Мұнайды алғашқы өңдеу

КІРІСПЕ

ӘДЕБИЕТТІК ШОЛУ
1.1 Алғашқы өңдеудің мақсаты және әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...4
1.2 Мұнайды алғашқы айдау қондырғыларының технологиялық жүйелері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..8

НЕГІЗГІ БӨЛІМ
2.1 Мұнайды алғашқы өңдеу қондырғыларының негізгі аппараттары ... 11
2.2 Алғашқы өңдеу қондырғыларының техника.экономикалық көрсеткіштері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 13
2.3 Айдау қондырғыларын пайдалану негіздері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..14

Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...17

Пайдаланылған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .18

Мұнай – жанғыш зат, оның жану жылуы қатты жанғыш пайдалы қазбаларға (көмір, сланец, торф) қарағанда жоғары, ол шамамен 42Мдж/кг құрайды.
Мұнай сөзі «наф ата» деген, ағып жиналушы, ағып шығушы мәнін беретін парсы сөзінен шыққан.
Мұнайдың түзілуін анықтау қазіргі ғылымның ең күрделі проблемасы болып саналады. Геологтар мен химиктердің басым көпшілігі мұнай түзілуінің органикалық теориясын жақтайды, бірақ, кейбір ғалымдар мұнайдың анорганикалық заттардың әр түрлі химиялық өзгерісінің нәтижесінде, табиғатта абиогенді тәсілмен түзілуін жақтайды.
Мұнайдың анорганикалық түзілу теориясын 1877 жылы алғашқылардың бірі болып Д.И. Менделеев ұсынды. Оның жорамалы бойынша, мұнай көмірсутектері жер астында металл карбитерінің сумен әрекеттесуінің нәтижесінде түзіледі. Мұндай реакциялар орын алса да, мұнай құрамындағы көптеген әр түрлі құрылымды көмірсутектердің пайда болуын карбид теориясымен түсіндіру мүмкін емес, тағы да жер бетіндегі төменгі қысым жағдайынан жер астына жоғары қысымдық жағдайға судың ауысуы да түсініксіз. Соңғы жылдары мұнайдың космикалық, магнитті вулканды түзілуі жорамалы ұсынылды, бірақ олар кең қолдау таппады.
Мұнайдың жер бетіне шығуын Каспий теңізінің жағалауында 500жыл бұрын, ал газдың жер бетіне шығуын Кавказда және Орталық Азияда біздің заманымыздан 6 мың жыл бұрын болған деп болжайды ғалымдар. Мұнай өндірістік мәнге XVIIІ ғасырдан бастап ие бола бастады.
Мұнай – сыртқы көрінісі жағынан май тәрізді сұйықтық, жарықта флюресенцияланады. Мұнайдың түсі ондағы шайыр заттарының мөлшеріне және құрылымына байланысты; мұнайдың қара (бурыл, тіптен қара), ашықтау және тіптен түссізі де белігілі. Мұнай судан жеңіл және онда іс жүзінде ерімейді. Мұнай тұтқырлығы оның құрамына байланысты, бірақ барлық жағдайда да судың тұтқырлығынан жоғары [1].

1. Т.О. Омарәлиев. Мұнай және газ өңдеу химиясы және технологиясы. І бөлім. – Алматы: Білім, 2001.
2. Нұрсұлтанов Ғ.М., Абайұлданов Қ.Н. Мұнай мен газды өндіріп, өңдеу: Оқулық, - Алматы: «Өлке» 2000ж. -512б
3. Омаралиев Т.О. Мұнай мен газдан отын өндіру арнайы технологиясы. 1-бөлім. Құрылымды өзгертпей өңдеу процестері. Алматы: Білім, 2002.- 298б.
4. Бишімбаева Г.Қ., Букетова А.Е. Мұнай және газ химиясы мен технологиясы: Оқу құралы. – Алматы: «Бастау», 2007. 242б.
5. В.Н. Эрих, М.Г. Расина, М.Г. Рудин. Мұнай мен газ химиясы және технологиясы. – Л.: Химия, 1985
6. Тауарлы мұнай өнімдері. Қасиеті және қолданылуы. Анықтама /В.М. Школьников ред.басқ. – М.: Химия, 1978
7. Мановян А.К. технология первичной переработки нефти природного газа: Учебное пособие для вузов. М.: Химия, 2001.-586с.
8. Надиров Н.К. высоковязкие нефти и природные битумы. В 5-ти т. Алматы: Ғылым, 2001
9. Смидович Е.В. Технология переработки нефти и газа. Ч.2. – М.: Химия; 1980. 328с.
10. В.Д. Рябов. Мұнай мен газ химиясы. – М.:Техника, 2004

Пән: Мұнай, Газ
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 16 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны

КІРІСПЕ

ӘДЕБИЕТТІК ШОЛУ
1.1 Алғашқы өңдеудің мақсаты және
әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
1.2 Мұнайды алғашқы айдау қондырғыларының технологиялық
жүйелері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .8

НЕГІЗГІ БӨЛІМ
2.1 Мұнайды алғашқы өңдеу қондырғыларының негізгі аппараттары ... 11
2.2 Алғашқы өңдеу қондырғыларының техника-экономикалық
көрсеткіштері ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... 13
2.3 Айдау қондырғыларын пайдалану
негіздері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... 14

Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .17

Пайдаланылған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .18

Кіріспе

Мұнай – жанғыш зат, оның жану жылуы қатты жанғыш пайдалы қазбаларға
(көмір, сланец, торф) қарағанда жоғары, ол шамамен 42Мджкг құрайды.
Мұнай сөзі наф ата деген, ағып жиналушы, ағып шығушы мәнін беретін
парсы сөзінен шыққан.
Мұнайдың түзілуін анықтау қазіргі ғылымның ең күрделі проблемасы болып
саналады. Геологтар мен химиктердің басым көпшілігі мұнай түзілуінің
органикалық теориясын жақтайды, бірақ, кейбір ғалымдар мұнайдың
анорганикалық заттардың әр түрлі химиялық өзгерісінің нәтижесінде,
табиғатта абиогенді тәсілмен түзілуін жақтайды.
Мұнайдың анорганикалық түзілу теориясын 1877 жылы алғашқылардың бірі
болып Д.И. Менделеев ұсынды. Оның жорамалы бойынша, мұнай көмірсутектері
жер астында металл карбитерінің сумен әрекеттесуінің нәтижесінде
түзіледі. Мұндай реакциялар орын алса да, мұнай құрамындағы көптеген әр
түрлі құрылымды көмірсутектердің пайда болуын карбид теориясымен
түсіндіру мүмкін емес, тағы да жер бетіндегі төменгі қысым жағдайынан жер
астына жоғары қысымдық жағдайға судың ауысуы да түсініксіз. Соңғы жылдары
мұнайдың космикалық, магнитті вулканды түзілуі жорамалы ұсынылды, бірақ
олар кең қолдау таппады.
Мұнайдың жер бетіне шығуын Каспий теңізінің жағалауында 500жыл бұрын,
ал газдың жер бетіне шығуын Кавказда және Орталық Азияда біздің
заманымыздан 6 мың жыл бұрын болған деп болжайды ғалымдар. Мұнай
өндірістік мәнге XVIIІ ғасырдан бастап ие бола бастады.
Мұнай – сыртқы көрінісі жағынан май тәрізді сұйықтық, жарықта
флюресенцияланады. Мұнайдың түсі ондағы шайыр заттарының мөлшеріне және
құрылымына байланысты; мұнайдың қара (бурыл, тіптен қара), ашықтау және
тіптен түссізі де белігілі. Мұнай судан жеңіл және онда іс жүзінде
ерімейді. Мұнай тұтқырлығы оның құрамына байланысты, бірақ барлық
жағдайда да судың тұтқырлығынан жоғары [1].

ӘДЕБИЕТТІК ШОЛУ

1.1 Мұнайды алғашқы өңдеудің мақсаты және әдістері

Мұнай өте күрделі парафиндер, нафтендер, ароматикалық және гибридті
көмірсутектерінің бір-бірінде еритін, молекулалық массасы және қайнау
температурасы әр түрлі қоспалалардан тұрады. Оны бірегей жеке
компоненттерге бөлу мүмкін емес және ондай бөлі мұнай өнімдерін өндірісте
пайдалануда қажет емес те. Іс жүзінде мұнайды көмірсутектерінің
фракцияларына және топтарына бөледі де, олардың химиялық құрамын өзгерту
мақсатында өңдейді. Мұнайды өңдеуді алғашқы (бірінші) және екінші
процестерге бөледі. Алғашқы процестерге мұнайды, қайнау шектерімен бір-
бірінен айырмашылығы болатын фракцияларға бөлуді, ал екіншіге – термиялық
пен термокаталитаклық өңдеу процестерін, сондай-ақ мұнай өнімдерін
тазалауды жатқызады [3].
Мұнайды алғашқы өңдеудегі негізгі процесс алғашқы немесе тура айдау
болып саналады, оны дистилляция мен ректификацияны қолданып жүргізеді.
Ректификациялау. Бір-бірінде жақсы еритін сұйықтықтарды бір рет буландыруда
және буларды одан кейін конденсациялағанда, құрамында төмен температурада
қайнайтын фракциялары көп жеңіл және бастапқы шикізатқа қарағанда құрамында
тез қайнайтын фракциялары аз, ауыр екі фракция болады. Сондықтан айдау
процесінде бір фаза төмен қайнаушы, ал басқа фаза жоғары қайнаушы
компоненттермен байиды. Бірақ, мұнайдан компонеттердің қажетті бөлінуіне
жету және айдау көмегімен белігілі бір температура аралығында қайнайтын
түпкілікті өнім алу мүмкін емес. Сондықтан мұнай фракцияларын бір рет
буландырудан кейін ректификациялайды.
Ректификациялау деп қайнау температурасы жағынан бір-бірінен
айырмашылығы бар сұйықтардың, булар мен сұйықтардың қарама-қарсы қайта-
қайта жанасуының нәтижесінде бөлінудің диффузиялық процесін айтады.
Булар мен сұйықтардың жанасуы тік цилиндр тәрізді құралдарда – арнайы
жабдықтармен жарақталған ректификациялаушы табақшалары немесе отырғыштары
бар, колонна бойымен жоғары көтерілуші бу мен төмен ағушы сұйықтық арасында
өте тығыз жанасуды қамтамасыз ететін ректификациялық колонналарда іске
асырылады (1-сурет).

Ректификациялау колоннасының жүйесі:

І – сұйық ағын; ІІ – ректификат; ІІІ – қайта берілетін ыстық ағым; ІV –
қалдық; V – шикізат

Колоннаның орта бөлігіне бу, сұйық немесе бу мен сұйық қоспасы күйінде
шикізатты береді, оны жоғары және төмен қайнаушы өнімге бөлу қажет.
Шикізатты беретін аймақты эвапорациялық аймақ дейді, себебі онда
эвапорациялық – пеште немесе жылу алмастырғышта қыздырылған қоспаның бу
және сұйық фазаларға бір рет буландыруы жүреді. Кейбір жағдайларда
эвапорациялық аймақ колоннадан бөлек болады ды, эвапорациялық өз алдына
тұрған аппаратта жүргізіледі. Бірақ,көпшілік колонналарда, сонымен қатар,
бірінші алғашқы айдау қондырғыларында да, бір рет буландыруды және
ректификациялауды бірге жүргізеді [5].
Істеп тұрған ректификациялау колоннасында әрбір табақшадан төрт ағым
өтеді:
1) жоғарғы табақшадан құйылатын сұйық-флегма;
2) төменгі табақшадан көтерілетін бу;
3) төменгі табақшаға түсетін сұйық-флегма;
4) жоғарғы табақшаға көтерілетін бу.
Табақшаға түсетін бу мен сұйықтық тепе-теңдік жағдайда болмайды,
бірақ, жансу жағдайында осы қалыпқа жетуге тырысады. Жоғарғы табақшажан
сұйық ағым жоғарғы температура аумағына түскендіктен, одан кейбір төмен
тепературада қайнаушы компонент буға айналады, осының нәтижесінде
сұйықтықта оның концентрациясы азаяды. Екінші жағынан, төменгі табақшадан
көтерілетін бу ағымы температурасы төмендеу аумаққа түскендіктен, одан
жоғары қайнаушы өнімнің бөлігі осы аумақта конденсацияланып, сұйылады.
Сонымен, жоғары қайнаушы компоненттің булардағы концентрациясы төмендейді,
ал төмен қайнайтындардың концентрациясы – көтеріледі. Булар мен сұйқтықтың
фракциялық құрамы колоннаның жоғарғы бойы бойынша үздіксіз өзгереді [2].
Ректификациялау колоннасының шикізатты беретін орнының жоғарғы жағын
концентрациялау, ал төменгі жағын айдау бөлігі деп атайды. Колоннаның екі
бөлігінде де бірдей ректификациялау процесі жүреді. Концентрациялау
бөлімінің жоғарғы жағынан бу фазасына қажетті тазалықтағы мақсатты өнім –
ректификат, ал төменгі жағынан төмен температурада қайнайтын компонентпен
байыған сұйық өнім алады. Айдау бөлігінде бұл сұйықтықтан төмен
температурада қайнаушы компонент түпкілікті буланады. Колоннаның бұл
бөлігінің төменгі жағынан сұйық күйінде екінші мақсатты өнім – калдық
алынады.
Дистилляция. Дистилляция немесе айдау деп сұйықтықтардың өзара еритін
қоспасын фракцияға, бір-бірінен және бастапқы қоспадан да қайнау
температурасымен айырмашылығы болатын, бөлу процесін атайды. Айдау
процесінде қоспа қайнағанға дейін қыздырылады, осының нәтижесінде ол аздап
буланады. Пайда болған бу бөлініп, конденсацияланады. Айдау арқылы құрамы
жағынан бастапқы қоспадан айырмашылығы бар дистиллят және қалдық алады.
Айдауды бір рет, көп рет немесе бірітіндеп буландырумен жүргізеді [1].
Бір рет буландыру процесінің бірітіндеп буландырудан артықшылықтары
бар. Бір рет буландыруда төменгі қайнаушы фракциялар буға айналып, аппарат
ішінде қалады да, жоғары қайнаушы фракциялардың сыбағалы қысымын
төмендетеді. Бұл айдауды салыстырмалы төмен температурада жүргізуге
мүмкіндік береді.
Бірітндеп буландыруда, керісінше, жеңіл фракцияларды алдымен бөліп
алады, ал ауырларын – соңында бөледі. Сондықтан буға айналған және
аппартттан бөлінген фракциялар ауыр фракциялардың қайнау температурасына
әсер етпейді. Жеңіл фракциялардың әсері арқасында бір рет буландыруды
пайдалана отырып, бірітіндеп буландыруға қарағанда, айдалатын шикізаттың
соңғы температурасын 50-1000С-тан төмендетуге болады [8].
Қазір мұнайды айдау қондырғыларында бір рет буландыруды көп
пайдаланады.
Көп рет буландыру екі немесе одан да көп мұнайдың фазалық қалпын
өзгертудің бір реттік процестерінен, яғни, бір реттік буландырулардан
тұрады. Әрбір осындай процесте түзілген бу сұйық қалдықтан бөлінеді. Соңғы
жағы одан әрі қыздырылады да, түзілген булар тағы да сұйық фазадан
бөлінеді; сөйтіп, мұнай белігілі бір санда қыздырылады.
Көп рет буландырумен айдауда алдымен қоспаны белгілі температураға
дейін қыздырады, осының нәтижесінде булар мен сұйықтықтың қоспасы түзіледі:

L=R + D
R= L(1-e)

Мұнда L – бастапқы қоспа мөлшері;
R және D – тиісінше сұйық және бу фазасының мөлшері;
E – температурада айдалу үлесі.

Егер буды сұйықтықтан бөліп, соңғыны t2 температураға дейін қыздырса,
онда жүйе I2 нүктемен сипатталады да (2-сурет), сұйық фазаның мөлшері (R2)
мынадай болады:

R2 = L (1-е1) (1-е2)

Мұнда е2 – сұйық қалдықты екінші қыздырғандағы айдалу үлесі.

2-сурет. Көмірсутектердің бинарлық қоспасының тепе-теңдігінің
изобарлық қисықтары:
І – сұйық аймағы; ІІ – бу аймағы.

Сонымен, t2 – температурада және бір рет буландыруда барлық бу
фазасына ауысады, ал екі рет буландыруда шикізаттың бір бөлігі R2
мөлшерінде сұйық қалпында қалады. Мұнайды және оның фракцияларын айдағанда
осындай құбылыс орын алады. Егер мұнай фракциясына бір ретбуландырумен (ББ)
және дәл ректификациялау (ШҚТ) айдаудың қисық сызықтарын салса, онда ББ
қисық сызығының бастапқы қайнау температурасы жоғары, ал соңғы қайнау
температурасы ШҚТ қисық сызығына қарағанда, төмен екендігі байқалады.

3-сурет. Мұнайды айдаудың ШҚТ және ББ қисық сызықтары

1.2 Мұнайды алғашқы айдау қондырғыларының технологиялық жүйелері

Мұнайд алғашқы өңдеудегі атмосфералық құбырлы қондырғылар олардың
технологиялық жүйесіне қарай мұнайды бір рет және екі рет буландыру
қондырғыларына бөлінеді.
Бір рет буландыру қондырғысында (4, а – сурет) мұнай жылу
алмастырғыштар мен құбырлы пеш арқылы ректификациялық колоннаға беріледі,
оның эвапорациялық кеңістігінде бір рет булану жүреді. Одан кейін
колоннаның концентрациялық бөлігінде ректификациялаудың нәтижесінде булар
мақсатты фракцияларға бөлінеді, ал айдаушы бөлігінде шикізаттық сұйық
фазасынан тағы да ректификациялаудан тез қайнаушы фракциялар бөлінеді [9].

Екі рет буландыру қондырғысында (4, б- сурет) жылу алмастырғышта
қыздырылған мұнай бензиндендіруші деп аталатын колоннаға беріледі. Бұл
колоннаның эвапорациялаушы кеңістігінде мұнайдың булануы жүреді. Мұнай 200-
2400С-қа дейі-ақ қыдырылғандықтан, түзілген бу мөлшері аз және онда,
негізінен, бензин фракциялары болады. Концентрацияланушы бөліктің
ректификациялаушы табақшаларында бензин ауыр фракциялардан бөлінеді де,
колоннадан бу күйінде шығып кетеді. Бензин буымен бірге мұнайды алғашқы
айдаудан ілесіп келген су буы және газдар да бөлінеді.
Бір рет буландырудың жетістігі – жеңіл және ауыр фракциялар бурге
буланады. Бұл әдіс мұнайды салыстырмалы төмен температурада қыздырумен ауыр
компоненттерді тереңірек бөлуге мүмкіндік береді. Бір рет буландыру
қондырғылары ықшамды, құбыр желісі қысқа, отынды басқа қондырғыларға
қарағанда аз қажет етеді.
Бірақ, құрамында бензин фракциялары көп (15%-дан жоғары) мұнайларды
осы типтес қондырғыларда айдағанда, жылу алмастырғыштарда және пештегі
иілген құбырлардағы қысым күрт көтеріледі. Бұл қоданылатын құрал-
жабдықтардың жоғары төзімділігін және оларға қажетті металл шығынын
көбейтуді талап етеді, шикізатты айдаушы сорап желісіндегі қысымды
көтереді. Одан бөлек, егер айдауға, судан және тұздардан тазартылмаған
мұнай берілсе, онда ол пештегі қысымды көтереді, иілген құбырларда
тұздардың отыруына әкеліп соғады. Бұдан құбырдың қабырғасы мүжіліп, соның
салдарынан авария болу қаупі пайда болады.
Екі рет буландыруда газ, су және бензиннің негізгі бөлігі мұнайдан
пешке бармай жатып бөлінеді. Бұл жағдайда пештің де, негізгі
ректифакиялаушы колоннаның да желісінің негізгі жетістігі болып саналады.
Екі қайтара буландыру жүйесі, әсіресе, өңдеуге түсетін мұнай табиғаты қайта-
қайта өзгеріп тұратын жағдайда ыңғайлы [10].
Екі рет буландыру қондырғыларында мұнайдан бір рет буландыру сияқты
дистиляттарды бөлу тереңдігінің дәрежесіне жету үшін, оны жоғары
температураға дейін (360-3700С) қыздыруға тура келеді. Екі рет буландыру
қондырғысында ректификациялау колонналарының, шикізат сораптарының саны екі
есе көбейеді, конденсациялаушы жабдықтар мөлшері өседі [1].

НЕГІЗГІ БӨЛІМ

2.1 Мұнайды алғашқы өңдеу қондырғыларының негізгі аппараттары

Мұнайды өңдеу қондырғыларында көп қолданылатын аппараттар мен құрал-
жабдықтар қатарына ректификациялау колонналары, құбырлы пештер, жылу
алмастырғыштар және әр түрлі сыйымдылық аппараттары жатады.
Ректификациялау колонналары. МӨЗ-да қолданылып жүрген ректификациялау
колонналары технологиялық міндетіне, қысымына, бу мен сұйық арасындағы
жанасуды іске асыру тәсіліне, қоспа өнімдері бөлгенде алынған заттардың
санына байланысты жіктеледі. Ректификациялау аппараттары атқаратын
міндетіне байланысты мұнайды атмосферада айдау колоннасына,
бензинсіздендіру, мазутты вакуумда айдау, тұрақтандырушы және т.б. болып
бөлінеді. Қысымға байланысты – ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.