00049 ( a2

A = ( 1,8 Toр мол – 359 )

Р

К = 5,53 + 0,855 немесе
ароматты көмірсутек үшін: К = 6,5 - 7,0
парафин көмірсутек үшін: К = 5,0 - 5,3

тікелей айдалған мұнай өнімі үшін: К = 6,3 - 6,4
Сонымен қоса заттың келтірілген температурасы және қысымы деген ұғым бар.
Келтірілген температура дегеніміз, заттың температурасының оның шектік
температурасына қатынасын айтамыз:

Ткел =

Келтірілген қысым дегеніміз заттың қысымының оның шектік қысымына қатынасын
айтамыз:
Ркел =

Газдың ұшпалылығы

Газдың ұшпалылығы деген ұғымды сұйық және газ фазасының фазааралық
тепе-теңдік константасын есептегенде көптеп қолданады. Реалды газдар үшін
ол төменденгі теңдік көмегімен анықталады:

Фазалық тепе – теңдік константасы мына теңдік бойынша анықталады:

k =

Заттың ұшпалалығының қысымға қатынасын активтілік коэффициенті деп атаймыз,
ол:
( (

Идеалды газдар үшін: ( = 1
Тұтқырлық
Тұтқырлық газ бен сұйықтың ең негізгі физика – химиялық сипаттамасы болып
табылады. Тұтқырлық газдың және сұйықтың қозғалмалылығына, олардың өзара
араласуына, сүзілуіне тікелей әсер етеді. Тұтқырлық газ бен сұйықтың майда
бөлшектерінің өзара кедергілісіп орын ауыстыруын анықтайды. Тұтқырылық
динамикалық тұтқырлық коэффициентін сипаттайды және төмендегі теңдік
көмегімен анықталады:
( (

1) ( - ішкі үйкеліс коэффициенті;
2) Р – сұйық немесе газ тығыздығы. ( м2 с )

Жылулық қасиеттері
ГӨЗ – дың аппраттарын есептегенде мұнай өнімдерінің жылулық қасиеттерін
есептеуге тура келеді. Атап айтсақ олар: жылусиымдылық, булану жылуы,
коденсациялануы, жану жылуы және энтальпиясы. Заттың меншікті жылу
сиымдылығы дегеніміз, ол 1 кг. затты 1 0С қыздыруға қажетті жылуды айтамыз.
Өлшем бірлігі кДж, МДж. (СИ.) 200 0С дейінгі сұйық мұнай өнімінің
орташа жылу сиымдылығы төмендегі теңдік бойынша анықталады:

Бу фазасындағы мұнай өнімінің шынайы тығыздығын келесі теңдікпен шығаруға
болады:

Энтальпия дегеніміз, бір затты 0 0С – тан белгілі - бір температураға
шейін қыздырғанда жұмысалатын жылуды айтамыз:

а = 0,0017 ( Т ( 0,762 (Т – 334,25

Бу күйдегі мұнай өнімінің энтальпиясы:

Массалық, көлемдік және мольдік құрам

Газды көмірсутектерді құрамы массалық, көлемдік және жеке компоненттердің
моль сандарымен, сонымен қоса олардың концентрациялық мәндерімен берілуі
мүмкін. Ал енді қоспадағы компоненттрінің концентрациясын массалық, мольдік
және көлемдік үлесте немесе процентпен беруге болады. Белгілі – бір
компоненттің массалық үлесі дегеніміз, сол компоненттің жеке массасының
жалпы қоспа массасына қатынасын айтамыз:

m = m1 + m2 + m3 + mп; немесе

Белгілі – бір компоненттің мольдік үлесі дегеніміз – берілген компонеттің
моль санының жалпы қоспаның моль санына қатынасын айтамыз:

Белгілі – бір қоспадағы компоненттің көлемдік үлесі дегеніміз – берілген
компоненттің көлемінің жалпы қоспа көлеміне қатынасын айтамыз:

(1 = (2 = (п =

12

Бу жылдамдығы

ГӨЗ – да табақшалы реакциялық колоннада будың мүмкін жылдамдығын
Саудерс - Браун теңдігімен анықтауға болады:

Массалық жылдамдық:

К- коэффициенті табақшалардың ара – қашықтығына, оның типіне, сұйқтықтықтың
жүктемесіне байланысты таңдалады. Бұл сурет 55 бет. 21 суретте берілген. (
Сарданашвили кітабы. ) Атмосфералық колонналардағы будың жылдамдығы 0,46
– 0,84 м с, вакуумде 2,5 – 3,5 м с. құраса, қысыммен жұмыс істейтін
ректификациялық колонналар үшін ол 0,2 – 0,7 м с, вакуумдық колоннада
12 – 20 м с. тең.

Газ өңдеу процестерінің бөлгіш аппараттары
Сеператорлар

Табиғи және ілеспе газдарды механикалық қоспалардан және сұйық
тозаңды тамшылардан тазалау үшін газдарды ГӨЗ – на енгізбестен бұрын оларды
тазалау мақсатында гидромеханикалық процестерді қолданады.Сонымен қоса газ
құрамын компрессордан жұғатын майлардан тазалау үшін, адсобентке сіңген
газды қайта бөліп алу үшін, тоңазытқыштан шыққан сұйық – газ қоспасын бір –
бірінен бөлу үшін және абсорбент ретінде қолданатын гликольді
регенерациялау блогында сұйық пен гликольді бір – бірінен қайта бөлу
кезінде көптеп қолданады.
ГӨЗ - да көбнесе қоспаларды изотермиялық бөлу әдістері қолданады,
яғни ондағы газ – сұйық, газ – қатты дене ондағы тасмалдағыштың рөлін
атқарса, ал дисперсті ортаның қызметін сұйық немесе қатты дене атқарады.
ГӨЗ – ың сеператорларын үш сыныпқа бөлуге болады:
1) Газдарды компрессорда сықпастан бұрын ГӨЗ – ның алдына орнатылатын
сеператорлар, ол газдарды механикалық қоспалар мен сұйық тозаңды
тамшылардан тазалайды.
2) Аралық сеператорлар – ГӨЗ – ың ішінде орнатылады, ол газдарды қалдық
ылғалдан тазалайды, одан әрі газ өңдеуге бағытталады.
3) Негізгі технологиялық сеператорлар, ол мақсатты өнімдер, газ – сұйық
қоспасын (төмен температуралық конденсация( және (төмен
13
температуралық абсорбция( жүйелерінде өңдеп, бөлу алу үшін қолданылады.
Алғашқы сеператорларда жұмыс қысымы 0,1 - 0,3 Мпа аспайды. Сондықтан
оларға гидравликалық кедергі шамасы бойынша қатаң талап қойылады. Ал қалған
сеператорлардың барлығы айтарлықтай жоғары қысымда жұмыс істейді, ол
сәйкесінше 3 – 4 Мпа құрайды. Пәрменділгі бойынша алғашқы сеператорларға,
газдарды адсорбциялы кептіру жүйелерінің май бөлгіш сеператорларына және үш
фазалы сеператорларға жоғары талап қойылады.
Бөлгіш сеператорларды, қоспаларды бөлу пәрменділігі, габаритті – массалық
көрсеткіштері және гидравликалық кедергісіне байланысты таңдайды.
Сеператциялау деңгейін терең, орташа және дөрекі деңгей деп үшке бөледі.
Сеперациялаудың мұндай пәрменділгі көп сеператорға тән, бірақ барлық
сыныптағы сеператорларға сәкес келе бермеді, өйткені газдарды механикалық
тазалауда, газ құрамындағы механикалық қоспалардың мөлшері 0,5 – 0, 2 мг
кг асып кетуіне жол берілмейді, бұл сеперация деңгейінің аса терең
екендігін көрсетіп отыр.
Қазіргі кезде ГӨЗ – ның сеператорларының гравитационды, жалюзилі,
инерционды, сеткелі және ортадан тартқыш типтегі түрлері қолданылады.
Гравитациалы және инерционды сеператорлардың бөлу тереңдігі 20 – 40 (
құраса, жалюзилі, сеткелі, ортадан тепкіш сеператорлардың бөлу тереңдігі
Кр ( 50 – 100 ( құрайды.

Компрессорлар

ГӨЗ – да поршенді - роторлы және ортадан тартқыш компрессорлар
қолданлады. Қазіргі кезде шет ел мен біздің ГӨЗ – да көбнесе ортадан
тартқыш компрессорлар қолданылады, алайда поршенді және ортадан тартқыш
компрессорлардың өзіндік кемшіліктері бар. Поршенді копрессорлардың
артықшылықтарына оның эксплуатациялық шығындарының төмендігі, ПӘК
жоғарлығы, сығылуға түсетін газдардың тығыздығы мен көлемінің өзгеруіне
тәуелсіздігі бойнша жұмыс істеуге қабілеттілігі жатады. Ал кемшіліктеріне
үлкен қайтымды – қозғалмалы массасы, габариді және салмағының жоғарлығы,
бөлшектерінің тез тозуы, сенімсіздігінің жоғарлығы, жөндеу жұмыстарына
шығынның көп кететіндігі жатады.
Бұл кемшіліктердің ешқайсысы ортадан тартқыш компрессорларда жоқ,
бірақ ол газ көлемі мен оның тығыздығының ауытқуына тәуелді болып келеді,
сондықтан ортадан тартқыш компрессорлар көбнесе әртүрлі жетек түрін
қолданумен жұмыс істейді.
Жетек түрінде электрлі қозғалтқыштарды қолданғанда сығылуға түсетін
газдардың тығыздығының ауытқуы аз шаманы құрауы керек. Егер жетек түрінде
турбокомпрессорларға газ турбинасын қолданатын болса, онда ортадан тартқыш
компрессорлардың қолдану аймағы кеңейер еді. Бірақ газ турбинасы
компрессорларының ПӘК газ моторлы компрессорлардың ПӘК – нен төмен болып
келеді. Поршенді компрессорлардың ПӘК ( 0,9 құраса, ал көп сатылы
компрессорлардың ПӘК ( 0,72 – 0,75 құрйды. Сондықтан компрессорларды
14
таңдағанда оларға міндетті түрде техника – экономикалық есептеулер жүргізу
керек.
Қазіргі кезде ГӨЗ – да 10 ГК деген атпен белгілі газ моторлы
компрессорлар қолданылады. Сонымен қоса толығымен автоматтандырылған 10
ГКМА,
10 ГКМА типті компрессорлар да қолданылады.
Өте қуатты газ моторлы компрессорларға МК – 8, ГМ – 8, К – 380 типті
компрессорлар жатады. Техника – экономикалық көрсеткіштер бойынша, газды
компрессорларда газдарды сығудың ең тиімді жолы, компрессор өнімділігінің
технологиялық блок өнімділігіне теңелген кезде байқалатындығы анықталған.
Негізінде табиғи және ілеспе газдарды бөлу үшін 1,2 – 2,0 Мпа қысым
керек. Ал егер газ құрамынан этанды немесе гелииді бөлу керек болса, онда 6
– 8 Мпа қысым керек болады. Газдарды магистральді газ құбырында
тасмалдаудың алғашқы қысымы 4,0 – 6,5 Мпа құрайды.
Копрессор тудыратын соңғы қысымның алғашқы қысымға қатынасын газдың
сығылу деңгейі деп атайды. Сығылу деңгейі бойынша компрессорларды төрт
түрге бөледі:
1) желдеткішті компрессорлар, қысымы 1,1 Мпа құрайды;
2) газ үрлегіш компрессорлар, қысымы 1,1 ( 3,0 Мпа құрайды;
3) Технологиялық компрессорлар, қысымы ( 3,0 Мпа дейін;
4) Вакуум сорапты компрессор, қысымы атмосфералық қысымнан төмен.
Ең жоғары қысымды негізінде поршенді компрессорлар береді. Оның қысымы
2,5 – 8 Мпа құрайды. Газдардың ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.