Мұнайға ілеспе газдарының қабатқа шығаруға дайындау процесі
КІРІСПЕ
1.ТЕХНИКАЛЫҚ БӨЛІМ
1.1. Мұнайға ілеспе газдарының қабатқа шығаруға дайындау процесінің даму тарихы
1.2. Процестің мақсаты және қысқаша сипаттамасы
1.3. Процестің механизмі
1.4. Ілеспе газдарды өндеуге әсер ететін факторлар
2.ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ
2.1 Өндіріс әдісін таңдау
2.2. Процесс орнын таңдау
2.3. Шикізат, дайын өнім және көмекші материалдардың сипаттамасы
2.4. Қондырғының технологиялық сұлбасы және технологиялық режимі
3. ЕСЕПТІК БӨЛІМ
3.1. Ілеспе газды өңдеудің материалдық балансы
3.1.1. Қондырғының материалдық балансы
3.1.2. Абсорбциялық колоннаның материалдық балансы
3.2. Технологиялық есептеулер
3.3. Механикалық есептеулер
4 ЭКОНОМИКАЛЫҚ БӨЛІМ
4.1 Жылдық өндірістік өнімділік
4.2 Өндірісті ұйымдастыру
4.3 Негізгі өндіріс жұмысшыларының жылдық жалақы қорын есептеу
4.4 Калькуляцияның өзіндік құны
4.5 Қондырғының техника.экономикалық көрсеткішінің есебі
5. ТЕХНИКА ҚАУІПСІЗДІГІ ЖӘНЕ ЕҢБЕКТІ ҚОРҒАУ БӨЛІМІ
5.1. Еңбекті қорғау заңы
5.2 Еңбекті қорғау шаралары
5.3. Еңбек қорғаудағы техникалық қауіпсіздік шаралары
5.4. Еңбек қорғаудағы өндірістік тазалық шаралары
5.5. Өртке қарсы шаралар
5.6. Қоршаған ортаның ластануы
ҚОРЫТЫНДЫ
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
1.ТЕХНИКАЛЫҚ БӨЛІМ
1.1. Мұнайға ілеспе газдарының қабатқа шығаруға дайындау процесінің даму тарихы
1.2. Процестің мақсаты және қысқаша сипаттамасы
1.3. Процестің механизмі
1.4. Ілеспе газдарды өндеуге әсер ететін факторлар
2.ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ
2.1 Өндіріс әдісін таңдау
2.2. Процесс орнын таңдау
2.3. Шикізат, дайын өнім және көмекші материалдардың сипаттамасы
2.4. Қондырғының технологиялық сұлбасы және технологиялық режимі
3. ЕСЕПТІК БӨЛІМ
3.1. Ілеспе газды өңдеудің материалдық балансы
3.1.1. Қондырғының материалдық балансы
3.1.2. Абсорбциялық колоннаның материалдық балансы
3.2. Технологиялық есептеулер
3.3. Механикалық есептеулер
4 ЭКОНОМИКАЛЫҚ БӨЛІМ
4.1 Жылдық өндірістік өнімділік
4.2 Өндірісті ұйымдастыру
4.3 Негізгі өндіріс жұмысшыларының жылдық жалақы қорын есептеу
4.4 Калькуляцияның өзіндік құны
4.5 Қондырғының техника.экономикалық көрсеткішінің есебі
5. ТЕХНИКА ҚАУІПСІЗДІГІ ЖӘНЕ ЕҢБЕКТІ ҚОРҒАУ БӨЛІМІ
5.1. Еңбекті қорғау заңы
5.2 Еңбекті қорғау шаралары
5.3. Еңбек қорғаудағы техникалық қауіпсіздік шаралары
5.4. Еңбек қорғаудағы өндірістік тазалық шаралары
5.5. Өртке қарсы шаралар
5.6. Қоршаған ортаның ластануы
ҚОРЫТЫНДЫ
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
Газ - заттың атомдары мен молекулалары бір-бірімен әлсіз байланысқандықтан, кез келген бағытта еркін қозғалатын және өзіне берілген көлемге толық жайылып орналасатын агрегаттық күйі. «Газ» (французша gas, грекше chaos – бей-берекет) атауын ғылыми қолданысқа 17 ғасырдың басында голланд ғалымы Ян Баптист ван Гельмонт енгізген. Газ молекулаларының соқтығысу уақыты олардың еркін жолға кететін уақытынан әлдеқайда аз болады. Химиялық элементтердің өте кіші бөлшекке бөлініп, бейтарап ұшуы. Негізгі тұрмыстағы газдар пропан, бутан, неон және тағыда басқа Газ қатты дене мен сұйықтық тәрізді еркін бет түзбейді және ол берілген көлемді толық толтырып тұрады. Газ тәрізді күй – заттардың (жұлдызаралық заттар, тұмандықтар, жұлдыздар, планеталардың атмосферасы, тағыда басқа) ғаламдағы ең көп таралған күйі. Химиялық қасиеттері бойынша газдар және олардың қоспалары (активтілігі аз инертті газдар мен қопарылғыш газдар қоспасына дейін) сан алуан болып келеді. Газға атомдар мен молекулалардан тұратын жүйе ғана емес, кейде басқа бөлшектерден – фотондардан, электрондардан, броундық бөлшектерден, сондай-ақ плазмадан тұратын жүйелер де жатқызылады. Химиялық заттардың кейбіреулері газ күйінде болады, мысалы, Н2, O2, N2, Сl2, т.б. Бұлардан басқа күрделі заттар да газ күйінде бола алады: СO2, SO2, СН4, HCl, H2S, т.б. Газдардың күйін сипаттайтын шамалар: қысым, көлем, температура. Газдарды сипаттағанда көбінесе қысым мен температураны тұрақты етіп алып, көлемнің өзгерістерін қарастырамыз, көлемнің өзгерісі газдар үшін деңгейлес болады, себебі олардың молекулааралық қашықтықтары шамамен бірдей. Сұйықталған газдар - автомобиль қозғауыштарыньщ отыны, әдетте бұл 1,6 МПа жуық қысымдағы пропан мен бутан. Тығыздалған газдар - автомобиль қозғауыштарының отыны, әдетте бұл табиғи газдар,20 МПа қысымдағы метан.Мұнайға ілеспе газ – мұнайда еріген әртүрлі газтәрізді көмірсутегілерінің қоспасы. Олар мұнайды шығару мен айдау кезінде (ілеспе газдар, негізінен пропан мен бутан изомерінен тұрады) бөлінеді.
1. К. Б. Батманов. Доклады пятых международных научных Надировских чтений Алматы – Актобе 2007. Природный битум Қазахстана – прогрессивный дорожно – строительный материал нового типа.
2. Э. Г. Теляшев, И. Р. Хайрудинов, Ю. А. Кутьин, Г. А. Оразова, И. М. Тазабекова. //Башкирский химический журнал 2008/2. Подбор сырья для производства дорожных битумов в Казахстане.
3. Е. А. Аққазин, Е. Қ. Оңғарбаев, Е. А. Тілеуберді, З. А. Мансұров. Доклады седьмых международных научных Надировских чтений Алматы – Орал 2009. Мұнай битумдарының көмірсутектік құрамына күкірттің әсерін зерттеу.
4. Т. П. Сериков, Г. А. Оразова, И.Г. Теляшев, И. Р. Хайрудинов, Ю. А. Кутьин, И. М. Тазабекова. Сборник научных трудов международной научно – практической конференции. Исследование остатков нефтей как сырьевых компонентов для производства дорожных битумов.
5. Т. Н. Сухова. Журнал Нефть и Газ 2008/4. Битумные эмульсии для дорожного строительства
6. С. А. Обухова, А. Р. Давлетшин, Р. Р. Везиров, Э. Г. Теляшев, А. М. Сухоруков. Сборник научных трудов, В.:23/Уфа, 2001 г. Роль висбрекинга в углублении переработки нефти на НПЗ топливного профиля.
7. И. Б. Грудников, Е. В. Ипполитов, Ю. И. Грудникова. Технология производства битумов. Журнал: Химия и технология топлив и масел 2004/6.
8. Р. Б. Гун. Нефтяные битумы. М.: Химия 1989.
9. Ю. А. Кутьин, Э. Г. Теляшев, Г. Н. Викторова. Сборник научных трудов третьего международного семинара – совещания. Атырау, 2005. К вопросу разработки нового стандарта на дорожные битумы.
10. И. Б. Грудников. Производство нефтяных битумов. М.: Химия 1983.
11. В. В. Самсонов. Производство асфальтитсодержащих дорожных битумов. Журнал: Химия и технология топлив и масел 2008/6.
12. А. Н. Надиров. Технология окисления высоковязких нефтей, нефтяных остатков и природных битумов для получения гидроизоляционных материалов. Журнал: Нефть и Газ 2008/2.
13. Т. Ф. Ганиева, К. Ю. Аджамов, Г. Р. Кулиев. Влияние состава сырья на свойства окисленных битумов. Ж.: Нефтепереработка и нефтехимия, 1994/2.
14. Ю. А. Кутьин, Э. Г. Теляшев, Г. Н. Викторова. Битумы и битумные технологии сегодня и завтра. Ж.: Мир нефтепродуктов, 2004/3.
15. Л. С. Таболина, Д. А. Розенталь. Влияные состава гудрона на скорость образования асфальтенов в процессе окисления. Ж.: Химия и технология топлив и масел 1979/5.
16. К. М. Ахмедов. Структирование природных битумов добавками высоковязких продуктов и отходов нефтехимический промышленности. Нефтебитуминозные породы, достижения и перспективы. Изд.: Наука, Алма-ата, 1998.
17. В.С. Бочаров, Б. С. Марышев, А. И. Шулькин, И. Г. Кривцов, Ю. К. Комов. Кинетика процесса перемешивания нефтебитуминозных пород с минеральными материалами. Нефте – битуминозные породы, Алматы, 1998.
18. Н. К. Надиров, А. У. Мирманова, Э. М. Югай, В. А. Пашкин. Исследование физико – химических свойств синтетических нефтей из нефтебитуминозных остатков. Материалы Второго Всесоюзного совещания по комплексной переработке и использованию нефтебитуминозных пород. Алматы – Гурьев, 1988.
19. Г. Р. Кулиев. Получение и регулирование коллидно – химических свойств битумных эмульсий из нефтебитуминозных пород Западного Казахстана. //Изв. АН КазССР. Сер хим, 1991/1.
20. Н. К. Надиров. Высоковязкие нефти и природные битумы. В 5-ти томах. Алматы: Ғылым, 2001. Т.1. 360с.
2. Э. Г. Теляшев, И. Р. Хайрудинов, Ю. А. Кутьин, Г. А. Оразова, И. М. Тазабекова. //Башкирский химический журнал 2008/2. Подбор сырья для производства дорожных битумов в Казахстане.
3. Е. А. Аққазин, Е. Қ. Оңғарбаев, Е. А. Тілеуберді, З. А. Мансұров. Доклады седьмых международных научных Надировских чтений Алматы – Орал 2009. Мұнай битумдарының көмірсутектік құрамына күкірттің әсерін зерттеу.
4. Т. П. Сериков, Г. А. Оразова, И.Г. Теляшев, И. Р. Хайрудинов, Ю. А. Кутьин, И. М. Тазабекова. Сборник научных трудов международной научно – практической конференции. Исследование остатков нефтей как сырьевых компонентов для производства дорожных битумов.
5. Т. Н. Сухова. Журнал Нефть и Газ 2008/4. Битумные эмульсии для дорожного строительства
6. С. А. Обухова, А. Р. Давлетшин, Р. Р. Везиров, Э. Г. Теляшев, А. М. Сухоруков. Сборник научных трудов, В.:23/Уфа, 2001 г. Роль висбрекинга в углублении переработки нефти на НПЗ топливного профиля.
7. И. Б. Грудников, Е. В. Ипполитов, Ю. И. Грудникова. Технология производства битумов. Журнал: Химия и технология топлив и масел 2004/6.
8. Р. Б. Гун. Нефтяные битумы. М.: Химия 1989.
9. Ю. А. Кутьин, Э. Г. Теляшев, Г. Н. Викторова. Сборник научных трудов третьего международного семинара – совещания. Атырау, 2005. К вопросу разработки нового стандарта на дорожные битумы.
10. И. Б. Грудников. Производство нефтяных битумов. М.: Химия 1983.
11. В. В. Самсонов. Производство асфальтитсодержащих дорожных битумов. Журнал: Химия и технология топлив и масел 2008/6.
12. А. Н. Надиров. Технология окисления высоковязких нефтей, нефтяных остатков и природных битумов для получения гидроизоляционных материалов. Журнал: Нефть и Газ 2008/2.
13. Т. Ф. Ганиева, К. Ю. Аджамов, Г. Р. Кулиев. Влияние состава сырья на свойства окисленных битумов. Ж.: Нефтепереработка и нефтехимия, 1994/2.
14. Ю. А. Кутьин, Э. Г. Теляшев, Г. Н. Викторова. Битумы и битумные технологии сегодня и завтра. Ж.: Мир нефтепродуктов, 2004/3.
15. Л. С. Таболина, Д. А. Розенталь. Влияные состава гудрона на скорость образования асфальтенов в процессе окисления. Ж.: Химия и технология топлив и масел 1979/5.
16. К. М. Ахмедов. Структирование природных битумов добавками высоковязких продуктов и отходов нефтехимический промышленности. Нефтебитуминозные породы, достижения и перспективы. Изд.: Наука, Алма-ата, 1998.
17. В.С. Бочаров, Б. С. Марышев, А. И. Шулькин, И. Г. Кривцов, Ю. К. Комов. Кинетика процесса перемешивания нефтебитуминозных пород с минеральными материалами. Нефте – битуминозные породы, Алматы, 1998.
18. Н. К. Надиров, А. У. Мирманова, Э. М. Югай, В. А. Пашкин. Исследование физико – химических свойств синтетических нефтей из нефтебитуминозных остатков. Материалы Второго Всесоюзного совещания по комплексной переработке и использованию нефтебитуминозных пород. Алматы – Гурьев, 1988.
19. Г. Р. Кулиев. Получение и регулирование коллидно – химических свойств битумных эмульсий из нефтебитуминозных пород Западного Казахстана. //Изв. АН КазССР. Сер хим, 1991/1.
20. Н. К. Надиров. Высоковязкие нефти и природные битумы. В 5-ти томах. Алматы: Ғылым, 2001. Т.1. 360с.
КІРІСПЕ
Газ - заттың атомдары мен молекулалары бір-бірімен әлсіз байланысқандықтан, кез келген бағытта еркін қозғалатын және өзіне берілген көлемге толық жайылып орналасатын агрегаттық күйі. Газ (французша gas, грекше chaos - бей-берекет) атауын ғылыми қолданысқа 17 ғасырдың басында голланд ғалымы Ян Баптист ван Гельмонт енгізген. Газ молекулаларының соқтығысу уақыты олардың еркін жолға кететін уақытынан әлдеқайда аз болады. Химиялық элементтердің өте кіші бөлшекке бөлініп, бейтарап ұшуы. Негізгі тұрмыстағы газдар пропан, бутан, неон және тағыда басқа Газ қатты дене мен сұйықтық тәрізді еркін бет түзбейді және ол берілген көлемді толық толтырып тұрады. Газ тәрізді күй - заттардың (жұлдызаралық заттар, тұмандықтар, жұлдыздар, планеталардың атмосферасы, тағыда басқа) ғаламдағы ең көп таралған күйі. Химиялық қасиеттері бойынша газдар және олардың қоспалары (активтілігі аз инертті газдар мен қопарылғыш газдар қоспасына дейін) сан алуан болып келеді. Газға атомдар мен молекулалардан тұратын жүйе ғана емес, кейде басқа бөлшектерден - фотондардан, электрондардан, броундық бөлшектерден, сондай-ақ плазмадан тұратын жүйелер де жатқызылады. Химиялық заттардың кейбіреулері газ күйінде болады, мысалы, Н2, O2, N2, Сl2, т.б. Бұлардан басқа күрделі заттар да газ күйінде бола алады: СO2, SO2, СН4, HCl, H2S, т.б. Газдардың күйін сипаттайтын шамалар: қысым, көлем, температура. Газдарды сипаттағанда көбінесе қысым мен температураны тұрақты етіп алып, көлемнің өзгерістерін қарастырамыз, көлемнің өзгерісі газдар үшін деңгейлес болады, себебі олардың молекулааралық қашықтықтары шамамен бірдей. Сұйықталған газдар - автомобиль қозғауыштарыньщ отыны, әдетте бұл 1,6 МПа жуық қысымдағы пропан мен бутан. Тығыздалған газдар - автомобиль қозғауыштарының отыны, әдетте бұл табиғи газдар,20 МПа қысымдағы метан.Мұнайға ілеспе газ - мұнайда еріген әртүрлі газтәрізді көмірсутегілерінің қоспасы. Олар мұнайды шығару мен айдау кезінде (ілеспе газдар, негізінен пропан мен бутан изомерінен тұрады) бөлінеді.
Мұнай газына сонымен қатар мұнай крекингінің газдары қатысады, шекті және шексіз (метан, этилен) көмірсутектері. Мұнай газдарын жанармай ретінде және әртүрлі химиялық заттар алуда қолданады. Мұнай газдарынан химиялық өңдеу арқылы пластмасс пен каучук өндірісінде пайдаланатын пропилен, бутилен, бутадиен алады.
1.ТЕХНИКАЛЫҚ БӨЛІМ
1.1. Мұнайға ілеспе газдарының қабатқа шығаруға дайындау процесінің даму тарихы
Ілеспе мұнай газы -- мұнайда ерітілген әртүрлі газ түріндегі көмірсутегілерінің қоспасы; олар игеру және айыру үрдісінде (басты түрде бутан изомерлерінен және пропаннан тұрады). Мұнай газдарына сонымен бірге шектеулі және шектеусіз (этилен, ацетилен) көмірсутегілерінен тұратын мұнай крекин газдары жатады.
Олар мұнайды шығару мен айдау кезінде (ілеспе газдар, негізінен пропан мен бутан изомерінен тұрады) бөлінеді.
Мұнай газына сонымен қатар мұнай крекингінің газдары қатысады, шекті және шексіз (метан, этилен) көмірсутектері. Мұнай газдарын жанармай ретінде және әртүрлі химиялық заттар алуда қолданады. Мұнай газдарынан химиялық өңдеу арқылы пластмасс пен каучук өндірісінде пайдаланатын пропилен, бутилен, бутадиен алады.
Мұнайға ілеспе газ - әртүрлі фазада бөлінетін газдардың қоспасы, негізінен метан, этан, пропан, бутан, изобутаннан, сонымен қатар жоғары молекулалы сұйықтық пен әртүрлі құрамды қоспалардан тұрады.
Мұнай газы ұңғы өнімінің табиғи және ажырамас бөлігі болып табылады, оның мөлшері мұнайдағы газ факторымен бағаланады.
Газ факторы бұл еркін күйінде қабатынан алынатын, сондай-ақ мұнайды айырудың әртүрлі сатыларынан соң бөлініп шыққан жалпы газ мөлшерін көрсетеді.
Әдетте газдың бірлік көлемінен немесе массасынан бөлініп шыққан газ мөлшерін қалыпты жағдайға келтіреді (Р=0,1 Мпа және Т=273К). Газ факторының өлшем бірлігі (м3м3 немесе м3т).
Терең жатқан өнімді қабаттардан өндірілетін жеңіл мұнайлар жоғары газ факторымен сипатталады. Шамалы тереңдіктен алынатын ауыр асфальтты-шайырлы мұнайлардың құрамында газ мөлшері көп болмайды.
Әр ұңғы бойынша газ факторын білу және игеру барысында оның өзгерісін бақылап отыру, бұл мұнай газының ресурсы жөнінде, газ құбырларының гидравликалық есептерін жүргізуде, айырғыштардың қажетті өлшемі мен санын анықтауда, газды дайындауға арналған қондырғылардың өткізгіштік қабілетін анықтауда және газды тасымалдауға арналған комперссорлардың қуаттылығын анықтауда үлкен мәлімет береді.
Мұнай газы - бұл С1-ден С4- ке дейін және одан да жоғары метан қатарының көмірсутектерінің күрделі компонентті қоспалары; сондай-ақ онда көмірсутек емес газдар - азот, көмірқышқыл газы, күкіртсутек және инертті газдар болуы мүмкін.
Әртүрлі кен орындарынан өндірілетін мұнай газы компоненттік құрамы бойынша едәуір ерекшеленеді.
Мұнайгазының неғұрлым бағалы компоненттеріне С3 және одан да жоғары көмірсутектерінің фракциялары жатады. Газда қышқыл компоненттер деп аталатын H2S және CO2- нің болуы, сондай-ақ буының болуы мұнайхимиясы үшін мұнайгазын отын және шикізат ретінде қолдануды қиындатады және оны алыс қашықтыққа тасымалдау кезінде қиындықтар туғызады, сондықтан кәсіпшілікте оны дайындау: кептіру және тазарту жүзеге асырылады.
1.2. Процестің мақсаты және қысқаша сипаттамасы
Табиғи және ілеспе мұнай (яғни мұнай төтел), көмірсутек газдары отын және мұнай химиясының шикізатын өндіруде өте құнды шикізаттарға жатады. Бұл газдарды алғашқы өндеудің негізгі өнімдері - газ бензині, сұйытылған және құрғақ газдар, техникалық жеке көмірсутектері: пропан, н-бутан, изобутан, пентан. Табиғи және ілеспе мұнай газдарын өңдеуді мұнай және газдардың үлкен кеніштерінде
Өнімдердің сапасын арттыру және газ өндеу зауыттарының құрал-жабдықтарын пайдалану жағдайларын жақсарту мақсатында көмірсутекті газдарды механикалық қоспалардан (қалқып жүрген шаң, құм, газ құбыры өнімдерінің бөлшектерінен және т.б.) алдын-ала тазалайды, құрғатады және одан кейін күкіртті сутегінен және көміртегінің қос оксидінен тазалайды.
Кен орындарында мұнай төтелдерден жоғарғы, орта және төменгі қысымды баспалдақтарға түседі, мұнда қысымның күрт төмендеуінің нәтижесінде одан еріген газдар бөлінеді де, газ өңдеу зауытына жіберіледі. Мұнай одан әрі резервуарларға беріледі, мұнда одан судың негізгі бөлігі бөлінеді де, тұрақтандыруға, яғни жеңіл компоненттерді: этанды, пропанды, бутандарды және аздап пентандарды бөлуге жіберіледі. Тұрақталған мұнайды мұнай өңдеу зауытына айдайды, ал тұрақтанудан бөлінген газдар газ өңдеу зауыттарының шикізаты болады.
Соңғы жылдары біздің елде және шет елдерде көптеген газ-конденсатты кен орындары ашылды. Солардың бірі біздің елдегі және дүние жүзі бойынша ең үлкен кен орны - Қарашығанақ газконденсаты болып саналады. Газконденсатты өңдеуді ГӨЗ жүргізеді. Өңдеудің бірінші сатысы ілеспе газды өңдеуге ұқсас. Одан кейін тұрақты конденсат бірнеше фракцияларға (бензин, керосин, дизель, қалдық) бөлінеді.
Жоғары сығымдылық коэффиценті - газды есептеу барысында қолданылатын ең маңызды параметр. Ол реалды (нақты) газдың идеалды газдан ауытқуын сипаттайды.
Газды тозаңнан тазалаудың ең тиімді әдісі электрсүзгіште тазалау болып саналады. Олардың әсері газды иондандыруға, яғни, оның молекуласының оң және теріс иондарға ыдырауына, қарама-қарсы зарядталған электродтарға қозғалуына негізделген. Электродтар арасында потенциалдар айырмасының бірнеше мың вольтке дейін өсуімен иондар мен электрондар кинетикалық энергиясының күрт көтерілуінің нәтижесінде, олар кездескен молекулаларды иондарға ыдыратады да, газ толық ионданады. Мұндай жағдайда өткізгіш айналасында газдың әлсіз жарық шығаруы байқалады. Электродпен бірдей белгідегі иондар басқа тұндырғыш - оң полюспен қосылған электродқа жылжиды. Тозаңданған газдағы теріс иондар жылыжығанда тозаңға зарядын беріп, оларды тұндырғыш электродтарға бағыттайды. Шаң бөлшегі өзінің зарядын тұндырғыш электродқа береді және өз салмағының әсерінен шөгеді немесе сілкуден лақтырылады. Электрсүзгіштер жоғары кернеулі (40-70 кВ) тұрақты электр тогымен істейді. Тозаңның ток өткізгіштігін көтеру және оның тұнуын жақсарту мақсатында газды ылғаладйды. Түтік және пластиинка тәрізді электрсүзгіштер бар. Газдың булардағы тазалану
дәрежесі 90-нан 98%-ға дейін жетеді.
Ылғал газтазалау тозаңдалған газ ағымының сұйықпен (минералды майы) тығыз контактта болуына негізделген. Мұнда қатты бөлшектер сұйықпен ұсталады. Ылғалды газтазалауды жүргізу үшін скрубберлер, ылғалды циклондар, айналушы жуғыштар және т.б. қолданылады.
Мұнайға ілеспе газдың құрамы: Метан, этан, пропан, И-Бутан, бутан, И-пентан, пентан, И-гексан, гексан, И-гептан, бензол, гептан, И-октан, толуол. Октан, И-нонан, нонан, И-декан, декан, көмірқышқыл газы, азот, күкірт сутек.
Парафин - C18H38 - C35H72 құрамындағы қаныққан көмірсутектерінің қоспасы; мұнай өнімі. Ең қарапайым алкан -- метанның құырылымы
Алкандардың молекуласындағы әр көміртек атомының барлық төрт валенттігі толығымен, яғни шетіне дейін сутек және көміртек атомдарымен қаныққан. Сондықтан алкандар қаныққан (шектелген) көмірсутектерге жатады.
Алкандарды бірінші мүшесі метан болғандықтан, метан қатарының көмірсутектері немесе парафиндер деп те атайды.
Алкандар -- полюссіз қосылыстар. Олар судан жеңіл және сумен араласпайды (ерімейді). Сол сияқты басқа полюсті еріткіштерде де ерімейді, органикалық еріткіштерде ериді. Сұйық алкандар көптеген органикалық, заттардың еріткіші ретінде қолданылады.
Метан мен этанның және үлкен молекулалы алкандардың иістері жоқ, ал кейбір ортаңғы мүшелерінің өздеріне тән иістері болады.
Алкандар -- жанғыш заттар.
Таза Парафин тамақ өнеркәсібінде (орағыш материал), медицинада, косметикада, сәндік бояу, иіс сулар мен иіс майлар дайындауда және электртехникада (оқшаулағыш материал) пайдаланылады. Парафин емдеу ісінде, майшам жасауда, жоғары май қышқылдарын, спирттер және жуғыш заттар алуда кеңінен қолданылады.
Алкандардың гомологтық қатарында салыстырмалы молекулалық массаларының өсуіне байланысты балқу және қайнау температуралары мен тығыздықтары біртіндеп артады.
Гомологтық қатардағы заттардың қасиеттері ұқсас болады және белгілі бір заңдылықпен өзгереді. Гомологтық қатардың бір мүшесінің қасиеті белгілі болса, сол арқылы басқа мүшелерінің қасиеттерін болжауға болады. Сонымен қатар гомологтық қатарларда диалектиканың сан өзгерісінің сапа өзгерісіне ауысу заңы айқын байқалады. Молекула құрамы келесі әр СН2 тобына өскен сайын зат қасиетінің біртіндеп өзгеретінін көреміз. Сан өзгерісінің сапа өзгерісіне ауысуы химияда жиі кездеседі.
Алкандар жанған кезде көп жылу бөлінетіндіктен, отын ретінде кең түрде қолданылады.
Метан СН4 -- түссіз, иіссіз, ауадан екі еседей жеңіл, жанғыш газ. Суда нашар ериді. Табиғи газ құрамындағы метан тұрмыста және өндірісте отын ретінде кеңінен пайдаланылады. Оттекпен немесе ауамен қоспасы қопарылғыш келеді. Газдың бөлінгенін байқау үшін оған (газ баллоны, т.б.) иісті заттар қосады. Метанды айыру арқылы алынған күйенің, сутектің, ацетиленнің қолданылу аялары да үлкен (3-сызбанүеқа). Күйе каучук пен резеңке өндірісінде, типографиялық бояу ретінде қолданылады. Түзілген сутек экологиялық таза отын ретінде, аммиак және азотты тыңайтқыштар алуға қолданылады. Ацетиленнің қолданылуымен "Алкиндердің жеке өкілдері және олардың қолданылуы" деген тақырыпта танысасыңдар.
Метан -- химия өнеркәсібінің бағалы шикізаты. Одан галогентуындылар, метанол, формальдегид, синтез-газ, т.б. көптеген заттар алынады.
Этан С2Н6, пропан С3Н8, бутан С4Н10, пентан С5Н12 -- сәйкес қанықпаған көмірсутектерді алуға қолданылады. Пропан мен бутанның қоспасын баллондарға құйып, отын ретінде тұрмыста пайдаланады.
Этан, C2Н6 (Н3С - СН3), қаныққан көмірсутек - мұнайдың, табиғи газдың құрамында болатын органикалық қосылыс; түссіз, иіссіз газ, балқу температурасы - 183,27°С, қайнау температурасы - 88,63°С. Суда, спиртте нашар ериді. Этан 575 - 650°С температурада этилен және сутекке ажырайды: С2Н6 -- С2Н4+Н2, одан жоғары температурада ацетилен, ароматты көмірсутектер, күйе, т.б. түзіледі. Ол өнеркәсіпте құрамында 5 - 10%-ға дейін этан болатын мұнай және табиғи жанғыш газдардан алынады.
Этан спирттер, эфирлер, жасанды каучук, жасанды шайыр, т.б. заттар алуда шикізат ретінде пайдаланылады.
Пропан, С3Н8 - газ тәрізді қаныққан көмірсутек; түссіз, иіссіз, жойғыш газ, молек. м. 44, балқу t - 187°С, қайнау t - 42,1°С. Ауамен 2,1 - 9,5%-дай (көлем бойынша) қоспасында қопарылыс береді.
Пентан, C5Н12 -- ациклді қаныққан көмірсутек. Үш изомері:
н-пентан CH3(CH2)3CH3
неопентан (CH3)4C
изопентан (CH3)2CHCH2СН3
Қайнау t сәйкесінше 36,07oC; 27,85oC; 9,50; балқу t - 129,72oC; 159,7; - 16,55oC; 20oC-тағы тығыздығы 0,6260, 06197, 0,5910 гсм3). Суда ерімейді, көмірсутектерде ериді. Пентан табиғи газ, мұнай, көмірсутек қоспаларынан бөлініп алынады. Еріткіш ретінде және изопентан (изопрен алу үшін), пентен, т.б. алуға қолданылады. Пентан мотор жанармайының құрамына енеді, сонымен қатар көптеген мұнай-химиялық және органик. синтез процестерінде кеңінен қолданылады.
Гександар. Метанның С6Н14 гомологиялық тізбегіне қарасты алкан; бес изомері белгілі, олар - w-гексан, 2-метилпентан, 3-метилпентан, 2,3-диметилбутан және 2,2-диметилбутан; қайнау температурасы 68,95-49,50°С аралығында, тығыздығы 0,6603-0,6492 гсм3, мұнай құрамындағы мөлшері 1%-дан 0,06 %-ға дейін, алайда мұнайдың бензин фракциясы құрамының 10 %-дайын құрайды. Жер қойнауларына қарай тереңдеген сайын және мұнайды кіріктіретін түзілімдер көнелігі артқан сайын сол мұнай құрамындағы гександар мөлшері де арта түседі.
Гептандар. Метанның гомологтық тізбегіндегі С7Н16 алканы. Гептандардың 9 изомері белгілі, олардың бәрі де мұнай құрамынан табылған. Өздерінің қайнау температурасы тұрғысынан (80,9-100,2°С) гептандар мұнайдың бензин фракциясы құрамбөліктеріне сәйкес келеді. Гептандардың мұнай құрамындағы мөлшері 2 %, бензин құрамындағы мөлшері 10 % шамасында. Гександар сияқты, гептандардың мөлшері және олардың изомерлерінің бір-біріне қатынасы мұнайлы қатқабаттың тереңдігіне және сол мұнайды кіріктіретін таужыныстардың геологиялық көнелігіне тәуелді.
Бензол, С6Н6 -- ароматты көмірсутек; түссіз, буланғыш сұйық зат, балқу t 5,5°С, қайнау t 80,1°С, буы ауамен араласып, қопарылғыш қоспа түзеді.
Октан, C8Н18 - өзіндік иісі бар түссіз сұйықтық, қаныққан көмірсутек. Балқу t = 56,8С, қайнау t =125,67С, тығыздығы 0,7025 гсм3 (20С), октан саны 17 - 19. Суда ерімейді, тек спирт, ацетон, эфирде ериді. Октан жоғарғы температурада дегидрогендеу кезінде хром катализаторлары әсерінен октендер түзеді. Изооктан және басқа да изомерлерімен бірге тікелей айдаудағы мұнай мен бензинде (10%-дай), көп мөлшерде CO мен H2-ден алынатын синтетикалық бензинде кездеседі. Өндірісте октанды ректификация нәтижесінде бөліп, несепнәрмен (мочевина) өңдеп, молекула елеуіштен өткізеді. Октан сутек, катализатор қатысында (500C температурада 10 - 20 кгссм2 қысымда) ароматты көмірсутектер қоспасына (О-ксилол мен этилбензол) айналады. Бұл дегидроциклдену реакциясы - катализдік риформинг процесінің негізгілерінің бірі болып табылады. Октанды мұнайдың бензин фракциясынан алып, ксилол, октанол, октаналь, т.б. еріткіштер алуда қолданады. Пиролиз нәтижесінде метан, этан, этилен алынады. Октандар. С8Н18 формулалы алкандар. Октандардың 18 изомері белгілі, олардың физикалық қасиеттері кең аралықта өзгеріп отырады. Мәселен, олардың тығыздығы 0,7028-0,6918 гсм3 қайнау температурасы 125,6-99,2°С, балқу температурасы (-56,8°С) - (-109,5°С) аралығында өзгереді. Октандар дың бүкіл изомерлері мұнай құрамында кезігіп отырады (олардың бензиндегі жалпы мөлшері 10 %-ға дейін болуы мүмкін). Октандардың мұнай құрамында ең мол үшырасатын изомерлері - я-октан (бүкіл октандардың 40 %-ын құрайды) және метилгептандар, ал октандардың фазалық изомерлерінің мұнай құрамындағы үйірімділігі мейілінше аз болып келеді. Құрамында алкандары көп мұнайлардағы күшті фазаланған октандардың өзіндік үлесі олардың құрамында цикландары көп мұнайлардағы үлесімен салыстырғанда әлдеқайда аз.
CO2 - түссіз, аздап қышқылтым дәмі бар газ; меншікті салмағы 0,0019 гсм3, балқу t - 56,6°С, қайнау t - 78,5°C. Газ күйінде суда және кейбір органикалық еріткіштерде ериді. Сұйық көмір қышқыл газы қатты суығанда (қатты СО2) қар сияқты массаға "құрғақ мұзға" айналады. Сумен әрекеттескенде көмір қышқылы түзіледі. Көмір қышқыл газы қызуға төзімді. Тек 2000°С-тан астам температурада ғана көміртек оксиді мен оттек түзе ыдырайды. Көмір қышқыл газын 1754 ж. ағылшын ғалымы Джозеф Блэк зерттеп, магний карбонатының ыдырауы кезінде бөлінетін газ екендігін айтқан, ал 1789 ж. француз ғалымы Антуан Лавуазье оның құрамын анықтаған. Көмір қышқыл газының фотосинтез процесінде маңызы зор, ол - организмде зат алмасу нәтижесінде түзілетін басты өнімдердің бірі. Лабораторияда көмір қышқыл газын Кипп аппаратында мәрмәрға тұз қышқылымен (HCl) әсер ету арқылы, ал өнеркәсіпте әктасты не борды ыдырату арқылы алады: CaCO3--CaO+CO2. Бұдан шыққан көмір қышқыл газын арнайы әдістермен тазартады. Көмір қышқыл газы, негізінен, тамақ (қант, сыра, т.б.) өнеркәсібінде құрғақ мұз, тағамдарды консервілеу үшін, өрт сөндіруде, газдандырылған су, емдік көмірқышқыл ванна дайындауда, химия өнеркәсібінде сода өндіруде қолданылады.
Азот ( гр. ázōos - тіршіліксіз) -- химиялық элемент - түссіз, иіссіз, дәмсіз - суда аз еритін газ. Бұл элемент аминқышқылдарының амидтердің ақуыздардың-нуклейін қышқылдарының-нуклеотидтердің және өмірде өте маңызды басқада көптеген органикалық қоспалардың құрамына енеді. Азот көлемі бойынша ауаның 78%-ын құрайды. Ол - түссіз, иіссіз, суда нашар еритін, ауадан сәл ғана жеңіл D (ауа) = 0,97,D (H2) = 14 болатын, жануды қолдамайтын, тыныс алуға жарамсыз газ. Ауадағы 1 л азот газының массасы 1,25 г. Азот -196°С-та сұйылады, -210°С-та қатады (қар тектес). Азот молекуласында екі азот атомы өзара үш еселі байланыспен байланысқан, сондықтан оның химиялық, белсенділігі төмен газ. Азот - 19б°С температурада сұйықка айналады.
Ол тіпті ауадағы күшті тотықтырғыш оттегімен де әрекеттеспейді, бірақ найзағай отында мына реакция жүреді: N2 + О2 = 2NO
Азоттың маңызды қосылыстары селитралар: NaNО3 (чили селитрасы), KNO3 (үнді селитрасы). Топырақта нитраттар күйінде кездеседі. Өсімдік пен жануарлар ағзасында маңызды рөл атқарады. Азот химиялық синтезде инертті атмосфера жасау үшін пайдаланылады. Тоңазытқышта, медицинада, аммиак алу үшін қолданылады. Сұйық азот салқындаткыш жүйелер саласында кеңінен қолданылады. Азот, негізінен, аммиак алуға, одан әрі азот қышкылы және азот тыңайтқыштарын алу үшін қолданылады. Азотты салғырт (инертті) атмосфералық орта жасау үшін де пайдаланады (электр лампасын толтыруға, т.б.).
Азот молекуласы -- берік қосылыс. Ол тотықтырғыш ретінде ерекше жағдайда металлдармен, сутекпен әрекеттеседі. Табиғатта азот бос күйінде кездеседі, ол ауаның негізгі құрам бөлігі. Селигралардың құрамында болады. Азот адам және жануарлар, өсімдіктер организмінде маңызды тіршілік процестерін жүзеге асыратын нәруыздың құрамына кіреді.
Күкіртті сутектің өзіне тән жағымсыз иісті(шіріген жұмыртка иісіндей), түссіз, улы газ.
1.3. Процестің механизмі
Ілеспе(мұнай) газды өңдеуді, сонымен қатар, қажет болғанда, табиғи газды да ГӨЗ-та жүргізеді және ол мынадай операциялардан тұрады:
Газдардан тұрақсыз бензин деп аталатын - С3 және одан жоғары көмірсутектерін(газды бензинсіздендіру) шығару;
Бензинсіздендірген газды тұтынушыларға жеткізуге қажетті қысымға дейін қысу;
Тұрақсыз бензинді жеке көмірсутектеріне - пропан, изобутан, бутан және тұрақты бензинге бөлу.
Газөңдеу зауыттарында тағы да газды кептіру және күкіртті сутегінен тазалау қондырғылары бар. Мұнай кен орындарында тұрақты да, жылжымалы да газөңдеу зауыттары салынады. Жылжымалы ГӨЗ-тың қуаты 40-100 мың м3 газды сөткесіне құрайды, оның аппараттары платформаларда немесе жылжымада құрастырылады.
Мұнайгазының тығыздығын көбінесе қалыпты жағдайға арнап, газдың компоненттік құрамын есептей отырып мына формула бойынша анықтайды:
Р = Мқос22,41;
Мұнда р - газ қоспасының тығыздығы, кгм3;
Мқос - газ компоненттері қоспаларының молекулярлық массасы, әр компоненттіңуі мольдік үлесін ескере отырып анықтайды:
Мқос=М1у1 + М2у2 +... + Міуі
Белгілі бір термобаралық жағдайда газдың тығыздығын анықтау үшін Клайперон-Менделеев теңдеу қолданылады:
PVT~ = P0V0T0 , бұдан
Pp,T =P0 * PT0P0T ~
Мұнда P0 және РР,Т - қалыпты жағдайдағы және берілген қысым мен температурадағы газдың тығыздығы;
Р0 мен Т0 - қалыпты жағдайдағы қысым мен температура, МПа және К;
Р мен Т - берілген қысым мен температура, МПа және К;
Z - газдың жоғары сығымдылық коэффиценті.
А.З.Истоминнің формуласы бойынша келтірілген қысым Ркел мен температура Ткел негізінде анықталады (келтірілген параметрлер - газдың нақты параметрлерінің критикалықтан қаншалықты есе ерекшеленетіндігін көрсететін өлшемсіз шама).
Z = 1-0,01 * (0,76Tкел - 9,36Ткел + 13) * (8-Ркел) Ркел
Практикада ауа бойынша газдың салыстырмалы тығыздығы жөнінде түсінік кең қолданылады, яғни қалыпты жағдай кезіндегі газ тығыздығының ауа тығыздығына қатынасы:
^ = p1,293
Мұнда 1,293 кгм3 - қалыпты жағдайдағы ауа тығыздығы.
Газдардың тұтқырлығы - газдың құрамына, температурасына және қысымына байланысты болады.
Мұнайгазы үшін меншікті жылусыйымдылығы мұнайдікіне ұқсас (1,7-2,1 кДжкг * К) аралығында болады. Метандық газ үшін ең жоғарғы меншікті жылусыйымдылық 2,48 кДжкг * К. Пропан мен бутанның болуы жалпы жылусыйымдылықты төмендетеді. Көмірсутек емес газдардың меншікті жылусыйымдылығы 1.0 аралығында болады.
Мұнайгазының жылуөткізгіштік коэффиценті 0,01-0,03 Втм * К аралығында болады.
Мұнайгазындағы су буының құрамы - қысым мен температураға, сондай-ақ газдың молекеулярлық массасы мен қабат суының минерализациясына байланысты болады. Берілген температура кезіндегі газдағы су буының шектік құрамы шықтану нүктесі (точкой росы) деп аталады. (Практикада шықтану нүктесі деп конденсацияның басталу температурасын айтады).
Газ гидраттары - бұл көмірсутектерінің қатты кристалды тұрақсыз қосылыстары. Сыртқы түріне қарағанда олар сарғылт түсті жұмсақ қарға ұқсас келеді. Гидраттар қысым артқан кезде қандай да болмасын температурада пайда болады. Температура өскен кезде және қысым төмендегенде олар газ бен суға бөлінеді.
1.4. Ілеспе газдарды өндеуге әсер ететін факторлар
Газ жинау тораптары арқылы мұнай және табиғи газдардың қозғалысы кезінде температура мен қысым төмендеп, осының әсерінен көмірсутекті және сулы конденсаттардың бөлінуі жүреді, бұл кейбір тұстарда(төменгі жерлерде) сұйық тығындарының түзіліп пайда болуына әкеледі. Бұдан басқа белгілі бір термодинамикалық жағдайда газдар сумен байланыста отырып газ гидраттарын түзуі мүмкін. Олар өз кезегінде құбыр қабырғаларына жабысып, олардың қимасын азайтады, ал кейде құбырларды бітеп тастайды. Газды тозаңнан тазалаудың ең тиімді әдісі электрсүзгіште тазалау болып саналады. Олардың әсері газды иондандыруға, яғни, оның молекуласының оң және теріс иондарға ыдырауына, қарама-қарсы зарядталған электродтарға қозғалуына негізделген. Электродтар арасында потенциалдар айырмасының бірнеше мың вольтке дейін өсуімен иондар мен электрондар кинетикалық энергиясының күрт көтерілуінің нәтижесінде, олар кездескен молекулаларды иондарға ыдыратады да, газ толық ионданады. Мұндай жағдайда өткізгіш айналасында газдың әлсіз жарық шығаруы байқалады. Электродпен бірдей белгідегі иондар басқа тұндырғыш - оң полюспен қосылған электродқа жылжиды. Тозаңданған газдағы теріс иондар жылыжығанда тозаңға зарядын беріп, оларды тұндырғыш электродтарға бағыттайды. Шаң бөлшегі өзінің зарядын тұндырғыш электродқа береді және өз салмағының әсерінен шөгеді немесе сілкуден лақтырылады.
Ылғал газтазалау тозаңдалған газ ағымының сұйықпен (минералды майы) тығыз контактта болуына негізделген. Мұнда қатты бөлшектер сұйықпен ұсталады. Ылғалды газтазалауды жүргізу үшін скрубберлер, ылғалды циклондар, айналушы жуғыштар және т.б. қолданылады.
Газдарды кептірудің бірнеше әдісі бар. Олар газ көлемінің үлкеюіндегідроссель эффектісіне, газ көлемінің үлкеюіндегі сыртқы әсерді пайдалануға, антифризді бүркуге, газдан сұйық немесе қатты жұтқыштармен ылғалды жұтқызуға және т.б. негізделген. Газдарды кептіруді сұйық және қатты жұтқыштармен жүргізу әдістері ең көп тараған.
Көмірсутекті газдарды сұйық жұтқыштарды қолданып кептіру абсорбциялық процеске жатады, яғни, су буы еріткіштермен жұтылады. Алғашқы кезде отын газын кептіруге глицерин (1929ж.), одан кейін (1936ж.) осы мақсатта этиленгликоль және үшэтиленгликоль және
хлорлы кальций ерітіндісі қолданыла бастады.
Газды сұйық жұтқыштармен кептіру процесінің мәнісі мынада; Абсорбенттің газбен цилиндр тәрізді аппаратында - абсорберде жанасуында, төменінен - газ, жоғарысынан сұйық - абсорбент берілгенде, су буы абсорбентпен жұтылады. Абсорбент ішінде абсорбент пен газ арасындағы жанасуды жаксарту мақсатында қалқа табақшалар салынады. Процесті 20 0С шамасындағы температурада және 2,0-6,0 МПа қысымда жүргізеді. Абсорбердің жоғарғы жағынан кептірілген газ, ал төменгі жағынан - суланған абсорбент шығады. Суланған абсорбент аппаратқа - десорберге суды айдау мақсатында түседі.
Қаттыжұтқыштармен газдарды кептіру адсорбция құбылысына - қатты зат (адсорбент) бетіне бу немесе сұйық фаза компоненттері концентрациясынынң көбеюіне негізделген. Бұл компоненттерді адсорбен бетінде ұстап тұратын күш табиғатының мәні әзірше белгісіз. Лэнгмюр теориясы бойынша қатты адсорбент беттерінде бос қалдық валенттілігі бар аумақтар болады. Газ фазасынан адсорбцияланушы молекула беттің бос актив ортасына түссе, молекла газ фазасына ығыстырылмайды, керісінше бетпен байланысады. Адсорбцияның бастапқы кезінде активті орталар саны көп және бетпен байланыстағы молекула саны одан бөлінуші молекула санынан артық болады. Беттің түгел жабылуы орын алған кезде, газ молекуласының бос активті ортаға тартылу мүмкіндігі азаяды да, тепе-теңдік жағдай, адсорбция мен десорбция жылдамдығының теңесуі орын алады. Лэнгмюр теориясына сәйкес, адсорбцияланған зат адсорбент бетінде бірмолекулалық қалыңдықтағы қабат күйінде тартылады. Сонымен бірге, адсорбцияланған молекулалардың валентті күштерінің жиынтығын, сондай-ақ екінші, үшінші және т.б. молекула қабаттарын өздеріне тартуы ықтимал. Қысымның өсуімен және температураның төмендеуімен адсорбцияланған заттар мөлшері өседі.
2.ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ
2.1 Өндіріс әдісін таңдау
Мұнайға серік газдар сипаттамасы
Аталуы
Құрамы
Қолданылуы
Бензин газы
Пентаа, гексан және басқа көмірсутектер қоспасы
бензинге двигатель жұмысы хақсы болу үшін қосады.
Пропан-бутан фракциясы
Пропан мен бутан қоспасы
Сығылған газ түрінде отын ретінде қолданылады.
Құрғақ газ
Құрамы бойынша табиғи газға келеді.
СН және Н және басқа заттар алу үшін, отын есебінде қолданылады.
Ілеспе газды пайдаланудың басты қиындығы құрамында ауыр көмірсутектердің көп болуында.
Қазіргі таңда ауыр көмірсутектерді кетіру арқылы мұнайға ілеспе газдардың сапасын жақсартудың бірнеше технологиясы бар:
1. Төменгі температуралы сепарация
2. Мембраналы технология
3. Адсорбциялы технология
4. Абсорбциялы технология
5. Газфракциялы технология
Газдың шық нүктесін қамтамасыз ету үшін газдан дайындау кезінде С5+ көмірсутектерін жояды. Мұны төменгі температуралы сепарация әдісімен іске асырады. Көмірсутектердің бір бөлігі сеперацияның газды бастапқы сығуы мен газды тоңазытуы кезінде бөлінеді. Газды тоңазыту үшін сыртқы салқындату, дроссельдеу және т.б. пайдаланылуы мүмкін. Төмегі температуралы сепарация кезінде газды тоңазыту сыртқы салқындату станциясы арқылы жүзеге асады. Бұл әдіс төменгі қысымды скважиналарға көмірсутек пен сепарацияны бақылайтын ең тиімді әдіс болып саналады. Іс жүзінде, қысымның төмендеуіне байланысты сепарация температурасы өсіп отырады. Сондықтан, төменгі температуралы сепарацияның тиімділігінің күрт төмендеіне екі фактор әсер етеді: қабат қоспасы құрамының жеңілдеуі мен сепарацияның температурасының өсуі.
Мембраналы технология. Мұнай өндеудің экологиялық және экономикалық қиындықтарының бірі мұнайға ілеспе газдарын дайындау болып табылады. Мұнайға ілеспе газдарын алауда жағу бағалы шикізаттың жоғалуына әкеліп соғады, сонымен қатар атмосфераға улы газдардың бөлінуі болады. Шикізат ретінде ілеспе газдар мұнай химиясында және әртүрлі салаларда қолданылуы мүмкін. Мұнайға ілеспе газдарын қайта өңдеу арқылы әртүрлі бағалы өнімдер алынады: бензинсіздендірілген құрғақ газ, этан (этилен өндірісінде қолданылатын шикізат), пропан мен бутанның қоспасы, пиролиз бен әртүрлі мономерлердің өндірісіне қажетті жеңіл көмірсутектердің көптеген фракциялары және тұрақты газ-бензин.
Алайда, жақын манайда газ өңдеу зауыттары немесе газды тасымалдауға қаржы болмаса, ілеспе газдарды өңдеу әрдайым іске аса бермейді. Осының өзі шалғайдағы және шағын кен орындарының ілеспе газдарды жағып жіберуіне тура келетіндігіне әкеліп соғады. Ілеспе газды кен орнында дайындауға болмайтынның себебі, оның құрамының тұрақсыздығында, ауыр көмірсутектердің, судың, күкіртсутектің және басқа да зиянды қосылыстадың көп болуында.
Ілеспе газды дайындаудың кен тараған түрі - қабатқа шығару. Ілеспе газы төменгі қысыммен ерекшеленеді. Және де сепарацияның бірінші деңгейінде қысым 0,5-06 МПа-дан аспайды. Бұл ілеспе газдарды шығарға дайындауға шарттар туғызады.
Ілеспе газын дайындаудың бірнеше технологиясы бар: сепараторлы, сорбциялы, газдинамикалық, төменгі температуралы әдістер, гликольмен кептіру, аминмен жуу және т.б. Алайда, бұл әдістің еш бірі де мұнайға ілеспе газдарды әрі қарай пайдалануға қолайсыздық тудыратын қиындықтарды түгел дерлік шеше алмайды. Тіпті, су мен көмірсутекті бір процесте кептіру мүмкіндігі жоқ болып отыр. Сондықтан да, ілеспе газдарды дайындаудың басты мәселесінің бірі, бір процесте қажетті параметрлерге қол жеткізетін әдістер мен жабдықтарды ойлап табу болып табылады. Сонымен қатар, жоғарыда айтылғандай, ілеспе газдарға өз құрамын өзгерту тән болғандықтан, көп шығынсыз өз қуаттылығын өзгерте алатын қондырғының болғаны абзал.
Газ қоспаларын ажыратуға болатын жаңа технологиялардың бірі - мембраналы технология.Мембраналы технология азот алуда, сутекті су қоспаларынан бөлуде, табиғи газдан гелий мен көмірқышқыл газын алуда кеңінен қолданылады, бірақ ілеспе газды дайындауда қолданылмайды. Бұл көптеген себептерге байланысты, соның ішінде классикалық мембрананы жоятын, ілеспе газдың құрамында кездесетін әртүрлі қоспалардың болуында. Сондықтан, классикалық мембрана көмірқышқыл газын қабатқа шығару үшін оны шоғырландыруда қолданылды.
Адсорбциялы технология молекулалардың әртүрлі заттарды сіңіріп алуымен байланысты, бұнын арқасында ауада әртүрлі қоспалар бөлінеді. Адсорбциялы технология атмосферадан азот пен оттек алуға мүмкіндік береді. Қондырғылар қысқа циклді қыздырылмайтын адсорбция принципімен жұмыс атқарады. Қазіргі уақытта қыздырылмайтын адсорбцианың үш түрі кең қолданыс тапты: арынды, вакуумды, аралас.
Арынды адсорбция үшін - азотты(оттекті) атмосферадан жоғары қысымда бөледі, ал адсорбент регенерациясы атмосфера қысымына сай болады. Вакуумдық адсорбцияда - азотты(оттекті) атмосфералық қысымда алады, ал регенерация кері қысымда болады. Аралас адсорбция кезінде - қысым керіден оң қысымға дейін ауысып отырады.
2.2. Процесс орнын таңдау
Газды кептіруді адсорбентпен толтырылған екі немесе үш адсорберде жүргізеді (5.2-сурет). Адсорберлердің біреуінде кептіру процесі жүргенде, басқасында адсорбент активтілігінің қайта қалпына келуі (регенрациясы) жүргізіледі. Адсорбцияны 25-40 0С температурада және 0,2-0,4 МПа қысымда жүргізеді. Адсорберден өтетін газдың ылғалдылығы белгілі мөлшерден жоғары болғанда, адсорберді регенерацияға қояды. Газдың құрамындағы ылғалдың мөлшерін оның ашық нүктесі арқылы анықтайды.
Сурет 1. Газдарды адсорбциялап кептіру қондырғысының жүйесі
1, 7 - сеператорлар; 2, 3 - адсорберлер; 4 - реттелмелі штуцер; 5 - пеш; 6 - тоңазытқыш.
Регенерацияға ауысқан адсорберге құрғақ қыздырылған газ береді. Силикагельде, алюмогельде, активтелген алюминий оксидінде және бокситте регенерацияны 180-200 0С температурада, ал молекулалық елеуіштерде - цеолиттерде регенерациялауды 310-370 0С-та жүргізеді. Қысым барлық жағдайда атмосфералық деңгейде ұсталады. Регенерациялау температураларының мұндай айырмашылығы молекулалық елеуіштер тесіктерінің майда болуымен және адсорбцияланған затқа түтіктік күштің үлкен әсерімен түсіндіріледі: адсорбцияланған молекуланы адсорбенттен бөлу үшін және оны бу күйіне өткізуге көп энергия жұмсалады.
Адсорбенттің регенерациясын су буының толық бөлінуі тоқтағанға дейін жүргізеді. Газды кептіру айналымы 8, 12, 16 немесе 24 сағатты құрайды. Газды кептірудің сапасын тұрақты сақтап тұру үшін жұтқыштық адсорбциялық сыйымдылығын толық пайдаланбайды - адсорберлерді бір айналымнан екінші айналымға ауыстырып отырады. Адсорбентті белгілі бір уақыт пайдаланудан өткен соң (2-5 жыл) жаңасымен ауыстырады.
Соңғы кездері газдарды кептірудің қысқа мерзімді адсорбциялау процестері көбірек қолданылуда. Адсорбция уақыты 1,5-нан 10 мин.-қа дейін, оны жоғары қысымда және нормальді температурада жүргізеді. Ал адсорбентті регенерациялауды - атмосфералық қысымда және бастапқы температурада жүргізеді. Қысқа мерзімді адсорбцияда адсорбентесебінде силикагель қолданылады.
Адсорберлер - цилиндр тәрізді, биіктігінің диаметріне қатынасы 21-ден 51 дейінгі аппараттар. Бұларда адсорбент тіректі торларға бір-бірінің аралары 1,2-1,5 м-ден орналастырылады. Газдың қозғалу жылдамдығы аппарат бойында 0,1-0,3 мсек.құрайды. Газдарды адсорбенттермен кептіруді, депрессияны, яғни, шың нүктесін 45 0С-тан да төмендету қажет болғанда қолданады. Басқа көрсеткіштер бойынша, сұйықтық жүйе, яғни, газдарды гликольдермен ылғалсыздандыру, қатты кептіргішпен осыны іске асырудан кем түспейді. Табиғи газдың көп мөлшерін кептіруде екіэтиленгликоль немесе үшэтиленгликольмен істейтін жүйе, капиталдық және пайдалану шығыны жөнінен тіптен үнемділеу.
Қазіргі кезде газ өңдеу зауыттарында газдарды терең кептіру цеолиттерде қолданыс тапқандықтан; газдың ең төменгі шық нүктесіне жету үшін кептірудің қосарланған әдісін қолданады - газды кептірудің бірінші сатысында абсорбция, ал екіншісінде - адсорбция әдісімен цеолиттерде іске асырады. Бұл газ ағымынан судан таза және газдың ең төменгі шық нүктесіне жетуге мүмкіндік береді.
Газды кептірудің адсорбциялық әдісінің гликольмен жүргізуден артықшылығы: технологиялық параметрлер алшақ болғанда ең төменгі шық нүктесіне жетіп, оның депрессиясы жоғары болады; температураның және қысымның өзгеруі кептіру сапасына көп әсер етпейді; процесс қарапайым және сенімді болады. Бірақ, адсорбциялық кептіру әдісінің мынадай кемшіліктері бар: жоғары қуатты қондырғыны іске қосу үшін көп капиталдың шығынын шығару қажет; жоғары тиімді және сенімді процестер негізгі технологиялық процестері (адсорбция, десорбция, тоңазыту) жоқ; адсорбенттің тиімділігі оның коррозия ингибиторымен, механикалық және басқа қоспалармен ластануының нәтижесінде төмендейді, сондықтан оны ауыстыруға тура келеді.
Әртүрлі мұнай-газ өндіру аудандарында өндірілетін мұнай газы әртүрлі құрамға ие, және де көмірсутектерден басқа, құрамында ылғал тамшысы, күкіртсутек, көмір қышқыл газы, азот және басқа да газдар болуы мүмкін.
Газда ылғалдың, күкіртсутектің және көмірқышқыл газының болуы жабдықтар мен коммуникациялар жағдайына кері әсерін тигізеді және газды тасымалдау кезінде де айтарлықтай қиыншылықтар тудырады. Ылғал тамшылары белгілі бір жағдайда көмірсутектермен бірігіп гидраттар түзеді, олар газ құбырларының өткізу қабілетін төмендетіп немесе толық тығындап тастайды. Конденсацияланатын көмірсутектер сұйық тығындарын түзуі мүмкін, олар да құбырлардың өткізу қабілетін азайтады. Күкіртсутек пен көміртегінің қос тотығы жабдықтың, құбыр мен арматураның тез тоттануына жағдай жасайды. Егерде газда күкіртсутек көп болса, онда одан арнайы қондырғылар арқылы кристалды күкіртті алуға болады, ал ол қажетті өнім болып табылады.
Осыған байланысты магистралды газ құбырларына және тұтынушыға берілетін газ сапасына белгілі-бір талаптар қойылады, оларды орындау барысында газдың қалыпты тасымалдануы және санитарлық нормалармен қолданылуы қамтамасыз етіледі. Қазіргі кезде газды кептіру тереңдігі, одан конденсацияланған көмірсутектерді алу және тұтынушы кәсіпорындардың арасындағы келісіммен анықталады.
Коммуналды-тұрмыстық тұтынушыларға арналған газ сапасы МЕСТ-5542-78 сәйкес болады. Бұл жағдайда газды күкіртсутектен және механикалық қоспалардан тазалауға ерекше талаптар қойылады, олар нөлге келтірілуі керек.
Сонымен қатар, ауадағы газдың, оның ауадағы құрамы 1% мөлшерінде болған кездің өзінде де иісі білінуі керек. Таза газдың иісі болмайтындығына байланысты газ ағынына арнайы заттар - одаранттар бүркіліп беріледі және газ күшті спецификалық иіске ие болып, осы арқылы газдың шығып тұрған жерін анықтайды.
Одорант ретінде көбіне-көп этилмергаптандарды - күкірттің органикалық қосылысынан тұратын түссіз органикалық сұйықтықты қолданады. Этилмеркаптандардың ұсынылатын шығын нормасы 1000 м3-ке 16 г-нан келеді. Газқұбырына одорантты енгізу үшін арнайы автоматтандырылған құрылғы-одоризаторларды қолданады, олар газ шығынына байланысты жұмыс істейді. Одоризацияланған газ құбырлар бойымен жүріп өтіп тұтынушыға жеткенге дейінгі едәуір қашықтықта өзінің бастапқы одоризация дәрежесін сақтау қасиетіне ие.
Төменгі температуралы айыру, бұл әдіс газдың ылғалдылығын температураға байланысты өзгертуге негізделген. Газды саалқындату кезінде булы фаза түрінде болатын ылғалдың бір бөлігі, сонымен қатар ауыр көмірсутектер конденсацияланады. Сұйықтан бөлінгеннен кейін газ ең (бастапқы конденсация температурасы) төменгі шық нүктесіне (точка росы) ие болады.
Бір кен орнында жоғары қысымға ие табиғи газдың және мұнай газының болуы табиғи газды дросселдеу (Джоул-Томсон эффектісі) кезінде алынған салқынды қолдану арқылы жылуалмастырғыштарда мұнай газын салқындату мүмкін. Газды 0,1 МПа-ға дросселдеу кезінде оның температурасы орта есеппен 0,3 0С-қа дейін төмендейді. Штуцердің көмегімен газдың температурасын 30 оС-қа дейін төмендетуге болады, осының нәтижесінде газдан айтарлықтай мөлшерде сулы және көмірсутекті конденсаттар бөлініп шығады.
Егер газ факторы үлкен болса (шамамен 1000 м3т) және сағалық қысымдар жоғары болса, онда мұнай газының өзін дросселдеу арқылы салқындатуға болады. Бұл жағдайда газдыконденсатты кен орындарында қолданылатын қондырғыларға ұқсас қондырғылар қолданылады.
Газ жоғарғы қысыммен құбыр арқылы тамшыны бөлгішке келіп түседі, онда ылғал тамшысынан және механикалық қоспалардан босатылады. Содан кейін араластырғышқа келіп түседі, онда гидрат түзілуіне қарсы қолданылатын ингибитормен, яғни диэтиленгликольмен (ДЭГ) араластырылады да, одан кейін құбырдағы құбыр түріндегі жылуалмастырғышқа беріледі, мұнда төменгі температуралы айырғыштағы салқын газбен салқындатылады. Одан соң газ штуцерде максималды конденсация қысымына дейін редукцияланып, осының нәтижесінде оның температурасы тез төмендейді. Газдың температурасы және қысымы тез төмендеген кезде судың және көмірсутекті конденсаттың конденсациясы жүреді, бұлар төменгі температуралық айырғыштың конденсат жинағышында біртіндеп жинақталады.
Судың сұйық көмірсутектерімен қоспаны бірінші конденсат-жинағышқа келіп түседі, мұнда ДЭГ (диэтиленгликоль) көмірсутекті конденсатынан бөлінеді. ДЭГ құбырлар арқылы регенерация қондырғысына келіп түседі, ал көмірсутекті конденсат біртіндеп конденсат-жинағыштан өтеді, бұнда штуцерлерде редуциялану есебінен қысым біртіндеп азаяды (төмендейді).
Көмірсутекті конденсаттың қысымын біртіндеп төмендету, бұл тұрақты конденсатты молырақ (яғни, максималды деңгейде) алу үшін жүргізеді. Қысымды бір реттік азайту кезінде конденсаттың шығуы да аз болады, өйткені қысымды тез азайтқан кезде алғашқыда негізінен жеңіл көмірсутектері бөлінеді, олар өздерімен бірге ауыр көмірсутектерінің (С5) үлкен мөлшерін ілестіре жүреді, бұлар атмосфералық жағдайда сұйық түрінде болады.
Салқын және кептірілген газ тұрақты қысым кезінде жылуалмастырғыштан өтеді, мұнда ол өзінің жылуының бір бөлігін өңдеуге түскен газға береді, одан соң шығын өлшегіш арқылы - құрғақ газды жинау коллекторына келіп түседі.
ДЭГ конденсацияланған сұйықтан бөлінеді және регенерациядан соң қайтадан қолданылады. Төменгі температуралық айыру кезінде ылғалдың және ауыр көмірсутектерінің бөлінуі бір мезгілде жүреді.
Төменгі температуралық айыру қондырғыларының (ТТАҚ) көптеген түрлері бар. Соның ішінде, егер табиғи газдың ТТАҚ-на кірер басындағы қысымы 9МПа аз болса, онда дроссель-эффектісі есебінен температура айтарлықтай төмендетілмейді. Бұл жағдайда температураны төмендету жылуалмастырғыштан кейін салқындату машиналарын орнату арқылы жүзеге асады. Мұздатқыш (хладагенттер) ретінде сұйытылған аммиак және фреондарды қолданады, олар кері температуралар кезінде буланып қайнайды.
Аммиактың және басқа да мұздатқыштардың булануын қолдана отырып жасанды түрде газды ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Газ - заттың атомдары мен молекулалары бір-бірімен әлсіз байланысқандықтан, кез келген бағытта еркін қозғалатын және өзіне берілген көлемге толық жайылып орналасатын агрегаттық күйі. Газ (французша gas, грекше chaos - бей-берекет) атауын ғылыми қолданысқа 17 ғасырдың басында голланд ғалымы Ян Баптист ван Гельмонт енгізген. Газ молекулаларының соқтығысу уақыты олардың еркін жолға кететін уақытынан әлдеқайда аз болады. Химиялық элементтердің өте кіші бөлшекке бөлініп, бейтарап ұшуы. Негізгі тұрмыстағы газдар пропан, бутан, неон және тағыда басқа Газ қатты дене мен сұйықтық тәрізді еркін бет түзбейді және ол берілген көлемді толық толтырып тұрады. Газ тәрізді күй - заттардың (жұлдызаралық заттар, тұмандықтар, жұлдыздар, планеталардың атмосферасы, тағыда басқа) ғаламдағы ең көп таралған күйі. Химиялық қасиеттері бойынша газдар және олардың қоспалары (активтілігі аз инертті газдар мен қопарылғыш газдар қоспасына дейін) сан алуан болып келеді. Газға атомдар мен молекулалардан тұратын жүйе ғана емес, кейде басқа бөлшектерден - фотондардан, электрондардан, броундық бөлшектерден, сондай-ақ плазмадан тұратын жүйелер де жатқызылады. Химиялық заттардың кейбіреулері газ күйінде болады, мысалы, Н2, O2, N2, Сl2, т.б. Бұлардан басқа күрделі заттар да газ күйінде бола алады: СO2, SO2, СН4, HCl, H2S, т.б. Газдардың күйін сипаттайтын шамалар: қысым, көлем, температура. Газдарды сипаттағанда көбінесе қысым мен температураны тұрақты етіп алып, көлемнің өзгерістерін қарастырамыз, көлемнің өзгерісі газдар үшін деңгейлес болады, себебі олардың молекулааралық қашықтықтары шамамен бірдей. Сұйықталған газдар - автомобиль қозғауыштарыньщ отыны, әдетте бұл 1,6 МПа жуық қысымдағы пропан мен бутан. Тығыздалған газдар - автомобиль қозғауыштарының отыны, әдетте бұл табиғи газдар,20 МПа қысымдағы метан.Мұнайға ілеспе газ - мұнайда еріген әртүрлі газтәрізді көмірсутегілерінің қоспасы. Олар мұнайды шығару мен айдау кезінде (ілеспе газдар, негізінен пропан мен бутан изомерінен тұрады) бөлінеді.
Мұнай газына сонымен қатар мұнай крекингінің газдары қатысады, шекті және шексіз (метан, этилен) көмірсутектері. Мұнай газдарын жанармай ретінде және әртүрлі химиялық заттар алуда қолданады. Мұнай газдарынан химиялық өңдеу арқылы пластмасс пен каучук өндірісінде пайдаланатын пропилен, бутилен, бутадиен алады.
1.ТЕХНИКАЛЫҚ БӨЛІМ
1.1. Мұнайға ілеспе газдарының қабатқа шығаруға дайындау процесінің даму тарихы
Ілеспе мұнай газы -- мұнайда ерітілген әртүрлі газ түріндегі көмірсутегілерінің қоспасы; олар игеру және айыру үрдісінде (басты түрде бутан изомерлерінен және пропаннан тұрады). Мұнай газдарына сонымен бірге шектеулі және шектеусіз (этилен, ацетилен) көмірсутегілерінен тұратын мұнай крекин газдары жатады.
Олар мұнайды шығару мен айдау кезінде (ілеспе газдар, негізінен пропан мен бутан изомерінен тұрады) бөлінеді.
Мұнай газына сонымен қатар мұнай крекингінің газдары қатысады, шекті және шексіз (метан, этилен) көмірсутектері. Мұнай газдарын жанармай ретінде және әртүрлі химиялық заттар алуда қолданады. Мұнай газдарынан химиялық өңдеу арқылы пластмасс пен каучук өндірісінде пайдаланатын пропилен, бутилен, бутадиен алады.
Мұнайға ілеспе газ - әртүрлі фазада бөлінетін газдардың қоспасы, негізінен метан, этан, пропан, бутан, изобутаннан, сонымен қатар жоғары молекулалы сұйықтық пен әртүрлі құрамды қоспалардан тұрады.
Мұнай газы ұңғы өнімінің табиғи және ажырамас бөлігі болып табылады, оның мөлшері мұнайдағы газ факторымен бағаланады.
Газ факторы бұл еркін күйінде қабатынан алынатын, сондай-ақ мұнайды айырудың әртүрлі сатыларынан соң бөлініп шыққан жалпы газ мөлшерін көрсетеді.
Әдетте газдың бірлік көлемінен немесе массасынан бөлініп шыққан газ мөлшерін қалыпты жағдайға келтіреді (Р=0,1 Мпа және Т=273К). Газ факторының өлшем бірлігі (м3м3 немесе м3т).
Терең жатқан өнімді қабаттардан өндірілетін жеңіл мұнайлар жоғары газ факторымен сипатталады. Шамалы тереңдіктен алынатын ауыр асфальтты-шайырлы мұнайлардың құрамында газ мөлшері көп болмайды.
Әр ұңғы бойынша газ факторын білу және игеру барысында оның өзгерісін бақылап отыру, бұл мұнай газының ресурсы жөнінде, газ құбырларының гидравликалық есептерін жүргізуде, айырғыштардың қажетті өлшемі мен санын анықтауда, газды дайындауға арналған қондырғылардың өткізгіштік қабілетін анықтауда және газды тасымалдауға арналған комперссорлардың қуаттылығын анықтауда үлкен мәлімет береді.
Мұнай газы - бұл С1-ден С4- ке дейін және одан да жоғары метан қатарының көмірсутектерінің күрделі компонентті қоспалары; сондай-ақ онда көмірсутек емес газдар - азот, көмірқышқыл газы, күкіртсутек және инертті газдар болуы мүмкін.
Әртүрлі кен орындарынан өндірілетін мұнай газы компоненттік құрамы бойынша едәуір ерекшеленеді.
Мұнайгазының неғұрлым бағалы компоненттеріне С3 және одан да жоғары көмірсутектерінің фракциялары жатады. Газда қышқыл компоненттер деп аталатын H2S және CO2- нің болуы, сондай-ақ буының болуы мұнайхимиясы үшін мұнайгазын отын және шикізат ретінде қолдануды қиындатады және оны алыс қашықтыққа тасымалдау кезінде қиындықтар туғызады, сондықтан кәсіпшілікте оны дайындау: кептіру және тазарту жүзеге асырылады.
1.2. Процестің мақсаты және қысқаша сипаттамасы
Табиғи және ілеспе мұнай (яғни мұнай төтел), көмірсутек газдары отын және мұнай химиясының шикізатын өндіруде өте құнды шикізаттарға жатады. Бұл газдарды алғашқы өндеудің негізгі өнімдері - газ бензині, сұйытылған және құрғақ газдар, техникалық жеке көмірсутектері: пропан, н-бутан, изобутан, пентан. Табиғи және ілеспе мұнай газдарын өңдеуді мұнай және газдардың үлкен кеніштерінде
Өнімдердің сапасын арттыру және газ өндеу зауыттарының құрал-жабдықтарын пайдалану жағдайларын жақсарту мақсатында көмірсутекті газдарды механикалық қоспалардан (қалқып жүрген шаң, құм, газ құбыры өнімдерінің бөлшектерінен және т.б.) алдын-ала тазалайды, құрғатады және одан кейін күкіртті сутегінен және көміртегінің қос оксидінен тазалайды.
Кен орындарында мұнай төтелдерден жоғарғы, орта және төменгі қысымды баспалдақтарға түседі, мұнда қысымның күрт төмендеуінің нәтижесінде одан еріген газдар бөлінеді де, газ өңдеу зауытына жіберіледі. Мұнай одан әрі резервуарларға беріледі, мұнда одан судың негізгі бөлігі бөлінеді де, тұрақтандыруға, яғни жеңіл компоненттерді: этанды, пропанды, бутандарды және аздап пентандарды бөлуге жіберіледі. Тұрақталған мұнайды мұнай өңдеу зауытына айдайды, ал тұрақтанудан бөлінген газдар газ өңдеу зауыттарының шикізаты болады.
Соңғы жылдары біздің елде және шет елдерде көптеген газ-конденсатты кен орындары ашылды. Солардың бірі біздің елдегі және дүние жүзі бойынша ең үлкен кен орны - Қарашығанақ газконденсаты болып саналады. Газконденсатты өңдеуді ГӨЗ жүргізеді. Өңдеудің бірінші сатысы ілеспе газды өңдеуге ұқсас. Одан кейін тұрақты конденсат бірнеше фракцияларға (бензин, керосин, дизель, қалдық) бөлінеді.
Жоғары сығымдылық коэффиценті - газды есептеу барысында қолданылатын ең маңызды параметр. Ол реалды (нақты) газдың идеалды газдан ауытқуын сипаттайды.
Газды тозаңнан тазалаудың ең тиімді әдісі электрсүзгіште тазалау болып саналады. Олардың әсері газды иондандыруға, яғни, оның молекуласының оң және теріс иондарға ыдырауына, қарама-қарсы зарядталған электродтарға қозғалуына негізделген. Электродтар арасында потенциалдар айырмасының бірнеше мың вольтке дейін өсуімен иондар мен электрондар кинетикалық энергиясының күрт көтерілуінің нәтижесінде, олар кездескен молекулаларды иондарға ыдыратады да, газ толық ионданады. Мұндай жағдайда өткізгіш айналасында газдың әлсіз жарық шығаруы байқалады. Электродпен бірдей белгідегі иондар басқа тұндырғыш - оң полюспен қосылған электродқа жылжиды. Тозаңданған газдағы теріс иондар жылыжығанда тозаңға зарядын беріп, оларды тұндырғыш электродтарға бағыттайды. Шаң бөлшегі өзінің зарядын тұндырғыш электродқа береді және өз салмағының әсерінен шөгеді немесе сілкуден лақтырылады. Электрсүзгіштер жоғары кернеулі (40-70 кВ) тұрақты электр тогымен істейді. Тозаңның ток өткізгіштігін көтеру және оның тұнуын жақсарту мақсатында газды ылғаладйды. Түтік және пластиинка тәрізді электрсүзгіштер бар. Газдың булардағы тазалану
дәрежесі 90-нан 98%-ға дейін жетеді.
Ылғал газтазалау тозаңдалған газ ағымының сұйықпен (минералды майы) тығыз контактта болуына негізделген. Мұнда қатты бөлшектер сұйықпен ұсталады. Ылғалды газтазалауды жүргізу үшін скрубберлер, ылғалды циклондар, айналушы жуғыштар және т.б. қолданылады.
Мұнайға ілеспе газдың құрамы: Метан, этан, пропан, И-Бутан, бутан, И-пентан, пентан, И-гексан, гексан, И-гептан, бензол, гептан, И-октан, толуол. Октан, И-нонан, нонан, И-декан, декан, көмірқышқыл газы, азот, күкірт сутек.
Парафин - C18H38 - C35H72 құрамындағы қаныққан көмірсутектерінің қоспасы; мұнай өнімі. Ең қарапайым алкан -- метанның құырылымы
Алкандардың молекуласындағы әр көміртек атомының барлық төрт валенттігі толығымен, яғни шетіне дейін сутек және көміртек атомдарымен қаныққан. Сондықтан алкандар қаныққан (шектелген) көмірсутектерге жатады.
Алкандарды бірінші мүшесі метан болғандықтан, метан қатарының көмірсутектері немесе парафиндер деп те атайды.
Алкандар -- полюссіз қосылыстар. Олар судан жеңіл және сумен араласпайды (ерімейді). Сол сияқты басқа полюсті еріткіштерде де ерімейді, органикалық еріткіштерде ериді. Сұйық алкандар көптеген органикалық, заттардың еріткіші ретінде қолданылады.
Метан мен этанның және үлкен молекулалы алкандардың иістері жоқ, ал кейбір ортаңғы мүшелерінің өздеріне тән иістері болады.
Алкандар -- жанғыш заттар.
Таза Парафин тамақ өнеркәсібінде (орағыш материал), медицинада, косметикада, сәндік бояу, иіс сулар мен иіс майлар дайындауда және электртехникада (оқшаулағыш материал) пайдаланылады. Парафин емдеу ісінде, майшам жасауда, жоғары май қышқылдарын, спирттер және жуғыш заттар алуда кеңінен қолданылады.
Алкандардың гомологтық қатарында салыстырмалы молекулалық массаларының өсуіне байланысты балқу және қайнау температуралары мен тығыздықтары біртіндеп артады.
Гомологтық қатардағы заттардың қасиеттері ұқсас болады және белгілі бір заңдылықпен өзгереді. Гомологтық қатардың бір мүшесінің қасиеті белгілі болса, сол арқылы басқа мүшелерінің қасиеттерін болжауға болады. Сонымен қатар гомологтық қатарларда диалектиканың сан өзгерісінің сапа өзгерісіне ауысу заңы айқын байқалады. Молекула құрамы келесі әр СН2 тобына өскен сайын зат қасиетінің біртіндеп өзгеретінін көреміз. Сан өзгерісінің сапа өзгерісіне ауысуы химияда жиі кездеседі.
Алкандар жанған кезде көп жылу бөлінетіндіктен, отын ретінде кең түрде қолданылады.
Метан СН4 -- түссіз, иіссіз, ауадан екі еседей жеңіл, жанғыш газ. Суда нашар ериді. Табиғи газ құрамындағы метан тұрмыста және өндірісте отын ретінде кеңінен пайдаланылады. Оттекпен немесе ауамен қоспасы қопарылғыш келеді. Газдың бөлінгенін байқау үшін оған (газ баллоны, т.б.) иісті заттар қосады. Метанды айыру арқылы алынған күйенің, сутектің, ацетиленнің қолданылу аялары да үлкен (3-сызбанүеқа). Күйе каучук пен резеңке өндірісінде, типографиялық бояу ретінде қолданылады. Түзілген сутек экологиялық таза отын ретінде, аммиак және азотты тыңайтқыштар алуға қолданылады. Ацетиленнің қолданылуымен "Алкиндердің жеке өкілдері және олардың қолданылуы" деген тақырыпта танысасыңдар.
Метан -- химия өнеркәсібінің бағалы шикізаты. Одан галогентуындылар, метанол, формальдегид, синтез-газ, т.б. көптеген заттар алынады.
Этан С2Н6, пропан С3Н8, бутан С4Н10, пентан С5Н12 -- сәйкес қанықпаған көмірсутектерді алуға қолданылады. Пропан мен бутанның қоспасын баллондарға құйып, отын ретінде тұрмыста пайдаланады.
Этан, C2Н6 (Н3С - СН3), қаныққан көмірсутек - мұнайдың, табиғи газдың құрамында болатын органикалық қосылыс; түссіз, иіссіз газ, балқу температурасы - 183,27°С, қайнау температурасы - 88,63°С. Суда, спиртте нашар ериді. Этан 575 - 650°С температурада этилен және сутекке ажырайды: С2Н6 -- С2Н4+Н2, одан жоғары температурада ацетилен, ароматты көмірсутектер, күйе, т.б. түзіледі. Ол өнеркәсіпте құрамында 5 - 10%-ға дейін этан болатын мұнай және табиғи жанғыш газдардан алынады.
Этан спирттер, эфирлер, жасанды каучук, жасанды шайыр, т.б. заттар алуда шикізат ретінде пайдаланылады.
Пропан, С3Н8 - газ тәрізді қаныққан көмірсутек; түссіз, иіссіз, жойғыш газ, молек. м. 44, балқу t - 187°С, қайнау t - 42,1°С. Ауамен 2,1 - 9,5%-дай (көлем бойынша) қоспасында қопарылыс береді.
Пентан, C5Н12 -- ациклді қаныққан көмірсутек. Үш изомері:
н-пентан CH3(CH2)3CH3
неопентан (CH3)4C
изопентан (CH3)2CHCH2СН3
Қайнау t сәйкесінше 36,07oC; 27,85oC; 9,50; балқу t - 129,72oC; 159,7; - 16,55oC; 20oC-тағы тығыздығы 0,6260, 06197, 0,5910 гсм3). Суда ерімейді, көмірсутектерде ериді. Пентан табиғи газ, мұнай, көмірсутек қоспаларынан бөлініп алынады. Еріткіш ретінде және изопентан (изопрен алу үшін), пентен, т.б. алуға қолданылады. Пентан мотор жанармайының құрамына енеді, сонымен қатар көптеген мұнай-химиялық және органик. синтез процестерінде кеңінен қолданылады.
Гександар. Метанның С6Н14 гомологиялық тізбегіне қарасты алкан; бес изомері белгілі, олар - w-гексан, 2-метилпентан, 3-метилпентан, 2,3-диметилбутан және 2,2-диметилбутан; қайнау температурасы 68,95-49,50°С аралығында, тығыздығы 0,6603-0,6492 гсм3, мұнай құрамындағы мөлшері 1%-дан 0,06 %-ға дейін, алайда мұнайдың бензин фракциясы құрамының 10 %-дайын құрайды. Жер қойнауларына қарай тереңдеген сайын және мұнайды кіріктіретін түзілімдер көнелігі артқан сайын сол мұнай құрамындағы гександар мөлшері де арта түседі.
Гептандар. Метанның гомологтық тізбегіндегі С7Н16 алканы. Гептандардың 9 изомері белгілі, олардың бәрі де мұнай құрамынан табылған. Өздерінің қайнау температурасы тұрғысынан (80,9-100,2°С) гептандар мұнайдың бензин фракциясы құрамбөліктеріне сәйкес келеді. Гептандардың мұнай құрамындағы мөлшері 2 %, бензин құрамындағы мөлшері 10 % шамасында. Гександар сияқты, гептандардың мөлшері және олардың изомерлерінің бір-біріне қатынасы мұнайлы қатқабаттың тереңдігіне және сол мұнайды кіріктіретін таужыныстардың геологиялық көнелігіне тәуелді.
Бензол, С6Н6 -- ароматты көмірсутек; түссіз, буланғыш сұйық зат, балқу t 5,5°С, қайнау t 80,1°С, буы ауамен араласып, қопарылғыш қоспа түзеді.
Октан, C8Н18 - өзіндік иісі бар түссіз сұйықтық, қаныққан көмірсутек. Балқу t = 56,8С, қайнау t =125,67С, тығыздығы 0,7025 гсм3 (20С), октан саны 17 - 19. Суда ерімейді, тек спирт, ацетон, эфирде ериді. Октан жоғарғы температурада дегидрогендеу кезінде хром катализаторлары әсерінен октендер түзеді. Изооктан және басқа да изомерлерімен бірге тікелей айдаудағы мұнай мен бензинде (10%-дай), көп мөлшерде CO мен H2-ден алынатын синтетикалық бензинде кездеседі. Өндірісте октанды ректификация нәтижесінде бөліп, несепнәрмен (мочевина) өңдеп, молекула елеуіштен өткізеді. Октан сутек, катализатор қатысында (500C температурада 10 - 20 кгссм2 қысымда) ароматты көмірсутектер қоспасына (О-ксилол мен этилбензол) айналады. Бұл дегидроциклдену реакциясы - катализдік риформинг процесінің негізгілерінің бірі болып табылады. Октанды мұнайдың бензин фракциясынан алып, ксилол, октанол, октаналь, т.б. еріткіштер алуда қолданады. Пиролиз нәтижесінде метан, этан, этилен алынады. Октандар. С8Н18 формулалы алкандар. Октандардың 18 изомері белгілі, олардың физикалық қасиеттері кең аралықта өзгеріп отырады. Мәселен, олардың тығыздығы 0,7028-0,6918 гсм3 қайнау температурасы 125,6-99,2°С, балқу температурасы (-56,8°С) - (-109,5°С) аралығында өзгереді. Октандар дың бүкіл изомерлері мұнай құрамында кезігіп отырады (олардың бензиндегі жалпы мөлшері 10 %-ға дейін болуы мүмкін). Октандардың мұнай құрамында ең мол үшырасатын изомерлері - я-октан (бүкіл октандардың 40 %-ын құрайды) және метилгептандар, ал октандардың фазалық изомерлерінің мұнай құрамындағы үйірімділігі мейілінше аз болып келеді. Құрамында алкандары көп мұнайлардағы күшті фазаланған октандардың өзіндік үлесі олардың құрамында цикландары көп мұнайлардағы үлесімен салыстырғанда әлдеқайда аз.
CO2 - түссіз, аздап қышқылтым дәмі бар газ; меншікті салмағы 0,0019 гсм3, балқу t - 56,6°С, қайнау t - 78,5°C. Газ күйінде суда және кейбір органикалық еріткіштерде ериді. Сұйық көмір қышқыл газы қатты суығанда (қатты СО2) қар сияқты массаға "құрғақ мұзға" айналады. Сумен әрекеттескенде көмір қышқылы түзіледі. Көмір қышқыл газы қызуға төзімді. Тек 2000°С-тан астам температурада ғана көміртек оксиді мен оттек түзе ыдырайды. Көмір қышқыл газын 1754 ж. ағылшын ғалымы Джозеф Блэк зерттеп, магний карбонатының ыдырауы кезінде бөлінетін газ екендігін айтқан, ал 1789 ж. француз ғалымы Антуан Лавуазье оның құрамын анықтаған. Көмір қышқыл газының фотосинтез процесінде маңызы зор, ол - организмде зат алмасу нәтижесінде түзілетін басты өнімдердің бірі. Лабораторияда көмір қышқыл газын Кипп аппаратында мәрмәрға тұз қышқылымен (HCl) әсер ету арқылы, ал өнеркәсіпте әктасты не борды ыдырату арқылы алады: CaCO3--CaO+CO2. Бұдан шыққан көмір қышқыл газын арнайы әдістермен тазартады. Көмір қышқыл газы, негізінен, тамақ (қант, сыра, т.б.) өнеркәсібінде құрғақ мұз, тағамдарды консервілеу үшін, өрт сөндіруде, газдандырылған су, емдік көмірқышқыл ванна дайындауда, химия өнеркәсібінде сода өндіруде қолданылады.
Азот ( гр. ázōos - тіршіліксіз) -- химиялық элемент - түссіз, иіссіз, дәмсіз - суда аз еритін газ. Бұл элемент аминқышқылдарының амидтердің ақуыздардың-нуклейін қышқылдарының-нуклеотидтердің және өмірде өте маңызды басқада көптеген органикалық қоспалардың құрамына енеді. Азот көлемі бойынша ауаның 78%-ын құрайды. Ол - түссіз, иіссіз, суда нашар еритін, ауадан сәл ғана жеңіл D (ауа) = 0,97,D (H2) = 14 болатын, жануды қолдамайтын, тыныс алуға жарамсыз газ. Ауадағы 1 л азот газының массасы 1,25 г. Азот -196°С-та сұйылады, -210°С-та қатады (қар тектес). Азот молекуласында екі азот атомы өзара үш еселі байланыспен байланысқан, сондықтан оның химиялық, белсенділігі төмен газ. Азот - 19б°С температурада сұйықка айналады.
Ол тіпті ауадағы күшті тотықтырғыш оттегімен де әрекеттеспейді, бірақ найзағай отында мына реакция жүреді: N2 + О2 = 2NO
Азоттың маңызды қосылыстары селитралар: NaNО3 (чили селитрасы), KNO3 (үнді селитрасы). Топырақта нитраттар күйінде кездеседі. Өсімдік пен жануарлар ағзасында маңызды рөл атқарады. Азот химиялық синтезде инертті атмосфера жасау үшін пайдаланылады. Тоңазытқышта, медицинада, аммиак алу үшін қолданылады. Сұйық азот салқындаткыш жүйелер саласында кеңінен қолданылады. Азот, негізінен, аммиак алуға, одан әрі азот қышкылы және азот тыңайтқыштарын алу үшін қолданылады. Азотты салғырт (инертті) атмосфералық орта жасау үшін де пайдаланады (электр лампасын толтыруға, т.б.).
Азот молекуласы -- берік қосылыс. Ол тотықтырғыш ретінде ерекше жағдайда металлдармен, сутекпен әрекеттеседі. Табиғатта азот бос күйінде кездеседі, ол ауаның негізгі құрам бөлігі. Селигралардың құрамында болады. Азот адам және жануарлар, өсімдіктер организмінде маңызды тіршілік процестерін жүзеге асыратын нәруыздың құрамына кіреді.
Күкіртті сутектің өзіне тән жағымсыз иісті(шіріген жұмыртка иісіндей), түссіз, улы газ.
1.3. Процестің механизмі
Ілеспе(мұнай) газды өңдеуді, сонымен қатар, қажет болғанда, табиғи газды да ГӨЗ-та жүргізеді және ол мынадай операциялардан тұрады:
Газдардан тұрақсыз бензин деп аталатын - С3 және одан жоғары көмірсутектерін(газды бензинсіздендіру) шығару;
Бензинсіздендірген газды тұтынушыларға жеткізуге қажетті қысымға дейін қысу;
Тұрақсыз бензинді жеке көмірсутектеріне - пропан, изобутан, бутан және тұрақты бензинге бөлу.
Газөңдеу зауыттарында тағы да газды кептіру және күкіртті сутегінен тазалау қондырғылары бар. Мұнай кен орындарында тұрақты да, жылжымалы да газөңдеу зауыттары салынады. Жылжымалы ГӨЗ-тың қуаты 40-100 мың м3 газды сөткесіне құрайды, оның аппараттары платформаларда немесе жылжымада құрастырылады.
Мұнайгазының тығыздығын көбінесе қалыпты жағдайға арнап, газдың компоненттік құрамын есептей отырып мына формула бойынша анықтайды:
Р = Мқос22,41;
Мұнда р - газ қоспасының тығыздығы, кгм3;
Мқос - газ компоненттері қоспаларының молекулярлық массасы, әр компоненттіңуі мольдік үлесін ескере отырып анықтайды:
Мқос=М1у1 + М2у2 +... + Міуі
Белгілі бір термобаралық жағдайда газдың тығыздығын анықтау үшін Клайперон-Менделеев теңдеу қолданылады:
PVT~ = P0V0T0 , бұдан
Pp,T =P0 * PT0P0T ~
Мұнда P0 және РР,Т - қалыпты жағдайдағы және берілген қысым мен температурадағы газдың тығыздығы;
Р0 мен Т0 - қалыпты жағдайдағы қысым мен температура, МПа және К;
Р мен Т - берілген қысым мен температура, МПа және К;
Z - газдың жоғары сығымдылық коэффиценті.
А.З.Истоминнің формуласы бойынша келтірілген қысым Ркел мен температура Ткел негізінде анықталады (келтірілген параметрлер - газдың нақты параметрлерінің критикалықтан қаншалықты есе ерекшеленетіндігін көрсететін өлшемсіз шама).
Z = 1-0,01 * (0,76Tкел - 9,36Ткел + 13) * (8-Ркел) Ркел
Практикада ауа бойынша газдың салыстырмалы тығыздығы жөнінде түсінік кең қолданылады, яғни қалыпты жағдай кезіндегі газ тығыздығының ауа тығыздығына қатынасы:
^ = p1,293
Мұнда 1,293 кгм3 - қалыпты жағдайдағы ауа тығыздығы.
Газдардың тұтқырлығы - газдың құрамына, температурасына және қысымына байланысты болады.
Мұнайгазы үшін меншікті жылусыйымдылығы мұнайдікіне ұқсас (1,7-2,1 кДжкг * К) аралығында болады. Метандық газ үшін ең жоғарғы меншікті жылусыйымдылық 2,48 кДжкг * К. Пропан мен бутанның болуы жалпы жылусыйымдылықты төмендетеді. Көмірсутек емес газдардың меншікті жылусыйымдылығы 1.0 аралығында болады.
Мұнайгазының жылуөткізгіштік коэффиценті 0,01-0,03 Втм * К аралығында болады.
Мұнайгазындағы су буының құрамы - қысым мен температураға, сондай-ақ газдың молекеулярлық массасы мен қабат суының минерализациясына байланысты болады. Берілген температура кезіндегі газдағы су буының шектік құрамы шықтану нүктесі (точкой росы) деп аталады. (Практикада шықтану нүктесі деп конденсацияның басталу температурасын айтады).
Газ гидраттары - бұл көмірсутектерінің қатты кристалды тұрақсыз қосылыстары. Сыртқы түріне қарағанда олар сарғылт түсті жұмсақ қарға ұқсас келеді. Гидраттар қысым артқан кезде қандай да болмасын температурада пайда болады. Температура өскен кезде және қысым төмендегенде олар газ бен суға бөлінеді.
1.4. Ілеспе газдарды өндеуге әсер ететін факторлар
Газ жинау тораптары арқылы мұнай және табиғи газдардың қозғалысы кезінде температура мен қысым төмендеп, осының әсерінен көмірсутекті және сулы конденсаттардың бөлінуі жүреді, бұл кейбір тұстарда(төменгі жерлерде) сұйық тығындарының түзіліп пайда болуына әкеледі. Бұдан басқа белгілі бір термодинамикалық жағдайда газдар сумен байланыста отырып газ гидраттарын түзуі мүмкін. Олар өз кезегінде құбыр қабырғаларына жабысып, олардың қимасын азайтады, ал кейде құбырларды бітеп тастайды. Газды тозаңнан тазалаудың ең тиімді әдісі электрсүзгіште тазалау болып саналады. Олардың әсері газды иондандыруға, яғни, оның молекуласының оң және теріс иондарға ыдырауына, қарама-қарсы зарядталған электродтарға қозғалуына негізделген. Электродтар арасында потенциалдар айырмасының бірнеше мың вольтке дейін өсуімен иондар мен электрондар кинетикалық энергиясының күрт көтерілуінің нәтижесінде, олар кездескен молекулаларды иондарға ыдыратады да, газ толық ионданады. Мұндай жағдайда өткізгіш айналасында газдың әлсіз жарық шығаруы байқалады. Электродпен бірдей белгідегі иондар басқа тұндырғыш - оң полюспен қосылған электродқа жылжиды. Тозаңданған газдағы теріс иондар жылыжығанда тозаңға зарядын беріп, оларды тұндырғыш электродтарға бағыттайды. Шаң бөлшегі өзінің зарядын тұндырғыш электродқа береді және өз салмағының әсерінен шөгеді немесе сілкуден лақтырылады.
Ылғал газтазалау тозаңдалған газ ағымының сұйықпен (минералды майы) тығыз контактта болуына негізделген. Мұнда қатты бөлшектер сұйықпен ұсталады. Ылғалды газтазалауды жүргізу үшін скрубберлер, ылғалды циклондар, айналушы жуғыштар және т.б. қолданылады.
Газдарды кептірудің бірнеше әдісі бар. Олар газ көлемінің үлкеюіндегідроссель эффектісіне, газ көлемінің үлкеюіндегі сыртқы әсерді пайдалануға, антифризді бүркуге, газдан сұйық немесе қатты жұтқыштармен ылғалды жұтқызуға және т.б. негізделген. Газдарды кептіруді сұйық және қатты жұтқыштармен жүргізу әдістері ең көп тараған.
Көмірсутекті газдарды сұйық жұтқыштарды қолданып кептіру абсорбциялық процеске жатады, яғни, су буы еріткіштермен жұтылады. Алғашқы кезде отын газын кептіруге глицерин (1929ж.), одан кейін (1936ж.) осы мақсатта этиленгликоль және үшэтиленгликоль және
хлорлы кальций ерітіндісі қолданыла бастады.
Газды сұйық жұтқыштармен кептіру процесінің мәнісі мынада; Абсорбенттің газбен цилиндр тәрізді аппаратында - абсорберде жанасуында, төменінен - газ, жоғарысынан сұйық - абсорбент берілгенде, су буы абсорбентпен жұтылады. Абсорбент ішінде абсорбент пен газ арасындағы жанасуды жаксарту мақсатында қалқа табақшалар салынады. Процесті 20 0С шамасындағы температурада және 2,0-6,0 МПа қысымда жүргізеді. Абсорбердің жоғарғы жағынан кептірілген газ, ал төменгі жағынан - суланған абсорбент шығады. Суланған абсорбент аппаратқа - десорберге суды айдау мақсатында түседі.
Қаттыжұтқыштармен газдарды кептіру адсорбция құбылысына - қатты зат (адсорбент) бетіне бу немесе сұйық фаза компоненттері концентрациясынынң көбеюіне негізделген. Бұл компоненттерді адсорбен бетінде ұстап тұратын күш табиғатының мәні әзірше белгісіз. Лэнгмюр теориясы бойынша қатты адсорбент беттерінде бос қалдық валенттілігі бар аумақтар болады. Газ фазасынан адсорбцияланушы молекула беттің бос актив ортасына түссе, молекла газ фазасына ығыстырылмайды, керісінше бетпен байланысады. Адсорбцияның бастапқы кезінде активті орталар саны көп және бетпен байланыстағы молекула саны одан бөлінуші молекула санынан артық болады. Беттің түгел жабылуы орын алған кезде, газ молекуласының бос активті ортаға тартылу мүмкіндігі азаяды да, тепе-теңдік жағдай, адсорбция мен десорбция жылдамдығының теңесуі орын алады. Лэнгмюр теориясына сәйкес, адсорбцияланған зат адсорбент бетінде бірмолекулалық қалыңдықтағы қабат күйінде тартылады. Сонымен бірге, адсорбцияланған молекулалардың валентті күштерінің жиынтығын, сондай-ақ екінші, үшінші және т.б. молекула қабаттарын өздеріне тартуы ықтимал. Қысымның өсуімен және температураның төмендеуімен адсорбцияланған заттар мөлшері өседі.
2.ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ
2.1 Өндіріс әдісін таңдау
Мұнайға серік газдар сипаттамасы
Аталуы
Құрамы
Қолданылуы
Бензин газы
Пентаа, гексан және басқа көмірсутектер қоспасы
бензинге двигатель жұмысы хақсы болу үшін қосады.
Пропан-бутан фракциясы
Пропан мен бутан қоспасы
Сығылған газ түрінде отын ретінде қолданылады.
Құрғақ газ
Құрамы бойынша табиғи газға келеді.
СН және Н және басқа заттар алу үшін, отын есебінде қолданылады.
Ілеспе газды пайдаланудың басты қиындығы құрамында ауыр көмірсутектердің көп болуында.
Қазіргі таңда ауыр көмірсутектерді кетіру арқылы мұнайға ілеспе газдардың сапасын жақсартудың бірнеше технологиясы бар:
1. Төменгі температуралы сепарация
2. Мембраналы технология
3. Адсорбциялы технология
4. Абсорбциялы технология
5. Газфракциялы технология
Газдың шық нүктесін қамтамасыз ету үшін газдан дайындау кезінде С5+ көмірсутектерін жояды. Мұны төменгі температуралы сепарация әдісімен іске асырады. Көмірсутектердің бір бөлігі сеперацияның газды бастапқы сығуы мен газды тоңазытуы кезінде бөлінеді. Газды тоңазыту үшін сыртқы салқындату, дроссельдеу және т.б. пайдаланылуы мүмкін. Төмегі температуралы сепарация кезінде газды тоңазыту сыртқы салқындату станциясы арқылы жүзеге асады. Бұл әдіс төменгі қысымды скважиналарға көмірсутек пен сепарацияны бақылайтын ең тиімді әдіс болып саналады. Іс жүзінде, қысымның төмендеуіне байланысты сепарация температурасы өсіп отырады. Сондықтан, төменгі температуралы сепарацияның тиімділігінің күрт төмендеіне екі фактор әсер етеді: қабат қоспасы құрамының жеңілдеуі мен сепарацияның температурасының өсуі.
Мембраналы технология. Мұнай өндеудің экологиялық және экономикалық қиындықтарының бірі мұнайға ілеспе газдарын дайындау болып табылады. Мұнайға ілеспе газдарын алауда жағу бағалы шикізаттың жоғалуына әкеліп соғады, сонымен қатар атмосфераға улы газдардың бөлінуі болады. Шикізат ретінде ілеспе газдар мұнай химиясында және әртүрлі салаларда қолданылуы мүмкін. Мұнайға ілеспе газдарын қайта өңдеу арқылы әртүрлі бағалы өнімдер алынады: бензинсіздендірілген құрғақ газ, этан (этилен өндірісінде қолданылатын шикізат), пропан мен бутанның қоспасы, пиролиз бен әртүрлі мономерлердің өндірісіне қажетті жеңіл көмірсутектердің көптеген фракциялары және тұрақты газ-бензин.
Алайда, жақын манайда газ өңдеу зауыттары немесе газды тасымалдауға қаржы болмаса, ілеспе газдарды өңдеу әрдайым іске аса бермейді. Осының өзі шалғайдағы және шағын кен орындарының ілеспе газдарды жағып жіберуіне тура келетіндігіне әкеліп соғады. Ілеспе газды кен орнында дайындауға болмайтынның себебі, оның құрамының тұрақсыздығында, ауыр көмірсутектердің, судың, күкіртсутектің және басқа да зиянды қосылыстадың көп болуында.
Ілеспе газды дайындаудың кен тараған түрі - қабатқа шығару. Ілеспе газы төменгі қысыммен ерекшеленеді. Және де сепарацияның бірінші деңгейінде қысым 0,5-06 МПа-дан аспайды. Бұл ілеспе газдарды шығарға дайындауға шарттар туғызады.
Ілеспе газын дайындаудың бірнеше технологиясы бар: сепараторлы, сорбциялы, газдинамикалық, төменгі температуралы әдістер, гликольмен кептіру, аминмен жуу және т.б. Алайда, бұл әдістің еш бірі де мұнайға ілеспе газдарды әрі қарай пайдалануға қолайсыздық тудыратын қиындықтарды түгел дерлік шеше алмайды. Тіпті, су мен көмірсутекті бір процесте кептіру мүмкіндігі жоқ болып отыр. Сондықтан да, ілеспе газдарды дайындаудың басты мәселесінің бірі, бір процесте қажетті параметрлерге қол жеткізетін әдістер мен жабдықтарды ойлап табу болып табылады. Сонымен қатар, жоғарыда айтылғандай, ілеспе газдарға өз құрамын өзгерту тән болғандықтан, көп шығынсыз өз қуаттылығын өзгерте алатын қондырғының болғаны абзал.
Газ қоспаларын ажыратуға болатын жаңа технологиялардың бірі - мембраналы технология.Мембраналы технология азот алуда, сутекті су қоспаларынан бөлуде, табиғи газдан гелий мен көмірқышқыл газын алуда кеңінен қолданылады, бірақ ілеспе газды дайындауда қолданылмайды. Бұл көптеген себептерге байланысты, соның ішінде классикалық мембрананы жоятын, ілеспе газдың құрамында кездесетін әртүрлі қоспалардың болуында. Сондықтан, классикалық мембрана көмірқышқыл газын қабатқа шығару үшін оны шоғырландыруда қолданылды.
Адсорбциялы технология молекулалардың әртүрлі заттарды сіңіріп алуымен байланысты, бұнын арқасында ауада әртүрлі қоспалар бөлінеді. Адсорбциялы технология атмосферадан азот пен оттек алуға мүмкіндік береді. Қондырғылар қысқа циклді қыздырылмайтын адсорбция принципімен жұмыс атқарады. Қазіргі уақытта қыздырылмайтын адсорбцианың үш түрі кең қолданыс тапты: арынды, вакуумды, аралас.
Арынды адсорбция үшін - азотты(оттекті) атмосферадан жоғары қысымда бөледі, ал адсорбент регенерациясы атмосфера қысымына сай болады. Вакуумдық адсорбцияда - азотты(оттекті) атмосфералық қысымда алады, ал регенерация кері қысымда болады. Аралас адсорбция кезінде - қысым керіден оң қысымға дейін ауысып отырады.
2.2. Процесс орнын таңдау
Газды кептіруді адсорбентпен толтырылған екі немесе үш адсорберде жүргізеді (5.2-сурет). Адсорберлердің біреуінде кептіру процесі жүргенде, басқасында адсорбент активтілігінің қайта қалпына келуі (регенрациясы) жүргізіледі. Адсорбцияны 25-40 0С температурада және 0,2-0,4 МПа қысымда жүргізеді. Адсорберден өтетін газдың ылғалдылығы белгілі мөлшерден жоғары болғанда, адсорберді регенерацияға қояды. Газдың құрамындағы ылғалдың мөлшерін оның ашық нүктесі арқылы анықтайды.
Сурет 1. Газдарды адсорбциялап кептіру қондырғысының жүйесі
1, 7 - сеператорлар; 2, 3 - адсорберлер; 4 - реттелмелі штуцер; 5 - пеш; 6 - тоңазытқыш.
Регенерацияға ауысқан адсорберге құрғақ қыздырылған газ береді. Силикагельде, алюмогельде, активтелген алюминий оксидінде және бокситте регенерацияны 180-200 0С температурада, ал молекулалық елеуіштерде - цеолиттерде регенерациялауды 310-370 0С-та жүргізеді. Қысым барлық жағдайда атмосфералық деңгейде ұсталады. Регенерациялау температураларының мұндай айырмашылығы молекулалық елеуіштер тесіктерінің майда болуымен және адсорбцияланған затқа түтіктік күштің үлкен әсерімен түсіндіріледі: адсорбцияланған молекуланы адсорбенттен бөлу үшін және оны бу күйіне өткізуге көп энергия жұмсалады.
Адсорбенттің регенерациясын су буының толық бөлінуі тоқтағанға дейін жүргізеді. Газды кептіру айналымы 8, 12, 16 немесе 24 сағатты құрайды. Газды кептірудің сапасын тұрақты сақтап тұру үшін жұтқыштық адсорбциялық сыйымдылығын толық пайдаланбайды - адсорберлерді бір айналымнан екінші айналымға ауыстырып отырады. Адсорбентті белгілі бір уақыт пайдаланудан өткен соң (2-5 жыл) жаңасымен ауыстырады.
Соңғы кездері газдарды кептірудің қысқа мерзімді адсорбциялау процестері көбірек қолданылуда. Адсорбция уақыты 1,5-нан 10 мин.-қа дейін, оны жоғары қысымда және нормальді температурада жүргізеді. Ал адсорбентті регенерациялауды - атмосфералық қысымда және бастапқы температурада жүргізеді. Қысқа мерзімді адсорбцияда адсорбентесебінде силикагель қолданылады.
Адсорберлер - цилиндр тәрізді, биіктігінің диаметріне қатынасы 21-ден 51 дейінгі аппараттар. Бұларда адсорбент тіректі торларға бір-бірінің аралары 1,2-1,5 м-ден орналастырылады. Газдың қозғалу жылдамдығы аппарат бойында 0,1-0,3 мсек.құрайды. Газдарды адсорбенттермен кептіруді, депрессияны, яғни, шың нүктесін 45 0С-тан да төмендету қажет болғанда қолданады. Басқа көрсеткіштер бойынша, сұйықтық жүйе, яғни, газдарды гликольдермен ылғалсыздандыру, қатты кептіргішпен осыны іске асырудан кем түспейді. Табиғи газдың көп мөлшерін кептіруде екіэтиленгликоль немесе үшэтиленгликольмен істейтін жүйе, капиталдық және пайдалану шығыны жөнінен тіптен үнемділеу.
Қазіргі кезде газ өңдеу зауыттарында газдарды терең кептіру цеолиттерде қолданыс тапқандықтан; газдың ең төменгі шық нүктесіне жету үшін кептірудің қосарланған әдісін қолданады - газды кептірудің бірінші сатысында абсорбция, ал екіншісінде - адсорбция әдісімен цеолиттерде іске асырады. Бұл газ ағымынан судан таза және газдың ең төменгі шық нүктесіне жетуге мүмкіндік береді.
Газды кептірудің адсорбциялық әдісінің гликольмен жүргізуден артықшылығы: технологиялық параметрлер алшақ болғанда ең төменгі шық нүктесіне жетіп, оның депрессиясы жоғары болады; температураның және қысымның өзгеруі кептіру сапасына көп әсер етпейді; процесс қарапайым және сенімді болады. Бірақ, адсорбциялық кептіру әдісінің мынадай кемшіліктері бар: жоғары қуатты қондырғыны іске қосу үшін көп капиталдың шығынын шығару қажет; жоғары тиімді және сенімді процестер негізгі технологиялық процестері (адсорбция, десорбция, тоңазыту) жоқ; адсорбенттің тиімділігі оның коррозия ингибиторымен, механикалық және басқа қоспалармен ластануының нәтижесінде төмендейді, сондықтан оны ауыстыруға тура келеді.
Әртүрлі мұнай-газ өндіру аудандарында өндірілетін мұнай газы әртүрлі құрамға ие, және де көмірсутектерден басқа, құрамында ылғал тамшысы, күкіртсутек, көмір қышқыл газы, азот және басқа да газдар болуы мүмкін.
Газда ылғалдың, күкіртсутектің және көмірқышқыл газының болуы жабдықтар мен коммуникациялар жағдайына кері әсерін тигізеді және газды тасымалдау кезінде де айтарлықтай қиыншылықтар тудырады. Ылғал тамшылары белгілі бір жағдайда көмірсутектермен бірігіп гидраттар түзеді, олар газ құбырларының өткізу қабілетін төмендетіп немесе толық тығындап тастайды. Конденсацияланатын көмірсутектер сұйық тығындарын түзуі мүмкін, олар да құбырлардың өткізу қабілетін азайтады. Күкіртсутек пен көміртегінің қос тотығы жабдықтың, құбыр мен арматураның тез тоттануына жағдай жасайды. Егерде газда күкіртсутек көп болса, онда одан арнайы қондырғылар арқылы кристалды күкіртті алуға болады, ал ол қажетті өнім болып табылады.
Осыған байланысты магистралды газ құбырларына және тұтынушыға берілетін газ сапасына белгілі-бір талаптар қойылады, оларды орындау барысында газдың қалыпты тасымалдануы және санитарлық нормалармен қолданылуы қамтамасыз етіледі. Қазіргі кезде газды кептіру тереңдігі, одан конденсацияланған көмірсутектерді алу және тұтынушы кәсіпорындардың арасындағы келісіммен анықталады.
Коммуналды-тұрмыстық тұтынушыларға арналған газ сапасы МЕСТ-5542-78 сәйкес болады. Бұл жағдайда газды күкіртсутектен және механикалық қоспалардан тазалауға ерекше талаптар қойылады, олар нөлге келтірілуі керек.
Сонымен қатар, ауадағы газдың, оның ауадағы құрамы 1% мөлшерінде болған кездің өзінде де иісі білінуі керек. Таза газдың иісі болмайтындығына байланысты газ ағынына арнайы заттар - одаранттар бүркіліп беріледі және газ күшті спецификалық иіске ие болып, осы арқылы газдың шығып тұрған жерін анықтайды.
Одорант ретінде көбіне-көп этилмергаптандарды - күкірттің органикалық қосылысынан тұратын түссіз органикалық сұйықтықты қолданады. Этилмеркаптандардың ұсынылатын шығын нормасы 1000 м3-ке 16 г-нан келеді. Газқұбырына одорантты енгізу үшін арнайы автоматтандырылған құрылғы-одоризаторларды қолданады, олар газ шығынына байланысты жұмыс істейді. Одоризацияланған газ құбырлар бойымен жүріп өтіп тұтынушыға жеткенге дейінгі едәуір қашықтықта өзінің бастапқы одоризация дәрежесін сақтау қасиетіне ие.
Төменгі температуралы айыру, бұл әдіс газдың ылғалдылығын температураға байланысты өзгертуге негізделген. Газды саалқындату кезінде булы фаза түрінде болатын ылғалдың бір бөлігі, сонымен қатар ауыр көмірсутектер конденсацияланады. Сұйықтан бөлінгеннен кейін газ ең (бастапқы конденсация температурасы) төменгі шық нүктесіне (точка росы) ие болады.
Бір кен орнында жоғары қысымға ие табиғи газдың және мұнай газының болуы табиғи газды дросселдеу (Джоул-Томсон эффектісі) кезінде алынған салқынды қолдану арқылы жылуалмастырғыштарда мұнай газын салқындату мүмкін. Газды 0,1 МПа-ға дросселдеу кезінде оның температурасы орта есеппен 0,3 0С-қа дейін төмендейді. Штуцердің көмегімен газдың температурасын 30 оС-қа дейін төмендетуге болады, осының нәтижесінде газдан айтарлықтай мөлшерде сулы және көмірсутекті конденсаттар бөлініп шығады.
Егер газ факторы үлкен болса (шамамен 1000 м3т) және сағалық қысымдар жоғары болса, онда мұнай газының өзін дросселдеу арқылы салқындатуға болады. Бұл жағдайда газдыконденсатты кен орындарында қолданылатын қондырғыларға ұқсас қондырғылар қолданылады.
Газ жоғарғы қысыммен құбыр арқылы тамшыны бөлгішке келіп түседі, онда ылғал тамшысынан және механикалық қоспалардан босатылады. Содан кейін араластырғышқа келіп түседі, онда гидрат түзілуіне қарсы қолданылатын ингибитормен, яғни диэтиленгликольмен (ДЭГ) араластырылады да, одан кейін құбырдағы құбыр түріндегі жылуалмастырғышқа беріледі, мұнда төменгі температуралы айырғыштағы салқын газбен салқындатылады. Одан соң газ штуцерде максималды конденсация қысымына дейін редукцияланып, осының нәтижесінде оның температурасы тез төмендейді. Газдың температурасы және қысымы тез төмендеген кезде судың және көмірсутекті конденсаттың конденсациясы жүреді, бұлар төменгі температуралық айырғыштың конденсат жинағышында біртіндеп жинақталады.
Судың сұйық көмірсутектерімен қоспаны бірінші конденсат-жинағышқа келіп түседі, мұнда ДЭГ (диэтиленгликоль) көмірсутекті конденсатынан бөлінеді. ДЭГ құбырлар арқылы регенерация қондырғысына келіп түседі, ал көмірсутекті конденсат біртіндеп конденсат-жинағыштан өтеді, бұнда штуцерлерде редуциялану есебінен қысым біртіндеп азаяды (төмендейді).
Көмірсутекті конденсаттың қысымын біртіндеп төмендету, бұл тұрақты конденсатты молырақ (яғни, максималды деңгейде) алу үшін жүргізеді. Қысымды бір реттік азайту кезінде конденсаттың шығуы да аз болады, өйткені қысымды тез азайтқан кезде алғашқыда негізінен жеңіл көмірсутектері бөлінеді, олар өздерімен бірге ауыр көмірсутектерінің (С5) үлкен мөлшерін ілестіре жүреді, бұлар атмосфералық жағдайда сұйық түрінде болады.
Салқын және кептірілген газ тұрақты қысым кезінде жылуалмастырғыштан өтеді, мұнда ол өзінің жылуының бір бөлігін өңдеуге түскен газға береді, одан соң шығын өлшегіш арқылы - құрғақ газды жинау коллекторына келіп түседі.
ДЭГ конденсацияланған сұйықтан бөлінеді және регенерациядан соң қайтадан қолданылады. Төменгі температуралық айыру кезінде ылғалдың және ауыр көмірсутектерінің бөлінуі бір мезгілде жүреді.
Төменгі температуралық айыру қондырғыларының (ТТАҚ) көптеген түрлері бар. Соның ішінде, егер табиғи газдың ТТАҚ-на кірер басындағы қысымы 9МПа аз болса, онда дроссель-эффектісі есебінен температура айтарлықтай төмендетілмейді. Бұл жағдайда температураны төмендету жылуалмастырғыштан кейін салқындату машиналарын орнату арқылы жүзеге асады. Мұздатқыш (хладагенттер) ретінде сұйытылған аммиак және фреондарды қолданады, олар кері температуралар кезінде буланып қайнайды.
Аммиактың және басқа да мұздатқыштардың булануын қолдана отырып жасанды түрде газды ... 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