Мұнай өңдеудің технологиялық процестері

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 38 бет
Таңдаулыға:

КІРІСПЕ
Мұнай - мыңдаған жылдардан бері адамзат үшін негізгі энергия көзі болып саналған және алдағы уақыттарда да солай болады. Жаңа заман өркениетін мұнай-газ өңдеуден алынатын мұнай өнімдерінсіз елестету мүмкін емес. Оларды пайдаға асыру бағыттары уақыт өте келе дами түсетін болады. Мұнай өңдеу өнімдерін іс жүзінде барлық дерлік салаларда пайдаланады: көліктің барлық түрлерінде, әскери және азаматтық құрылыста, ауыл шаруашылығында, энергетикада, тұрмыста және т.б. Мұнайдан әртүрлі пластмассалар, синтетикалық талшықтар, каучуктер, лактар, бояулар, жол мен құрылыс битумдарын, жуғыш заттар сияқты және басқада химиялық материалдар шығарады. Мұнайды қара алтынға теңеуіміз де осы себепті.
Сондықтан, мұнай саласы көптеген елдердің экономикасының жетекші саласы болып саналады. Мұнай қоры жөнінен ТМД елдері арасында 2- орынды, дүниежүзі бойынша 10-орынды алатын еліміздің де экономикасы үшін мұнай саласы өте маңызды орынды алады.
Елімізде алдағы уақытта мұнайды өндіру, өңдеу, экспортқа шығаруда көптеген шаралар жоспарлануда. Соның нәтижесінде еліміздің мұнай саласы дамып, экономикамызды көтеруге септігін тигізеді.
Жұмыстың өзектілігі: Мұнай өңдеу саласында біріншілік мұнай өңдеу басты қызметті атқарады. Өйткені, біріншілік өңдеудің нәтижесінде алған өнімдердің сапасы оның одан әрі өңдеу барысында алған өнімдердің сапасына әсерін тигізеді.
Жұмыстың мақсаты: Амангелді ГӨЗ ЖШС-де УПН-100 жылына 100 мың тонна мұнай өнімін шығаратын мұнай өңдеу қондырғысында біріншілік мұнай өңдеу процестерін зерттеу.

1 ӘДЕБИЕТТЕРГЕ ШОЛУ (НЕГІЗГІ БӨЛІМ)
1.1 Мұнай өңдеудің даму тарихы
Мұнай адамзатқа ерте замманан бері белгілі. Адамдар біздің заманымызға дейінгі 6 000 жылдықтың өзінде оны жарықтандыру мен жылуға пайдаланған. Өте ерте мұнай кәсіпшіліктері Евфрат жағаларында, Керч түбегінде, Қытайдың Сычуань аймағында орналасқан. Мұнай туралы өте ерте дереккөздерде кездеседі.
Мұнай - судан кейінгі екінші орынды алатын, жер бетіне кеңінен тараған, адамзатқа бірнеше мыңдаған жылдан бері белгілі сұйықтық. Латын тілінен аударғанда мұнай сөзі - petroleum - тас майы деген сөзді білдіреді. Шын мәнінде мұнай құрамында аздаған мөлшердегі азот, күкірт және оттек қосылыстары бар химиялық заттардан құралған көмірсутектердің күрделі қоспасынан тұрады. Осы қоспалардың әртүрлі компоненттерін қолдану үшін оларды бір-бірінен бөлу керек. Бұл бөлу процесі - мұнай айдау деп аталады.
ХІХ ғасырда мұнай негізгі энергия көзіне айналды. Жарықтандыру үшін пайдаланған кит майымен кит аулау кәсіпшілігі әлем елдерін жеткілікті мөлшерде қамтамасыз ете алмады. Сондықтан жаңа энергия көзі қажет болды. 1859 жылы тамызда Эдвин Дрейктің Пенсильванияда бұрғылаған алғашқы мұнай ұңғымасы адамзат тарихына жаңа кезеңді алып келді.
Қазақстанда мұнай көп уақыттан бері өндіріліп келеді және пайдаланады, дегенмен мұнай кен орындарын қарқынды игеру ХІХ-ғасырдың аяғы мен ХХ-ғасырдың басынан басталған 1899 жылдың 13 қарашасында Қарашұңғылда 40 м тереңдіктен №7 ұңғымадан жеңіл мұнайдың бірінші фонтаны атқылағаны белгілі. Сол күннен Қазақстан Республикасында мұнай өнеркәсібінің дамуы басталады. 1911 жылы Доссор кен орыны Қазақстанда бірінші болып өндірістік игеруге енгізіледі. Республикадағы мұнай өндіру өнеркәсібі соғысқа дейінгі жылдары қарқынды дамыды. Ұзындығы 847 шақырым Каспий-Орск мұнай құбыры мен Қандыағаш-Гурьев темір жолы іске қосылды.
ХХ ғасырдың 60-жылдардың ортасына дейін республикада мұнай өндіру баяу дамыды. Орта жылдық өнім өндіру 1,5 млн тоннадан аспады. Жалғыз мұнай ауданы Ембі бассейні болды.
Маңғышлақ түбегінде 50-жылдардың соңында терең барлау ұңғыларын бұрғылау жүмыстары жүргізіле бастады, соның нәтижесінде Өзен және Жетібай ірі кен орындары ашылды. 1961 жылы Жетібай кен орнынан бірінші фонтанды ұңғымадан мұнай алынды.
Аз уақыт ішінде жаңа кен орындарды игеру басталды. Маңғышлақ-Мақат темір жолы салынды. Маңғышлақнефть кәсіпшілік бірлестігі құрылды, 1965 жылдан бері осы жердегі ашық кен орындарды игеру басталды.
1975 жылы республикада мұнай өндіру 23,9 млн тоннаға жетті және 1970 жылымен салыстырғанда 1,8 есеге өсті. 1976 жылы Теңіз құрылымындағы тұзасты шөгінділерінің өнеркәсіптік мұнайлылығы анықталды және 1979 жылы осы кен орны игеруге енгізілді, бұл кен орны мұнай қоры жағынан дүние жүзіндегі ең ірілерінің бірі болып саналады.
Келесі жылдар ішінде Каспий маңы ойпатындағы Жаңажол, Қарашығанақ аймақтарынан тұзасты шөгінділердегі мұнай-газды кен орындар ашылды.
1981-1992 аралығында республикадағы мұнай өндіру жоғары қарқынмен дамыды. 1981 жылғы мұнай өндіру 19,1 млн тоннадан 1992 жылы 25,8 млн тоннаға жетті. Маңызды оқиғалардың бірі Арысқұм майысуындағы Құмкөл ірі мұнайгаз кен орнының ашылуы және Каспий маңы ойпатындағы ірі мұнайгазконденсатты Жаңажол, Қарашығанақ кен орындарының ашылуы болды. Осы кен орындарының ашылуы Қазақстанның мұнай-газ саласындағы шикізат базасын ұлғайтып, оны ірі өнеркәсіптік орталықтар қатарынан ерекшелердің қатарына ығыстырды.
Қазақстан Республикасының экономикасы үшін мұнай-газ өнеркәсібінің орны бөлек және өте маңызды болып табылады. Дүние жүзінде жылдап жылға көмірсутектерді тұтыну өсіп келеді, өз кезегінде Қазақстанда мұнай өндіру жыл сайын өсуде; жақын арада мұнай өндіру мөлшері 100 млн тоннаға жеткізу тұр. Мұнай-газ саласында мыңдаған адамдар жұмыс істеп өздерінің үлесін қосуда. Сонымен қатар, салаға ірі жетекші шетелдік компаниялар инвестицияларын тартуда. Мұнай - газ Қазақстан экономикасын дамытуда маңызды роль атқаратындығында және өнеркәсіп өндірісінде капиталдық мүмкіндіктер секторының бірі екендігінде сөз жоқ.
Қазіргі заманғы дүниежүзілік экономикада мұнай мен газдың алатын орны ерекше. Бүгінгі таңда миллиартаған адамдар есептеп жатпастан мұнай мен газды күн сайын, сағат сайын қолданады.
Жалпы алғанда, бүгінгі таңда мұнайдың дүниежүзілік шығарылатын қоры мынандай сандармен (млрд. т) бағланады:
oo Газ конденсаты - 1,0-1,5 (шығарылатыны - 1,0);
oo Кәдімгі мұнай - 220-280 (шығарылатыны - 100);
oo Өте ауыр мұнай - 650-730 (шығарылатыны 350).
Қазіргідей қарқынмен мұнайды өндіру көлемінің осы қоры қырық жылдан артық уақытқа жетуі керек. Барлық дүниежүзілік қордың көп бөлігі 60 %-ға жуығы - Таяу және Орта Шығысқа келеді. Екінші орында 15 % үлесіне тиетін Оңтүстік және Солтүстік Америка. ТМД елдері мен Қытайдың үлесінде - 12 %, Африкада - 8 %, қалған елдерде 5 %-ке жуық.
Мұнайға ең бай мемлекет - Сауд Аравиясы (дәлелденген дүниежүзілік қордың 25 %), Ирак (10,8 %), ОАЭ (9,3 %), Кувейт (9,2 %), Иран (8,6 %) және Венесуэла (7,3 %) - бұлардың барлығы МЭЕҰ (мұнайды экспортқа шығарылатын елдер ұйымы ОРЕС) мүшелері болып табылады, олардың үлесіне дүниежүзілік қордың 78 % келеді. Аса ауыр мұнайдың қоры негізінен Канадада, Венесуэлада және ТМД елдерінің герриториясында шоғырланған (1-сурет).

1-сурет - Дәлелденген мұнай қорлары
Бүгінде Қазақстанның минералды шикізат кешені мен оның маңызды құрамдас бөлігі - мұнай-газ индустриясы отандық және шетелдік инвесторлардың жоғары қызығушылықтарын тудырып отыр. Көмірсутек қорының көлемі бойынша ірі мұнай державаларының ондығына кіреді. Дүниежүзілік барланған көмірсутектердің қоры жөнінен Қазақстандағы мұнайдың үлесі - 3,2 % (4,6 млрд. т), ал газ қоры жөнінен - 1,5 % (2,2 трлн. м3) құрайды. Ал, болжамды ресуртардағы үлесі мұнай бойынша - 8 % (17 млрд. т), газ қоры бойынша - 3,4 %-ды (146,4 трлн. м3) құрайды
Қазіргі таңда мұнай өндіру көлемі жөнінен әлем елдерінен Қазақстан Таяу Шығыс, Ресей, Венесуэла, Қытай, Норвегия, Канада, Ұлыбритания, Индонезия, Бразилия және кейбір Афирика елдерінен кейінгі 18-орынды алады (ТМД елдері арасында 2-ші орын).
Қазақстанның мұнай саласы - экономикамыздың ең басты салаларының бірі. 1899 жылдың қараша айында Қарашангүл кен орнында ең алғаш қазақ мұнайы өндірілген болатын. Елімізде мұнай өндіру 1992 жылы 25,8 млн тоннаны құраса, 2012 жылы 80 млн тоннаны құрады.
Қазақстан нарығындағы мұнай кен орындарының үлесі
Мұнай қоры бойынша Қазақстан көптеген мұнай өндіретін елдерден асып түседі. Республикада барланған мұнай және конденсат қорлары - 2,8 миллиард тонна, газ қоры - 1,9 триллион куб метр. . Бүгінгі таңда мұнайдың ең үлкен кен орны еліміздің батысында орналасқан. Атырау және Маңғыстау облыстарының территориясында мұнайдың өндірістік қорларынан тұратын 70 % Қазақстандық кен орындары бар. Анықталған 207 кен орындарының 80-ге жуығы Атырау облысында, Каспий өңірі ойпатының территориясында орналасқан (1-ші кесте). Маңғыстау облысында 54 кен орны, Ақтөбе облысыгда - 22, Оңтүстік Қазақстанда - 16, Батыс Қазақстанда - 15, Қызылорда облысында - 11, Жамбыл облысында - 6 және Қарағандыда - 4 кен орны бар. Қазақстандағы ең ірі мұнай кен орындары Теңіз (мұнай) кен орны, Өзен (мұнай-газ), Қарашығанақ (мұнай-газ конденсатты), Қаламқас (мұнай-газ) болып табылады.
Республика аумағында 202 мұнай және газ кен орындары орналасқан. Мұнай өндіру 55 кен орнында жүргізіледі. Шығарған мұнай ресурстарының болжамды көлемі 7,8 млрд тоннаға, ал табиғи газ - 7,1 трлн. м3-қа бағаланып отыр. Бұл ресурстардың 70 %-ға жуығы Батыс Қазақстан облыстарында шоғырланған. Басым бөлігі тұз асты шөгінділерімен байланысты және шамамен бес мың метр тереңдікте орналасады. Ең ірі кен орындарына Теңіз (мұнай), Өзен (мұнайлы газды), Қарашығанақ (мұнайлы-газды конденсатты), Жаңажол, Қаламқас (мұнайлы газды) кен орындары жатады.
Елімізде мұнай өндіру 2008 жылы 70 млн тоннаны құрады. Оның ішінде Теңізде - 17,3 млн, Қарашығанақта - 11 млн, Өзенде - 6,5 млн, Жаңажолда 6,3 млн, Құмкөлде - 5,8 млн, Қаламқаста - 4,2 млн, Қаражанбаста - 2 млн, Жетібайда - 1,2 млн, Қарақұдықта - 1,2 млн, Алібекмолада - 0,4 млн, Асарда - 0,2 млн, Тасболатта - 0,1 млн және т.б.
2012 жылдың аяғында Британдық ВР (British Petrolеum) Қазақстанның мұнай қорын 30 млрд. баррелге немесе 3,9 млрд. тоннаға, әлемдік мұнай қорының 1,8 %-на бағалады.

1-кесте - Қазақстанның негізгі мұнай-газ бассейндері
Қазақстанның негізгі мұнай-газ бассейндері
Бассейн
Ауданы мың.км2
Алынатын қоры
Ескерту

Мұнай млн.т
Газ млрд.м3
Конденсат млн т

Каспий өңірінің ойпаты
385
4 000
1 200
325
125 кен орны 50 % мұнай қоры - Қашаған және Теңіз
60 % газ және конденсат қоры - Қарашығанақ
Бозащы үстірті
100
270
45

16 кен орнының ең ірілері - Қаламқас, Қаражанбас
Маңғышлақ
50
337
78
4
50 кен орны ірілері - - Өзен, Жетібай
Шу-Сарысу
168
-
50
2
9 кен орны. Ең ірілері - Амангелді, Айрақты, Орталық, Придорожное. Амангелді кен орны игерілуде, 15 скважина бұрғыланған, Амангелді-Тараз (160 км) газ құбыры пайдалануға берілген.
Оңтүстік-Торғай
80
134
24
1
15 кен орны. Ең ірілері - Құмкөл, Арысқұм, Ақшабұлақ.

2-кесте - Қазақстанда мұнай және табиғи газ өндіру
Қазақстанда мұнай және табиғи га өндіру

2004 ж.
2006 ж.
2007 ж.
2010 ж
2015 ж
Мұнай, млн. т
59,1
64,0
65,5
80,0
130,0
Газ, млрд. м3
17,0
28,7
36,0
40,5
75

1.2 Мұнай өңдеу процестерінің шикізаты ретіндегі мұнайдың ерекшеліктері

Мұнай және мұнай қоспалары шикізат ретінде өзіне тән қасиеттер сипатталады айдау технологиясындағы кейбір ерекшеліктерін қамтамасыз етеді.
Нефть и нефтяные смеси как сырье для ректификации характеризуются рядом специфических свойств, обусловливающих некоторые особенности в технологии их переработки.
1. Нефть и особенно ее высококипящие фракции и остатки характеризуются невысокой термической стабильностью. Для большинства нефтей температура термической стабильности соответствует температурной границе деления примерно между дизельным топливам и мазутом по кривой ИТК, то есть ≈350 - 360ºС. Нагрев нефти до более высоких температур будет сопровождаться ее деструкцией и, следовательно, ухудшением качества отбираемых продуктов перегонки. В этой связи перегонку нефти и ее тяжелых фракций проводят с ограничением по температуре нагрева. В условиях такого ограничения для выделения дополнительных фракций нефти, выкипающих выше предельно допустимой температуры нагрева сырья, возможно использовать практически единственный способ повышения относительной летучести компонентов - перегонку под вакуумом. Так, перегонка мазута при остаточных давлениях в зоне питания вакуумной колонны ≈100 и ≈20 мм рт. ст. (≈ 133 и 30 гПа) позволяет отобрать газойлевые (масляные) фракции с температурой конца кипения соответственно до 500 и 600 ºС. Обычно для повышения четкости разделения при вакуумной (а также и атмосферной) перегонке применяют подачу водяного пара для отпаривания более легких фракций. Следовательно, с позиций термической нестабильности нефти технология ее глубокой перегонки (то есть с отбором фракций до гудрона) должна включать как минимум 2 стадии: атмосферную перегонку до мазута с отбором топливных фракций и перегонку под вакуумом мазута с отбором газойлевых (масляных) фракций и в остатке гудрона.
2. Нефть представляет собой многокомпонентное сырье с непрерывным характером распределения фракционного состава и соответственно летучести компонентов. Расчеты показывают, что значение коэффициента относительной летучести непрерывно (экспоненциально) убывает по мере утяжеления фракций нефти, а также по мере сужения температурного интервала кипения фракций. Эта особенность нефтяного сырья обусловливает определенные ограничения как на четкость погоноразделения, особенно относительно высококипящих фракций, так и по отношению к узости фракций. С экономической точки зрения, нецелесообразно требовать от процессов перегонки выделить, например, индивидуальный чистый углеводород или сверхузкие фракции нефти. Поэтому в нефтепереработке довольствуются получением следующих топливных и газойлевых фракций, выкипающих в достаточно широком интервале температур: бензиновые н.к - 140 ºС (180 ºС); керосиновые 140 (180) - 240 ºС; дизельные 24-350 ºС; вакуумный дистиллят (вакуумный газойль) 350-400 ºС, 400-450 ºС и 45-500 ºС; тяжелый остаток - гудрон 490 ºС (500 ºС). Иногда ограничиваются неглубокой атмосферной перегонкой нефти с получением в остатке мазута 350 ºС, используемого в качестве котельного топлива.
3. Высококипящие и остаточные фракции нефти содержат значительное количество гетероорганических смолисто-асфальтеновых соединений и металлов, попадание которых при перегонке в дистилляты резко ухудшает их эксплуатационные характеристики и значительно усложняет последующую их переработку. Это обстоятельство обусловливает необходимость организации четкой сепарации фаз в секции питания атмосферной и особенно вакуумной колонн. Эффективная сепарация фаз в секции питания колонн достигается установкой специальных сепараторов (отбойных тарелок, насадок и т.д), улавливающих мельчайшие капли (туман, пена, брызги) кубовой жидкости, а также промывкой потока паров стекающей жидкостью в специальной промывной тарелке. Для этого и с целью повышения разделительной способности нижних тарелок сепарационной секций колонны необходимо обеспечить некоторый избыток орошения, называемый избытком однократного испарения, путем незначительного перегрева сырья (но не выше предельно допустимой величины). Доля отгона при однократном испарении в секции питания колонны должна быть на 2-5 % больше выхода продуктов, отбираемых в виде дистиллята и боковых погонов.
Мұнай - көбінесе қара түсті, майлы, сұйық жанғыш минерал. Оның түсі шайырлы заттардың құрамы мен құрылымына байланысты. Кейде қызыл, қоңыр, тіпті түссіз мұнай түрлері де кездеседі. Мұнай судан жеңіл болып табылады. Мұнай және судың өзара ерігіштігі өте төмен. Алайда, қарқынды араластырудың нәтижесінде кейде өте тұрақты мұнай эмульсиялары қалыптасады. Құрамы бойынша мұнай - ерітілген қатты және газ тәріздес көмірсутектері бар сұйық көмірсутектер қоспасы мен органикалық қосылыстардан тұрады. Мұнайдың құрамына кіретін негізгі химиялық элементтер: 82-87% - көмір, 11-15% - сутегі, 0,1-7,0% - күкірт, 2,2%-ға дейін - азот, 1,5% - оттегі болып табылады. Мұнай газын есептмегенде, пайдалы қазбалар арасында мұнай жоғары қыздыратын отын ретінде белгілі, өйткені, мұнай құрамында сутегінің ең үлкен мөлшері бар. Жанғыш қазба отын компоненттерінің ішінде сутегі өте жоғары жанғыш қасиетке ие. Мұнай құрамына негізінен көмірсутектердің мынадай: парафинді, олефинді, нафтенді және ароматты төрт тобы кіреді. Оттегі, күкірт және азот оттекті, күкіртті және азотты қосылыстар түрінде қамтылған. Мұнай фракцияларындағы көмірсутек топтарының құрамы әртүрлі болып табылады. Көмірсутектер тобының басымдылығы мұнайға мұнай өнімдерін қолдану аумағында және мұнай өңдеу тәсілдеріне әсер ететін түрлі қасиеттер береді.
Қазіргі уақытта, мұнай мен табиғи газ отын мен жағармай өндірісінің ғана емес, сондай-ақ химиялық және мұнайхимиялық өнеркәсібінің шикізаті болып табылады. Мұнайдан мотор отынының барлық түрлерін: бензин, керосин, реактивті отын, дизель отыны, қыздырғыш отын, сондай-ақ жағармайларының барлық түрлерін (көліктік, турбиналық, индустриялды және т.б.) алуға болады. Көмірсутекті газдар отын ретінде ғана емес, сондай-ақ органикалық материалдардың барлық түрлерін өндіру үшін шикізат ретінде қолданылады: пластмасс, бояғыштар және т.б. Сондықтан, халық шаруашылығында мұнайдың рөлі өзінің маңыздылығын сақтап тұр. Соңғы жылдары мұнай өнімдерін және органикалық синтез өнімдерін жаппай пайдалану аудандарында мұнай өңдеуші және мұнайхимиялық ірі комбинаттар құрылды, органикалық синтез бойынша жаңа процестер және өнім тазалығы жоғары мұнайхимиялық өндіріс меңгерілді. Мұнай, газ, мұнай өңдеу және мұнайхимиялық өндірістің әрі қарай дамуы; автомобиль бензиннің, дизель отынның, жағармайлардың сапасының өсуі, ароматты көмірсутектердің, азкүкіртті электродты кокс және химиялық өндіріске мұнай шикізаттарын өндірудің кеңеюі қарастырылып жатыр.

3.1 Мұнай-газ өңдеудің негізгі (типтік) процестерінің және аппараттарының жіктелуі

Негізгі немесе типтік мұнай-газ өңдеу процестері ең алдымен бастапқы қоспаларды зат және энергия алмасу есебінен бөлуді қолдану тұрғысынан қарастырылған.
Негізгі процестердің жіктелуінің негізі әр түрлі принциптерге сүйенуі мүмкін, алайда бұл процестердің түрлері өте көп болғандықтан, олардың процестің қозғалыс күшін тудыру тәсілі бойынша жіктеген дұрыс.
Осыған байланысты химиялық технологиялардың негізгі процестерін келесі кластарға бөлуге болады.
Масса алмасу және диффузиялық процестер мұнай өңдеуде маңызды роль атқарады. Ректификациялау әдісімен мұнайдан әртүрлі өнімдер: бензин, керосин, дизель отыны, мазут, мұнай фракцияларын алады.

ПРОЦЕСТЕР

Айдау
Масса алмасу

Ректификация

Абсорбция
Гидро-механикалық

Десорбция
Механикалық
Адсорбция

Экстракция
Жылулық

Сушка
Химиялық

Кристалдану

Апараттар

Айдау
Масса алмасу

Ректификациялық колонналар
Гидро-механикалық

Абсорберлер
Механикалық

Десорберлер
Жылулық

Химиялық

Адсорберлер

Экстракторлар
Катализаторлар
Суытқыштар

МӨЗ-ның технологиялық процестерін 2 топқа жіктеу қабылданған: физикалық және химиялық.
1. Физикалық (масса алмасу) процестері нәтижесінде химиялық түрленусіз және мұнай фракциясынан мұнайды, мұнай қалдықтарын, май фракцияларын, газконденсаттарын және қажетсіз құраушылардың (полициклдік ароматты көмірсулар, асфальтендер, қиын балқитын парафиндер) газдарын, көмірсулы емес қосылыстарды жою арқылы мұнайды құраушы құрамдастарға (отын және май фракциялары) бөлуге қол жеткізіледі.
Физикалық процестерді масса алмасу типі бойынша өзара келесі түрлерге бөлуге болады:
1.1 - гравитациялық (ЭТТҚ-ЭЛОУ);
1.2 - ректификациялық (АҚ, АВҚ, ГФҚ и др.);
1.3 - экстракциялық (асфальтсіздендіру, селекциялық тазалау, кристаллизатормен парафинсіздендіру);
1.4 - адсорбциялық (цеолиттердің көмегімен парафинсіздендіру, контактілі тазалау);
1.5 - абсорбциялық (АГФҚ, Н2О, СО2 - ның көмегімен тазалау)
2. Химиялық процестерде мұнай шикізатын өңдеу бастапқы шикізатта жоқ жаңа өнімдерді алатын химиялық түрленулер жолымен жүзеге асырылады.
Қазіргі МӨЗ-тарында қолданылатын химиялық процестерді химиялық реакцияларының активтену тәсілі бойынша келесі түрлерге жіктеуге болады:
2.1 - термиялық; на термические;
2.2 - каталитикалық. каталитические.
Термиялық процестерді химиялық реакциялардың әдісі бойынша мынадай түрлерге жіктеуге болады:
2.1.1 - термодеструктивті (термиялық крекинг, висбрекинг, кокстену, пиролиз, пектеу (пек алу, пекование) техникалық-көміртек өндірісі және т.б.);
2.1.2 - термоокислительные (битум, коксты газдандыру, көмір және т.б. өндірісі).
Термодеструктивті процестерде шикізаттардың төмен молекулалы қосылыстарға ыдырау (крекинг) реакциясы, сонымен қатар жоғары молекулалы мысалы, кокс, пек және т.б. түзілуімен конденсация реакциялары басым түрде жүреді.
Каталитикалық процестерді катализденуі бойынша келесі түрлерге жіктеуге болады:
2.2.1 - гетеролиздік - күрделі катализ механизмі бойынша жүретін (каталитикалық крекинг, алкилдендіру, полмерлену, эфир өндірісі және т.б.);
2.2.2 - гомолитикалық - электрондық катализ механизмі бойынша жүретін (сутек өндірісі, газ, метанол, күкірт элементінің синтезі);
2.2.3 - гидрокаталитикалық, бифункционалдық (күрделі) катализінің механизмі бойынша (гидротазалау, гидрокүкіртсіздендіру, гидрокерекинг, каталитикалық риформинг, изомерлену, гидроароматсіздендіру, селекциялық гидропарафинсідендіру және т.б.).

Мұнай өңдеуінің негізгі схемалары
Мұнайды МӨЗ-да арналы схема деп аталатын технологиялық процестердің белгілі тізбегі бойынша өңдейді. Шартты түрде бұл простерді мына топтарға бөледі:
oo Біріншілік өңдеу (тұзсыздандыру және сусыздандыру, мұнайдың атмосфералық және атмофералық-вакуумдық айдау, бензиндердің дизельді және ммай фракцияларын екіншілік айдау);
oo Термиялық процестер (термиялық крекинг, висбрекинг, кокстеу, пиролиз);
oo Термокаталитикалық процестер (каталитикалық крекинг және риформинг, гидротазалау, гидрокрекинг);
oo Мұнай газдарын өңдеу процестері (алкилдеу, полимерлеу, изомирлеу);
oo Майлар мен парафиндерді өндіру процестері (деасфальттау, депарафиндеу, селективті тазалау, адсорбциялық және гидрогендеу қосымша тазалау);
oo Битумдар, жағар майлар, присадкалар мұнай қышқылдарын, техникалық көміртектің шикізатын алу процестері;
oo Ароматты көмірсутектерді алу процестері (экстракция, гидродеалкилдеу, деалформинг, дсипропорциялау).
Мұнай өңдеуінің үш негізгі жолы бар: отын алу, отын және май алу, мұнайхимиялық жолы.
Отын алу варианты бойынша мұнай негізінен моторлы және қазандық отындарға өндіріледі. Мұндай терең емес және терең өңдейді.
Терең емес өңдеуінде мотор отындарыдың яғни мөлдір фракциялардың шығымы 60%-тен аспайды және қазандық отынның шығымы жоғары болады. Мұнайдың терең емес отын алу варианты өңдеуге қатысатын технологиялық қондырғылардың саны ең аз және капиталдық қаржы бөлу жағынан ең арзан болып табылады. Негізгі кемістігі мұнай өндіру тереңдігі төмен (50-55%) болуы.
Егер өңделінетін мұнай немесе мұнайлар қоспасының құрамына қарай жоғары сапалы автомобильді және реактивті бензиндер, дизель отынды алуға мүмкіншілік болса, онда мұнайды терең өңдеу процестеріне ұшыратып қазандық отындардың шығымын минимумға түсіреді. Мұнай өңдеу тереңдігін 90%-ге дейін жеткізуге болады. Бұл жағдайда екіншілік процестер - әдетте каталитикалық крекинг, каталитикалық риформинг, гидрокрекинг, гидротазалау арқылы - ауыр фракцияларынан жоғары сапалы отындар алады.
Отын және май алу жолы. Мұнайды отын және май алу мақсатында шикізат ретінде тікелей айдау қалдығы (мазу) (350ºС) қолданылады. Оны вакуумдық айдау нәтижесінде шыққан вакуумдық газойль фракциясын - отын алу схемасы, ал май фракцияларын - май алу схемасы бойына өңдейді.
Мұнайхимиялық (комплексті) вариант мұнайдан жоғары сапалы отындар және жағар майлар мен бірге ауыр органикалық синтездің шикізаттарын, азотты тығайтқыштар, синтетикалық каучук, пластмассалар, жасанды талшықтар, жуғыш заттар, майлы қышқылдар, фенол, ацетон, спирттер, эфирлер және т.б химиялық процестер жүргізеді.
Сондықтан өңдеудің мұнайхимиялық жолы күрделі технологиялық схемалардың тіркесімдерімен тұрады және өте үлкен капиталдық қаржылығымен сипатталады.
Төменде мұнай өңдеуінің отын және отын-май варианттары және арналы жалпы схемалары келтірілген.
Біріншілік айдау және мөлдір фракцияларын жақсарту қондырғылар мен қатар МӨЗ-дың құрамын әдетте гидрокрекинг, каталитикалық және кокстеу қондырғылары кіреді. Каталитикалық крекинг және кокстеу арқылы түзілген жеңіл қанықпаған көмірсутектердің негізінде автомобиль бензиндердің жоғары октанды компоненттері - алкилат немесе метил -- трет-бутил эфирін алады (МТБЭ).
Майлардың өндірісіне гудронды деасфальттау, май дистилляттарын жәнне деасфальтизаттарын селективті тазалау, рафинаттарды, депарафиндеу, гидротазалау, тазартылған дистиллятты және қалдық майларды присадкалармен араластыру.

Мұнай өңдеу процестерінің технологиялық схемалары
Технологиялық процестердің жіктелуі
Процестер тобы
Процестердің аталымы
А. Физикалық

1. Тұзсыздандыру және сусыздандыру;
2. Атмосфералық және вакуумды айдау;
3. Сольввентті деастфальттау;
4. Полюсті еріткіштермен экстракциялық жақсарту;
5. Кристалдау арқылы депарафиндеу:
oo Адсорбциялық;
oo Карбамидті
В. Химиялық
1. Деструктивті
Каталитикалық
1. Каталитикалық крекинг
2. Алкилдеу
3. Полимерлеу
Термиялық
1. Термиялық крекинг және висбрекинг
2. Кокстеу
3. Пиролиз
2. Гидрогенді

1. Гидрожақсарту
2. Гидрокрекинг
3. Гидрокаталитикалық риформинг
4. Гидроизомерлеу
5. Гидродепарафиндеу
6. Гидродеароматтау
Термиялық
1. Гидровисбрекинг
2. Гидропиролиз
3. Донорлы-сольвентті крекинг
3. Тотықтыру
Каталитикалық
1. Сутек пен газ синтезінің өндірісі
2. Элементтік күкірттің өндірісі
3. Демеркаптанизация
Термиялық
1. Битум өндірісі
2. Пектер өндірісі
3. Көмірлер мен кокстерді газдау

3.1 Мұнай өңдеудің технологиялық процестері. Мұнайды біріншілік өңдеу

Қазіргі заманғы мұнай өңдеу өндірістері мұнай және мұнай фракцияларын өңдеу процестерімен ғана шектеліп қоймай, сондай-ақ газ өңдеу (тазалау, бөлу және т.б.) мен мұнайхимиялық процестерді (пиролиз - мұнайхимиясының басты процесі, сутек өндірісі, синтетикалық жағармайларды, жоғарыоктандық оттекті құрайтын қоспалардың синтезін, отын және май присадкалары және т.б.) өзіне қосады.

Мұнай өңдеудің жаңа үлгілері (сұлба).
Мұнай өңдеу зауыттары (МӨЗ) мұнай өнімдерін тұтыну аймақтарында салынады. Әдетте олар мұнай шығару орындарынан мың километр қашықтықта болады. Мұнай-химия зауыттары (МХЗ) мен органикалық синтез кәсіпорындары МӨЗ-тарына жақын немесе бір өнеркәсіп территорисында орналасады. Кез-келген мұнайдан жоғары сапалы негізгі мұнай өнімдерін алуға мүмкіндік беретін технологиялық процестер әлдеқашан жетілдірілгендіктен, шикі мұнайдың сапасы үнемі шешуші маңызға ие емес. Дегенмен, сапалы битумдарды, мұнай коксын және мұнай майларының жеке түрлерін шығару үшін шикізаттың арнайы түрлерін қажет етеді. Мысалы, жоғары парафинді мұнай түрлерінен сапалы битумдарды алу өте қиын, ал жоғары күкіртті мұнайдан аз күкіртті кокс алу қиындық тудырады.
Мұнай өңдеу сызба-нұсқаларының (нобай) әр түрлі нұсқалары бар және соған сәйкес тұтас мұнай өңдеу зауыттарының технологиялық сұлбалары: отын, отын-май және отын-май мұнай химиялық деп жіктеледі. Алғашқы екі схема бойынша МӨЗ негізінен мұнай отындарын, сондай-ақ мұнай майларын, кейде парафиндер, битум және мұнай коксті де өндіруі мүмкін.
МӨЗ-ның технологиялық сұлбалары, яғни, технологиялық қондырғылардың жинағы мен олардың өзара байланысы әртүрлі технологиялық және экономикалық факторларымен анықталады. (мұнай сапасы, түрлері және өнім сапасы, зауыт жұмысының икемділігі мен жылдың әр мезгіліндегі қондырғының құрамдас бөліктері, қаржылық салымдар, пайдалану шығысы, пайдалылық, тауарлық өнімге сұраныс, МӨЗ-ның осы аймақтағы басқа мұнай химия кәсіпорындарымен кооперциясы (қауымдасуы) және т.б.).

Мұнайды біріншілік айдау
Мұнайды біріншілік айдау мұнай өңдеудің ең басты процесі болып табылады. Келесі екінші процестердің - каталитикалық процестердің, май блогының және басқаларының жұмысының тиімділігі алғашқы айдауға тәуелді.
Мұнайдың біріншілік өңдеу технологиясы екі кезеңге бөлініп баяндалады - мұнайды өңдеуге дайындау және оның дистиллияция технологиясы. Мұнайды дайындау мәселесі су-мұнайлы дисперсті жүйелердің сипаттамаларын және олардың бүліну әдістерін, қалыпты және жоғары тұтқырлықты жүйелерді сусыздандыру мен тұзсыздандыру әдістері мен технологиясын және де мұнайды тұрақтандыруды қарауды қосады.
Мұнайды айдаудың бірыңғай схемасы жоқ. Ол мұнай құрамына, әрбір нақты аймақтағы мұнай өнімдерінің түрлеріне қажеттілігіне тәуелді.
Мұнайды бірінші айдау қондырғыларында үлкен көлемде көптеген құрылғылар: бағаналар, пештер, әр түрлі жылу алмастырғыштар және сыйымды ыдыстар (емкости), ауамен салқындату аппараттары, сораптар және тағы басқалары жинақталған.
Қондырғы жұмыстары екі көрсеткішпен: мұнайдағы потенциалды құрамы бойынша фракциялардың іріктелуімен (шығару тереңдігі) және алынып жатқан мұнай өнімдерінің сапасымен бағаланады. Бұл көрсеткіштер құрылғының тиімді жұмыс жасауына және технологиялық режиміне байланысты.
Все процессы переработки нефти и газа связаны с нагреванием или охлаждением материальных потоков, т.е. подводом или отводом тепла. Бұл процестерді енгізу және технологиялық есептеулер, мұнайзауыттық аппаратураны жобалау мұнай және мұнай өнімдерінің жылулық қасиеттерін жан-жақты зерттеуді қажет етеді. Жылу қасиеттерінее: үлестік жылу сыйымдылық, жану жылуы, сублимация және балқу жылуы, булану жылуы, энтальпия, жылуөткізгіштік және т.б. жатады.
Первичная переработка нефти объединяет технологии (установки) по обезвоживанию и обессоливанию нефти, ректификации нефти и мазута и получаемых нефтяных и газовых фракций, в основе которых лежит применение разнообразных гидромеханических, тепловых и массообменных процессов (осаждение, нагрев, охлаждение, испарение, конденсация, абсорбция, ректификация и др). эти процессы являются физическими в отличие от другой большой группы химических (ректификационных) процессов, при осуществлении которых исходное органическое сырье частично или полностью изменяет свою химическую природу. При химических процессах высокие температуры и катализаторы (хотя есть и некаталитические процессы) позволяют превратить одни органические вещества в другие. Эту группу реакционных процессов условно можно назвать вторичной переработкой нефтяных фракций (термический крекинг, каталитический крекинг, каталитический риформинг, изомеризация, алкилирование, гидрокрекинг и др). Отличительной особенностью химических процессов является использование специального аппарата - реактора, в котором происходит основной процесс, который дает название всему технологическому процессу(установке). Подготовка сырья перед поступлением в реактор и переработка полученных продуктов реакции производятся обычно с помощью физических процессов.

Обезвоживание и обессоливание нефти
Это процессы очистки нефти от воды и минеральных солей. Глубокая обессоливание нефти обеспечивает снижение коррозии и уменьшение отложений в аппаратуре, улучшение качества нефтяных фракций, в том числе и по содержанию металлов. Нефть, поступающая в колонну атмосферной ректификации, должна содержать воды не более 0,2 мас. % и солей не более 5 мгл, в то время как в добываемой из скважины нефти содержание воды может быть от 5 до 90 % и минеральных солей до 10-15 кгт. После промысловой подготовки нефти к транспорту содержание солей в ней снижается до 40-1800 мгл и воды до 0,2-1,0 мас %.
Уменьшение содержания солей в нефти с 8-14 до 3 мгл снижает потери от коррозии и позволяет не только увеличить межремонтный период работы установок ректификации нефти и мазута от 1-2 до 3-5 лет, но и продлить межремонтный период работы установок вторичной переработки нефтяных фракций, а также уменьшить расход технологического топлива, реагентов и катализаторов.
Вода и нефть взаимно нерастворимы, но при интенсивном перемешивании они образуют водонефтяную дисперсную смесь - эмульсию вода в нефти, разделение которой в отстойниках не происходит из-за малого диаметра частиц диспергированной воды (от 0,1 до 1000 мкм). Минеральные соли присутствуют растворенными в воде, поэтому при обезвоживании нефти происходит и ее обессоливание. Разрушают водонефтяные эмульсии гидромеханическим, термохимическим и электротермохимическим методами, для чего создана и соответствующая аппаратура.
Гидромеханический метод отстаивания нефти с целью расслоения пластовой воды и нефти, а также для осаждения мелких частиц диспергированной воды в слое нефти осуществляется в гравитационных отстойниках различной конструкции. Отстойники - это обычно горизонтальные цилиндрические аппараты объемом 100-150 м[3] с большой поверхностью раздела фаз, в которых отстаивание нефти происходит в течение 1-2 ч при температуре 120-140 ºС и давлении до 1,5 Мпа. Простое отстаивание нефти малоэффективно, но оно входит обязательным элементом во все другие методы обезвоживания.
Термохимический метод использует добавление в нефть деэмульгаторов, которые химически разрушают оболочку мельчайших глобул диспергированной воды. Мелкие глобулы воды объединяются друг с другом, и образовавшиеся глобулы крупного диаметра осаждаются с гораздо большей скоростью. Деэмульгаторы (5=50 гт нефти) в смесителе добавляют к нефти, которая при нефти температуре 60-100 ºС направляется в горизонтальный отстойник. Деэмульгаторы чрезвычайно разнообразны, их состав и добавляемое количество подбирают экспериментального для каждой нефти разных месторождений. Наибольшее применение получили поверхностно-активные вещества (ПАВ): сульфанол, сульфоэфиры, оксиэтилированные жидкие органические кислоты (ОЖК), алкилфенолы (ОП-10 и ОП-30), нафтенолы, органические спирты (неонол, синтанол и др.), дипроксамин, оксаворы, прохинор и др.
Глубокая очистка нефти от воды (до 0,1 мас %) и солей (до 1-5 мгл) достигается только электротермохимическим методом с интенсивным осаждением мелких частиц воды в сильном электрическом поле в присутствии больших количеств свежей промывочной пресной воды (5-7 мас %). Сферические глобулы (капли) воды под действием переменного электрического поля деформируются, вытягиваются, дрожат, соударяются и, наконец, сливаются и более крупные глобулы. Этому способствуют также и деэмульгаторы, разрывающие оболочки капель воды, и повышенная температура (120-130 ºС), понижающая вязкость нефти. Все эти факторы вместе увеличивают скорость осаждения капель диспергированной воды, в которой растворены минеральные соли.
Очистка нефти от воды и солей начинается на нефтяном промысле (подготовка нефти к транспорту) и заканчивается на НПЗ, при этом возможны три-пять очистки с использованием разных методов с обезвоживания. Конечной стадией является электрообезвоживание нефти на НПЗ. Современная технологическая установка обезвоживания и обессоливания нефти с применением электродегидраторов может быть автономной или быть блоком в составе комбинированной установки атмосферной ректификации нефти и вакуумной ректификации мазута.

Фракционирование нефти
Дистилляция и ректификация как методы непрерывного физического разделения смесей нашли широкое применение в химической промышленности. Термин перегонка соответствует английскому термину дистилляция (distillation). Однако иногда термин дистилляция (перегонка) употребляется в том же смысле, что и ректификация (rectification), и это может внести принципиальную неясность в понимании сущности процесса ректификации. Препочтительно использовать термин дистилляция только как синоним перегонки, поскольку ректификация, как будет далее показано, является более сложным и совершенно иным массообменным процессам разделения (фракционирования) смесей в сравнении с массообменными процессами дистилляции (перегонки).

Перегонка и ректификация
Перегонка -- старейший метод разделения нефти на фракции, содержащие компоненты с близкими молекулярными массами, которым удалось выделить нз нефтей ряд индивидуальных соединений. Так, еще в конце XIX века дробной перегонкой были выделены и идентифицированы пентан, изопентан, 2-метилпентан, 2,3-диметилбутан, 2- и 3-метилгексаны и ряд других низкокипящих углеводородов.
Различные виды перегонки и ректификации широко используют и в настоящее время -- ни одна схема анализа нефтей не обходится без фракционирования при атмосферном давлении или под вакуумом.
Фракционный состав нефти определяют с помощью перегонки при атмосферном давлении без ректификации на стандартном аппарате. При этом оценивают выход фракций, выкипающих до 300°С; перегонять более высококипящие нефтяные фракции и нефтепродукты при атмосферном давлении не рекомендуется, так как они при этом могут разлагаться.
Для определения группового углеводородного и структурно-группового состава обезвоженную нефть разделяют ректификацией при атмосферном давлении на унифицированных аппаратах (типа ЦИАТИМ-58а или АРН-2) на стандартные фракции: н. к. -- 60, 60 -- 95, 95 -- 122, 122 -- 150, 150 -- 200°С. Затем под вакуумом при остаточном давлении 666,5 -- 133,3 Па (5 -- 1 мм рт. ст.) отбирают средние фракции: 200 -- 250, 250 -- 300 и 300 -- 350 °С. Для приведения температур кипения в вакууме к температурам кипения при атмосферном давлении пользуются специальными пересчетными формулами или номограммами, чаще всего номограммой UOP.
Для фракционирования масляных фракций вместо насадочных аппаратов можно применять колонки с вращающимся ротором, имеющие меньшее гидравлическое сопротивление и обеспечивающие получение фракций без разложения вплоть до550°С.
Для выделения высококипящих масляных фракций возможно использование молекулярной перегонки. Процесс протекает в глубоком вакууме (остаточное давление 0,1 Па) при небольшом расстоянии между поверхностями испарения и конденсации (10 -- 30 мм), меньшем, чем длина свободного пробега молекул. В связи с этим испарившиеся молекулы не сталкиваются и достигают конденсатора с минимальными затратами энергии. Современные роторные пленочные аппараты позволяют отгонять фракции с температурой кипения до 650°С практически без разложения.
Ректификация при различных давлениях используется для выделения индивидуальных углеводородов из бензиновых фракций. При этом учитывается, что наиболее пологий характер зависимости давления насыщенного пара от температуры отмечается для н-алканов, более крутая зависимость характерна для алканов изостроения и циклоалканов.
Для разделения смесей углеводородов с близкими температурами кипения, например аренов Се, необходима сверхчеткая ректификация. Так, для выделения наиболее высококипящега изомера -- о-ксилола (коэффициент относительной летучести а ключевой пары компонентов п-ксилол -- о-ксилол при 180°С равен 1,135) используют ректификационные колонны, имеющие 100 -- 150 тарелок при кратности орошения (5 - 8): 1.
Одним из методов газоразделения наряду с абсорбцией является низкотемпературная ректификация с использованием таких хладагентов, как аммиак или пропан.

3.2 Тауарлық мұнай өнімдерінің сапасына негізгі талаптар

Мұнай өңдеу өнеркәсібі газ тәрізді, сұйық және қатты мұнай өнімдерінің үлкен ассортиментін (500-ден астам түрін) шығарады. Оларға талаптар Требования к ним весьма разно-образны и диктуются постоянно изменяющимися условиями применения или эксплуатации того или иного конкретного нефтепродукта.
Тауарлық мұнай өнімдерінің жіктелуінің негізіне әртүрлі принциптер қойылуы мүмкін, мысалы, фазалық құрамы немесе өндіру тәсілі бойынша. В основу классификации товарных нефтепродуктов могут быть положены различные принципы, например, по фазовому составу или способу их производства. Поскольку требования как к объему производства, так и к качеству товаров диктуют их потребители, то принято классифицировать нефтепродукты по их назначению, т. е. по направлению их использования в отраслях народного хозяйства.
Осыған сәйкес мұнай өнімдерін келесідей түрлерге жіктеледі:
1. Мотор отындары;
2. Энергетикалық отындар;
3. Мұнай майлары;
4. Көміртек және тұтқыр материалдар; Углеродные и вяжущие материалы.
5. Мұнай химиялық шикізат;
6. Әртүрлі мақсаттарда пайдаланылатын мұнай ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.