Пропанның шикізатқа еселігі

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 50 бет
Таңдаулыға:

Кіріспе

Әр - түрлі мұнайлы минералды майларды атмосфералық айдаудың қалдығынан –
мазуттан алады. Әр – түрлі майларды өндіру процесі 3 топтан тұрады:
1) шикізаттың дайындалуы – бастапқы май фракциясы алынады;
2) тауарлы май маркаларын алу үшін компоненттерді араластыру
(компаундеу) және оларды присадкалармен байытады;
3) бастапқы май фракцияларынан компоненттерді алу.
Шикізатты дайындау мазутты ваккум арқылы айдау нәтижесінде бітеді.
Фракцияларды, майларды өндіру үшін қолданылады, оларды өндіру екі топқа
бөлінеді, дистилятты мазутты (300-4000 С, 350-4200С, 420-4500С) ваккумда
айдағанда жанынан бөлініп шығуы нәтижесінде пайда болады, және қалдықты –
ваккумды айдағанда мазуттың қалдығы яғни гудрон. Дистилятты майлы
фракцияларды айдау нәтижесінде пайда болған майларды дистилятты, ал
гудроннан алынған – қалдықты деп аталады.
Бастапқы май фракциясынан компоненттерді өндіру – күрделі көп сатылы
процесс. Ең бастысы, әр сатысында – белгілі топ қосылыстарын толық және
жартылай жоғалту майдың пайдалану қасиетіне әсер етеді.
Мұнай фракцияларынан барлық қышқыл қосылыстарын, қанықпаған
көмірсутектерден күкіртті және шайырлы қосылыстардан, палилициклді ароматты
көмірсутектерден, жанындағы қысқа байланыстардан, қатты парафиндерден айыру
керек.
Біздің елімізде майлар ұзақ уақыт бойы Баку және Грозный мұнайларынан
алынатын. 50 жылдары мұнайларды өндіру үшін шикізат ресурстары өте қажет.
Еліміздің шығыс аудандарының мұнайларынан майларды өндіруге, мұнай өңдеу
саласының жұмысшылары бұған көп үлес қосты. Бұл Татар және Башқұрт
зауыттарында майларды өндіру жаңа базасының ашылуына әкеліп соқтырады. 1950
- 1960 жылдары Ромашка және басқа да шығыс аудандарының мұнайларынан
майларды өндіретін ірі зауыттар ашылды. Қазіргі уақытта Маңғыстау, Усть-
Балық мұнайларының арқасында майларды өндіру шикізат базасы әлде қайда
үлкейді. Негізінде майлы мұнайлар деп аталатын және мұнайларға бөлу, тек
отын алу үшін қолданылатын (50 жылдары болған) қазіргі кезде өзінің
қасиетін жоғалтты, өйткені жаңа процесі арқала біздің мұнайларымыздан
көбінен майларды алуға болады. Біздің мұнайларымыздан майларды жоғары
шығысымен және жақсы пайдалану қасиетімен аз шығынсыз алуға болады.
Шығыс аудандарының және Батыс - Сібір мұнайларының Баку және Горозныйдан
айырмашылығы құрамында көп мөлшерде күкірттің, шайырлы-асфальтты заттардың,
көмірсутектердің болуында. Шайырлы және парафинді мұнайлардан, майларды
өндіру үшін таңдамалы еріткіштердің адсорбциялы тазалаумен және
гидротазалаумен жүргізіледі.
Деасфальтизатты таңдамалы еріткіштермен (селективті тазарту) фенолмен
немесе фурфуролмен тазалауға жібереді. Селективті тазалаудың мақсаты –
шайырлы-асфальтенді заттардың қалдықтарын және полициклді ароматты
көмірсутектердің қысқа жанындағы байланыстарын алып тастау. Таңдамалы
еріткіштер арқылы, ацетон сияқты дихлорэтан және тағы басқа рафинаттан,
селективті тазалаудан қатты парафиндерді тұндырады.
Асфальтендер – мұнайдың ең жоғары молекулалық гетеро-органикалық
қосылыстары. Асфальтендер сыртқы көрінісіне қарағанда қоңыр немесе қара
түсті аморфты ұнтақ зат. Салыстырмалы тығыздығы бірден жоғары, молекулалық
массасы 2000 - 14000 м.а.е. шамасында.
Асфальтендер қыздырғанда олар балқымай жұмсарады 3000 С-ден жоғары
температурада олар газ және кокс түзеді. Гудрондарды қыздырғанда, күкірт
қышқылының әсерінен, ауаның немесе күкірттің қатысуымен, ондағы
асфальтендер өте жоғары молекулалы, көміртегімен оттегіне бай – карбендерге
дейін тығыздалады.
Жеңіл бензинде, мұнай майларында, сол сияқты бензальда, эфирде және
хлороформда жақсы ериді. Мұнай дистиляттарынан бөлінген шайырлар сұйық және
жартылай сұйық; гидрондардан бөлінген шайырлар қатты майысқыш келеді,
шайырлардың бояулық қасиеті бар. Дистиляттардың, мұнай сияқты, қоңыр түсі
негізінен оларда нейтралды шайырлардың барлығынан байқалады. Нейтролды
шайырлардың негізгі ерекшеліктері – олардың қыздыру әсерінен адсорбенттер
немесе күкірт қышқылымен әрекеттеу арқылы асфальтендерге тығыздану
қабілеті. Әсіресе мұндай өзгеріс қыздырудан және ауа үрлеуден тез жүреді.
Молекулаларында міндетті түрде гетероатомдар болады.

1.1. Жобаланатын процеске қысқаша сипаттама және схеманы
таңдау негізі
Процестің тағайындалуы – мұнай қалдықтарынан смола – асфальт заттарды
және полициклді аромат көмірсутегіні жоғары кокстелу мен байланыстылықтың
төменгі индексімен алу болып табылады.
Деасфальттау процесінің дәстүрі шикізаты – мұнайды вакуумда қайта
айдағанда қалатын қалдық – гудрон болып табылады. “Майлы” мұнай ішінде
гудронның қасиеті мына кестеде көрсетілген.

Мақсаты өнім қалдық майларды жасап шығаруға (олар 2 кестеде көрсетілген)
және қосымша – асфальт жасау үшін битум өндіру шикізаты немесе қазандық
отыны компоненттері болып табылатын деасфальтизат болып табылады.

2 кесте.
Тәжірибелік қондырғыда алынған бір берілісті
пропанды деасфальтизациялағандағы деасфальтизаттың қасиеті.
Мұнай 1000с-тағы Кокстелуі, % Температура, 0С Күкірт
байланыстылық, сСт құрамы, %
Балқуы Жануы
Волгоград 22+25 0,8+1,2 43+45 270 0,4+0,5
Пермь 21+22 1,0+1,1 45+47 300 0,6
Тұймазин 20+23 0,9+1,2 48 270 1,8+2,0
Ромашкин 21+23 1,0+1,2 52 270 2,3
Устьбалық 21 1,1 49 260 1,8
Самотлор 20+21 1 44 280 1,7
Маңғыстау 18+19 0,65 65 255 0,2

Шикізат түріне және деасфальтизациялау шартына қарай КиШ бойынша
асфальтты жұмсарту температурасы 27 – 300 С –тан 39 – 450 С-ты құрайды. Екі
берілісті деасфальттауды пайдаланғанда және гудрон шикізат ретінде терең
вакуумды қолданғанда бұл көрсеткіш 50 – 640 С-ты құрайды.
Әлемдік мұнай өңдеуде гудронды деасфальттау процесінде тек
байланыстылығы жоғары қалдық майларды ғана емес, сонымен бірге
каталитикалық крекинг және гудрокрекинг үшін қажет шикізат компоненттерін
де өндіріске қолданады.
Еріткіштер. Майлы өндірістегі өнеркәсіптік құрылғылардың көпшілігінде
тазалығы 95–96% болатын пропанды қолданады. Техникалық пропан құрамына этан
мен бутан қоспасы енеді. Этан құрамының массасы 2%-тен жоғары болмау керек,
ал бутан массасы 4%-тей болуы керек. Техникалық пропанда этанды артық
концентрациялағанда еріткіштердің қасиеті жақсарса экстракциялық колоннада
және регенерация жүйесінде қысым артады. Еріткіштің еріту қасиетінің артуы
есебінен бутанның артық мөлшері болуы деасфальтизат сапасының нашарлауына
әкеледі. Пропанда оның селективтілігін төмендететін олефиндердің (пропилен
мен бутилен) болмағаны жақсы, өйткені, ол деасфальтизаттағы полициклді
аромат көмірсутегі мен смола құрамының өсуіне әкеледі.
Соңғы жылдары өндірісте гидрокрекинг процесінің майын енгізуге
байланысты қалдықтың тұтқырлығы төмендеді, деасфальтизат алғанда 1000С-та
тұтқырлығы жоғары 30 сСт болатын тұтқырлықты алу қажеттілігі туындады.
Мұндай деасфальтизат алу үшін еріткіш қабілеті жоғары - 15% пропан қоспасы
және бутан немесе изобутанның 15%-ке дейінгі қоспасы қолданылады.
Мұнай қалдықтарын деасфальттау процесін мақсатты тағайындау тереңнен
отын түрінде өңдеуге қажет шикізатты барынша көп алу болып табылады, көбіне
бутан, пентан немесе олардың пропанмен қоспасын, сондай-ақ жеңіл бензин
қолданылады.

1.2. Шикізаттың, дайын өнімнің және қосымша
материалдардың сипаттамасы
Прорва кен орны
Кен орны Қаратон мұнай өңірінің оңтүстігінен 70 км жерде және Атырау
қаласының оңтүстік батысында 170 км жерде орналасқан. Құрылымы 15х5 км
болатын тұз күмбезді қабаты ІІ орта келловей жабындысы 110 м амплитуда
болады. Қатпар ірі ұзын бойлықпен солтүстіктегі босаған және оңтүстіктегі
көтеріңкі қанатқа ығысқан, ығысу амплитудасы батысында 20 м, солтүстік –
шығысында 50-60 м-дей ауытқиды.
Құрылым 1955 ж сейсмикалық зерттеулер мен анықталды. 1959ж. Тереңнен
борлау бұрғылау жұмыстарын басталады. Барлық көкжиек мұнайы күкіртті,
жоғары парафинді, смолалы болып табылады. Мұнай құрамы (%): күкірт 0,13-
1,70, парафин 0,95-2,14, күкірт қышқылы 8-27, май – 4,8. І, ІІ, ІV
көкжиектегі мұнайдан жеңіл фракцияның шығуы 3000 С-ге дейін 40-58%, ΙΙΙ
көкжиектен 60-74,5% құрайды.
Мұнайдың тығыздығы 0,847-ден 0,885 гсм3-ке дейін өзгереді: қабат
мұнайының тұтқырлығы 0,58-ден 1,02 МПа с ауытқиды. Газ құрамы (%): метан
83,3-83,6 этан 40-4,4, пропан - жоғары 2,76 – 6,86, көмірқышқыл газ 0,71-
1,74, азот 0,93-2,33, челий 0,0037-0,0170
Ауадағы газдың тұтастығы 0,615-0,648
Прорвин мұнайының қалдығынан параметрлері бойынша 60-75% шығуы еске
түсіріледі. Прорвин мұнайының қалдығы 62,54% болғанда тығыздығы 0,9292
гсм3 тең болса, кебу температурасы минус 200С, кокстелуі 7,54% , күкірт
құрамы 1,97% . бұл белгілі бір деңгейде прорвин мұнайының бозачин
мұнайымен тектес екенін білдіреді.
Мұнайдың тұтқырлығы мен тығыздығының өзгеруі температурасымен
келтірілген.
227 – кесте. Мұнайдың тұтқырлығы мен тығыздығының
температуралық тәуелділігі.
Температура, 0С Тұтқырлық Р4t
Кинематикалық, Шартты
мм2с
20 8,58 1,72 0,8703
30 5,85 1,46 0,8636
40 4,60 1,35 0,8569
50 3,72 1,26 0,8502

Юрск көкжиегі мұнайы қоспасының физикалық – химиялық сипаттамасы (2200-
2200 м) мынадай: Р204 0,0703; М 282; 200 С-дағы кинематикалық тұтқырлығы
8,58 мм2с, 500С 3,72 мм2с; тигладағы тұтану температурасы минус 220С,
өңдеу арқылы кебуі минус 360С, парафині 3,12%, оны балқыту температурасы
500С; күкірті 1,25%, азот 0,08, күкірт қышқылды смола 16, асфальтен 2,99%,
кокстелуі2,95%; қышқыл саны 0,11 мг КОН- 1г мұнайда, фракцияның шығуы: 28-
2000С – 25,8%, 28-3000С – 40,2%, 28-3500С – 69,8%.
2177 МЕСТ бойынша мұнайда өңдеу – 1000С 82%; 1200С - 5%, 1400С-10, 1500С-
14, 1600С-17, 1800С-23, 2000С-34, 2400С-38, 2600С-43, 2800С-47%, 3000С-55%.
Мұнайды ерітілген және төмен қайнатылған көмірсутегідегі С5-ке дейін
газдың құрамы (С4-ке дейін): Мұнайға шығуы сәйкесінше 0,68 және 0,19%, С2Н6-
2,2 және 7,8%, С3 Н8 3,5 және 12,7%; изо С4 Н10 – 4,4 және15,6%, С4 Н10-
17,6 және 63,9%; изо-С5 Н12 –39,7%, Н – С5 Н12 – 32,6% (соңғы екі мән
С4үшін).
Мұнайдағы фракцияның потенциалды құрамы мынадай:
Айдау температурасы, Фракция, % Айдау Фракция, %
0С температурасы, 0С
С4 (газ) 0,2 260 39,0
60 1,6 270 41,2
62 1,8 280 43,6
80 3,6 290 46,0
85 4,2 300 48,4
90 4,7 310 50,8
95 5,2 320 53,8
100 6,5 330 56,0
105 7,0 340 58,4
110 8,0 350 61,0
120 10,0 360 63,5
122 10,4 370 65,6
130 12,0 380 67,8
140 13,7 390 69,5
145 16,0 400 71,2
160 18,3 410 72,6
170 20,0 420 74,2
180 22,0 430 75,7
190 24,0 440 77,0
200 26,0 450 78,0
210 27,9 460 79,6
220 30,0 470 80,0
230 32,4 480 82,0
240 34,6 490 83,3
250 36,6 қалдық, % 16,7

Басқа бірнеше фракциялармен қалдықтардың нәтижелері
төмендегі кестеде келтірілген.
228 – кесте 2000С-ге дейін қайнайтын фракция сипаттамасы.
Төмендегі жағдайдағы Күкірт ОктандыМұнайға
Температура, Р204 фракция құрамы, 0 С мазмұнысан шығуы,
0С , % (таза %
түрде)
Н.К. 10% 50% 90%
28-85 0,7053 44 58 75 83 Сл. 70,0 4,0
28-100 0,7176 50 66 83 93 - 69,4 63,
28-110 0,7299 57 73 91 103 - 68,7 7,8
28-120 0,7423 64 80 98 112 0,01 68,0 9,8
28-130 0,7474 67 83 104 121 - 67,3 11,8
28-140 0,7525 71 85 110 130 - 66,7 13,5
28-150 0,7607 74 88 115 140 0,02 66,0 15,8
28-160 0,7639 74 90 119 148 - 64,6 18,1
28-170 0,7671 75 92 123 156 - 63,2 19,8
28-180 0,7705 76 94 127 164 0,03 61,8 21,8
28-190 0,7735 77 96 131 172 - 60,4 23,8
28-200 0,7770 78 98 135 180 0,04 59,0 25,8

229 – кесте. Мазут және қалдыққа сипаттама.
Шартты тұтқырлықТемпература, Күкірт КокстелМұнай
Өнім Р204 0 С құрамы,уі, % ға
% шығу, %
800 С 1000 С Тұтану Кебу
Мазут
40 0,9743 8,00 3,63 226 26 2,47 12,60 37,2
100 0,9768 12,52 4,40 232 27 2,51 14,00 35,1
200 0,9803 - 6,50 248 30 2,57 14,76 30,8
Қалдық
3500 С 0,9718 6,00 3,20 220 24 2,45 12,13 39,0
4000 С 0,9845 - 7,70 256 31 2,68 15,70 28,8
4500 С 0,9938 - 12,80 285 35 3,10 18,00 22,0
4900 С 1,0672 - 335,30 320 50 3,50 20,90 16,7

231 – кесте. 50 градустық мұнай фракциясының
құрылымдық – топтық құрамы.
Іріктеу Сақинаның
температурасы, Көміртегінің бөлінуі Молекуладағы орташа саны
0 С
СА СН Скол СП КА КН КО
200-250 7 44 51 49 0,17 0,98 1,15
250-300 12 38 50 50 0,33 1,16 1,49
300-350 17 33 50 50 0,53 1,35 1,88
350-400 23 28 51 49 0,93 1,36 2,19
400-450 24 23 46 53 1,05 1,23 2,28
450-490 25 23 48 52 1,19 1,55 2,74

Шикізат сапасы. Деасфальттың талап етілетін сапасы технологиялық
параметр процесін және мазутты вакуумды айдау сатысында десафальтизация
шикізатының фракциондық құрамын реттеу мен қамтамасыз етіледі.
Мазутты жеткіліксіз түрде вакуумда айдағанда алынатын гудронда 5000 С-қа
дейін қайнайтын фракция саны көп болады. Қалдық шикізатта қалған молекулалы
фракцияға қарағанда ерігіш болады. Пропанда ерігесін олар мерзім аралық
ерігіш ретінде қызмет етіп, молекуласында дисперсионды ұзын парафин
тізбектерін құрайтын Ван дер – Ваальс күшін және жоғары молекулалы және
полициклді көмірсутегі мен смолаға қарағанда еріткіштік қабілеттілігі
жоғары болады. Будан басқа, жеңілдетілген май тұтқыр қалдықты
деасфальттағанда пропан апат алдында температураға жақындап, екі фазалы
жүйе температурасына дейін өседі. Нәтижесінде кокстелу және байланыстылық
бойынша деасфальтизат көрсеткіштері нашарлайды.

3 – кесте.
Грозный парафин мұнайындағы әр түрлі фракционды құрам қалдықтарын
деасфальттау нәтижелері.

Смола –
Бастапқы ДеасфальтизаДеасфальтизат асфальт
өнімнен т шығуы, қасиеті затының
Бастапқы өнім шығуы, бастапқы қасиеті
мұнайдағы % өнімдегі
массасы %-тік масса
1000 С Коксте250 С Жеңіл
тем-ға лу тем-ғадету
бай-ты пене тем-сы
трация0 С
Мазут 3500 С 52 80 6,2 1,9 3 63
Концентрот 4500 С27 62 23,6 1,48 4 62
Гудрон 5500 С 20 53 31,6 1,23 6 61
Битум БН - 3 10 19 46,3 0,81 7 61

Біршама концентрацияланған қалдықтарды деасфальттау барысында алынған
деасфальтизат шамалы кокстелуімен, жарық түсімен, металдың күкірттің тағы
басқа аз болуы мен сипатталады. Сөйтіп, деасфальтизаттан шығатын бағалы
майлы фракциялардың төмен потенциалды мазмұны жеңілдетілген қалдықтарды
өңдеуге қарағанда төмен болады. Бірақ, қалдық концентрациясын шектеусіз
түрде вакуум де айдау да мақсатқа сәйкес емес, өйткені, мақсатты өнімді
іріктеудің төмендеуімен қатар әр кезде қол жете бермейтін деасфальтизаттың
байланыстылығы елеулі түрде артады.
Деасфальтизат шикізатының құрамын іріктегенде өңделетін мұнайдың қалдық
фракциясының химиялық құрамы да әсер етеді. Смола – асфальт құрамы жоғары
мұнай қалдықтарын деасфальтизаттағанда гудронда пропанның еріту қабілетін
арттыратын төмен молекулалы фракцияның белгілі бір шегіне дейін қалдырған
мақсатқа сәйкес келеді. Смолалы төмен мұнайды өңдегенде, керісінше, жоғары
концентрациялы гудрон мақсатқа сәйкес. Сөйтіп, шикізат сапасына қарай
берілген қасиеттері бар деасфальтизаттың оңтайлы шығарылымын алу үшін
гудронның оңтайлы фракциондық құрамын және оны деасфальтизаттау режимін
іріктеу қажет.
Технологиялық режим. Өңделетін қалдық шикізатын деасфальтизаттағанда
материалдық баланс және өнім сапасы еріткіштің еселігі мен экстракцияның
температуралық режиміне тәуелді.
3 - кестеде көрсетілгендей төмен температурада (50-700 С) пропан жоғары
еріткіш қабілеттілікті және төмен сайлануды көрсетеді және асфальтеннің
отырғызғышы болып табылады. Пропандағы экстракция температурасы жоғары
болғанда (850 С-тан жоғары) еріту қабілеті төмендеп, сайланғыштық артады.
Бұл молекулалық масса мен құрылымы бойынша жіктелетін көмірсутек топтарының
бөлінуімен гудрондардың қызмететуіне мүмкіндік береді. Сөйтіп, осы
температура шегінде пропан фракционды еріткіш болып табылады. Критикалық
температура алдында бөлінетін жоғары молекулалы смола мен полициклді аромат
көмірсутегісі дисперсионды күштердің әсер етуі арқылы дисперсионды ортадан
төмен молекулалы смола мен төмен индексті көмірсутектің бөлініп шығуына
әсер етеді, бұл деасфальтизаттың сапасын арттырады. Темперасына қарай
еріту қабілеті мен пропанның сайланғыштығына байланысты антибатты сипатын
экстракционды колонна биіктігімен белгілі-бір температура профилін құрып
деасфальтизат сапасы мен шығуды реттеу үшін пайдалануға болады: жоғарыдан-
жоғары, төменнен-төмен температура. Колоннаның үстіңгі бөлігіндегі біршама
жоғары температура деасфальтизаттың сапасының артуына, төмен температура
мақсатты өнімді талап бойынша іріктеуді қамтамасыз етеді.
Пропанның шикізатқа еселігі. Экстракционды процесте еріткіш: 1-ден,
шикізаттың еріткішпен толуы, 2-ден, екі фазалы жүйе құрылып толтырылған
еріткішті әрі қарай ыдыратумен шығындалады. Еріткіштегі шығынның бірінші
құраушысы шикізаттағы еріткіш компоненттердің потенциалды мазмұнына тәуелді
болса, екіншісінде фазалардың бөліну нақтылығына қолайлы әсер ететін
экстракционды аппараттағы гидродинамикалық жағдайларға тәуелді болады.
Дисперсионды ортаның шексіз түрде сұйылуының қолайлы шамадан рациональды
емес түрде жоғары болуы ерітікш регенерациясындағы энергия шығындарының
өсуіне, әкеледі, бастапқы шикізат бойынша құрылғылардың өнімділігі
төмендейді. Мұның бастысы сол, ертудің іріктеудің төмендеуінен мақсатты
өнім сапасының төмендеуіне әкелуі мүмкін.
Батыс- сібір мұнайындағы пропан % гудрон арақатынасы деасфальтизат
кокстелуіне типтік экстремальдік сипат тән.
Пропанды деасфальтизаттаудың өнеркәсіптік құрылғысын пайдалануда
гудрондағы коксогенд қосылыстардың мазмұны тым жоғары, еріткіштің
бөлінгіштігі төмен болған сайын талап етілген сала (кокстелуімен бірге 1%
шамасында) алынады. Мысалы, батыс-сібір мұнайындағы гудрон үшін пропанның
қолайлы бөлінгіштігі: шикізат көлемі бойынша (4,5 – 5,5) :1, аз күкіртті
түрікмен - өзбек мұнайынан гудрон үшін – 7:1 болады.
Деасфальтизаттың шағуы шикізат сапасына қарай экспериментальды
мәліметтер болмағанда Б.Н. Бондаренко формуласымен былай есептеуге болады:
у = 94 - 4х + 0,1 (х - 10)2
у – кокстелуі 1,1 – 1,2% болатын деасфальтизаттағы % түрінде шығуы;
х – шикізаттың кокстелуі (х = 4 - 18%).
5 кестеде әдеттегі отандық шикізат түрлерімен деасфальтизаттаудың режимі
келтірілген.

5 кесте
Әртүрлі мұнайдағы гудронды деасфальтизаттаудың типтік
технологиялық режимі.
Шикізат – мұнайдағы гудрондар
Көрсетікш
Батыс-сібіТүркімен Волго урал Пермь Волгоград
р өзбек (туймазин, (жирнов,
ромашкин) коробка)
Деасфальтизаттау 1 2 1 1 1
деңгейінің саны
1 –деңгей
Пропанның 5:1 7:1 5:1 7:1 8:1
бөлінгіштігі
(көлемі бойынша)
Экстракционды
колоннадағы
температура, 0 С
үстінде 78+82 77+79 79+82 78+80 75+77
төмен 58+63 62+66 55+61 61+63 57+59
2 - деңгей
Пропанның 3:1 2,5:1
бөлінгіштігі
(көлемі бойынша)
Экстракционды
колоннадағы
температура, 0 С
үстінде 63+65 70+72
төмен 50+52 53+60

1.3. Дайын өнімнің қолданылуы
Деасфальтизация процесінде мұнайлы концентраттарда (гидрон немесе
жартылай гидрон) сығылған пропан қолданылады. Бұл еріткіште көмірсуларға
қарағанда асфальтты және шайырлы заттар нашар ериді сонымен мұнда екі фаза
шығады жоғары концентрациялы деасфальт ерітіндісі және төмен концентрациялы
еріткіш шығады.
Деасфальтизатты жоғары тұтқырлықты майларды алу үшін немесе
каталитикалық крекинг қондырғысында шикізат ретінде қолданылады. Талғамды
тазалау процесінің шикізат есебінде май дистиляттарын және май
деасфальтизаттарын қолданады. Гудрондарды және концентраттарды сұйытылған
төмен молекулалы алкондармен асфальтсыздандыру әдісін, тек жоғары тұтқырлы
қалдық майлар ғана емес, сонымен қабат каталитикалық крекинг немесе
гидрокрекинг үшін шикізат дайындауда қолданады.
Шайыр – асфальтен қосылыстарының құрамының күрделілігі, оларға деген
талғамды еріткіш таңдауды қиындатады. Сондықтан май құрамындағы құнды
көмірсутектерге еріткіш таңдау тиімдірек. Шайыр – асфальтен заттары бұл
еріткіште ерімей, тұнбаға түседі. Осындай май құрамындағы қосылыстардың
қасиеттерін оларды бір-бірінен бөлуде пайдаланылады. Барлық шайыр заттары,
әсіресе асфальтендер, карбендер және карбоидтар майлаушы майлар қасиетіне
теріс әсер етеді. Олар майлардың түсін түсіреді, күйе түзілуді көбейтеді,
майлаушы қабілетін төмендетеді және т.б. Сондықтан май дистилляттарын
тазалаудағы ең бастапқы мақсат – шайыр асфальтенді заттардан бөлу болып
саналады. Сонымен қатар, шайыр заттары кейбір техникалық құнды қасиет де
көрсетеді. Олар мұнай битумдарының құрамында жол салуда, үй құрылысында,
гидроизоляция материалы есебінде және арнайы жұмыстарда қолданылады.
Деасфальтизация процесі мұнай қалдықтарынан смолалы – асфальтенді заттарды,
коксталатын және тұтқырлық индексі төмен полициклді, көмірсуларды айыру
үшін негізделген. Қазіргі кәсіпорындардағы қондырғаларда негізгі еріткіш
ретінде, сұйық пропанды қолданылады.
Химиялық құрамы жағынан шайырдан қышқылды заттарды – асфальтоген қышқылы
деп аталатын заттарды бөлуге болады. Олардың мөлшері табиғи асфальттарда 6-
7%-ке дейін жетеді. Олардың тұтқыр, қоңыр шайыр тәрізді келеді. Олар
спиртте, бензолда және хлороформда ериді, тығыздығы бірден жоғары. Олар
сілтілермен әрекеттеседі, бірақ мұнай қышқылдарынан көп қасиеттері жағынан
айырмашылығы бар. Асфальтендер бензолмен, шайырмен араласуына қарап
лиофилді, ал жеңіл бензин мен спиртте лиофобты коллоидтар қасиетін
көрсетеді. Сондықтан да олар бірінші топтағы еріткіштерде қабарып ериді
және ерітіндіден екінші топтағы заттармен тұнбаға түседі. Сондықтан, мұнай
құрамында асфальтендер коллоид жүйе күйінде кездеседі және қолданады.
Асфальтен молекулалары кеңістікте қабат-қабат орналасып коллоид
мөлшеріндей қатты фазаның ұрығын құрайды. Олардың шайыр және ароматикалық
май молекулаларымен сольваттануының нәтижесінде мұнайда және оның ауыр
қалдықтарында асфальтендердің тұрақты жүйесі түзіледі. Осындай жүйені
алкандармен С5 – С8 сұйылтқанда, жүйенің тұрақтылығы кемиді де асфальтендер
қатты фаза күйінде тұнбаға түседі. Майлардан және шайырдан тұратын сольват
қабаты оларды одан әрі тотығудан сақтайды және асфальтендер соңғы тотығу
өнімі есебінде қолданылады.
Мұнайдан бөлінген асфальтендер жоғары активтілік көрсетеді. Олар тез
тотығады, галогенденеді, хлорметилденеді, формальдегидпен
конденсацияланады, хлорлыфосформен әрекеттеседі, шайырға және майға дейін
гидроленеді және тағы басқа асфальтендердің осындай ауысу реакцияларының
арасынан өндірісте қолдану тотықтырумен битумдар алу процесі болып
саналады, бұл көп тонналы және оның үлесіне мұнай өңдеудің тек қана 3-6%-ті
ғана қолданылады.
Мұнайдың шайыр – асфальтен заттары туралы нейтралды шайырмен қатар
асфальтендер де гетеро-органикалық жоғары молекулалық қосылыстар қоспасы
болып саналады. Бұл жағдайда майлар мен шайырлар тотығу-дегидрлеу
реакцияларына көбірек түседі де, осының нәтижесінде қаныққан сақина
ароматикалық сақинаға ауысады. Егер конденсацияланған ароматикалық сақина
саны үшке жетсе, онда асфальтенді құрайтын бөлшектер түзіледі.
Асфальтендердің мөлшерінің көбеюі оның тұтқырлығын өсіреді және ол
біртіндеп құрылымды битумға айналады.
1.4. Процестің теориялық негізі
Деасфальтизация процесі мұнай қалдықтарынан смолалы – асфальтенді
заттарды, жоғары коксталатын және тұтқырлық индексі төмен полциклді,
көмірсуларды айыру үшін негізделген. Қазіргі кәсіпорындардағы қондырғыларда
негізгі еріткіш ретінде, сұйық пропанды қолданылады.
Деасфальтизация процесі экстракциялық колонналарда және роторлы дискілі
контакторларда жүреді, ол жоғары қысымда қаныққан булардың және сығылған
пропан арқасында жүреді. Шикізат және пропан экстракциялық аппаратта,
қарама-қарсы ағында жүреді. Колонаның жоғарғы жағынан деасфальтизат
ерітіндісі шығады, оның құрамында пропанның шайырмен ерітіндісі бар. Пропан
және асфальт әрітіндісі аппараттың төменгі жағынан шығарылады.
Деасфальтизациялық колоннаның жоғарғы жағында, температура көтерілген
сайын, біз түсі ашық деасфальтзат аламыз. Колоннаның жоғарғы жағындағы
температура, критикалық жағдайға жақындаған сайын сұйық пропанның тығыздығы
және еріткіш қабілеті төмендейді, сонда пропанда шикізаттың құрамындағы,
көмірсутек компоненттерінің ерігіштігі төмен болады. Қалғаны еріткіште
шайырлар мен асфальтендермен тұнады, сонда деасфальтизат шығымы төмендейді.
Колоннаның ұзына бойының температурасы түскен сайын, сығылған пропан
ерігіштігі өседі, еріткіш өзінде тек ғана парафинді-нафтенді және жоғары
индексті ароматты көмірсуларды сіңіре қоймай, төменгі индексті ароматты
көмірсуларды да сіңіреді.
Деасфальтизацияның температуралық градиентін құру – колоннаның үстіңгі
және жоғары жағындағы температураның біртекті түсуі, деасфальтизаттан
смолалы-шайырлы заттарды, селективті терең тазартуға мүмкіндік береді.
Деасфальтизациялық колонна температурасының тез түсуі, ішіндегі
флегманың артық болуына әкеледі, және аппарат істен шыға бастайды.
Деасфальтизация процесінде температура 75-800 С-да, шайырлардың
молекулярлық массасы (600-700) болатын шайырлы заттар, деасфальтизат
ерітіндісіне өтеді. Гудроннан молекулярлық массасы 700-800 болатын шайырлы-
асфальтенді заттарды бөлу үшін, деасфальтизация колоннасында температураны
82-850 С-ге дейін көтереді. Процестің температурасы төмен болған сайын,
пропанның тығыздығы және еріткіш қабілеті жоғары болады.
Гудронды пропанмен деасфальтизаттаудың өнеркәсіптік құрылғысы бір немесе
екі деңгейлі болуы мүмкін. Гудронды екі деңгейлі деасфальтизаттау барысында
тұтқырлығы мен кокстелуі әртүрлі екі деасфальтизат алады: олардың сомалық
шығымы бір деңгейлі деасфальтизаттауға қарағанда көп болады. Сөйтіп, екі
деңгейлі деасфальтизацияны мұнай шикізатын тереңнен өңдейтін ресурс
сақтауына технологиялық процеске жатқызуға болады.
Бір деңгейлі пропанды деасфальттау. Бұған мынадай негізгі секциялар
енеді деасфальтизат пен битум ерітіндісі алынатын экстракционды колоннадағы

(К - 1) гудронды деасфальттау секциясы; битумды ерітіндідегі пропандағы екі
деңгейлі регенерация секциясы; ылғал пропанды құрғату секциясы мен
коррезияға әкелетін күкірт сутегіден пропанды құрғатып, кептіру.
Қалдық шикізат (гудрон немесе концентрат) бу қыздырғышында қажетті
температураға дейін қыздырғасын К – 1 экстракционды колоннасының орташа
бөлігіне, ал, сұйытылған пропан оның төменгі бөлігіне беріледі. К – 1 орта
бөлігінде пропан шикізат ағынымен және ішкі рецидкулетпен контактіленеді.
Контакт зонасында жалюз типіндегі немесе қондырма типтегі тарелка
орнатылған. Пропан мен шикізат көлденең қиылысып тең бөлінуі үшін саңылауы
көп трубалы конструкциядан таратқыш арқылы жіберіледі, шикізатқа – төменге,
пропанға- жоғарыға.
Гудронды пропанды деасфальттау процесіндегі елеулі жетіспеушілік
энергияның үлкен шығыны болып табылады. Деасфальттау процесіндегі
энергошығындардың негізгі үлесі ерітіндісін регенерациясының торабына
түседі. Бұл бастапқы шикізат көлемінен 5-6 есе артық еріткіштің қолдануынан
байланысты. Пропан регенерациясын деасфальттау құрылғысының барлығында
буландырғыштың энергосынымдылығы мол тәсілмен және одан әрі
конденсациялаумен жүзеге асырылады. Буландыру процесі төмен потенциалды
жылудың үлкен санын талап етеді.
Соңғы жылдары пропан мен бутанды деасфальттау құрылғысында ерітіндіні
регенерациялау аса критикалық режиммен жүзеге асады. Бұл арқылы регенерация
процесі ерітіндіні буландыру және конденсациялаусыз жүзеге асады, сөйтіп
энергошығындарды төмендетеді. Ерітінді регенерациясының қайнатпау тәсілін
пайдаланатын процестер 25-40% құрайды. Бұдан басқа, конденсация процесін
есептемегенде еріткіш регенерациясында су шығыны азайып, тоңазытқыштағы
тұтыну қысқарады. Отандық мұнай өңдеу зауыттарында (Жаңа - Уфа) гудронды
типтік пропанды деасфальттау реконструкциясы пропанның энергосақтау
регенерациясына аударады.
Аса критикалық жағдайда пропандағы деасфальтизат ерігіштігі (бутанда,
пентанда) еріткіштің молекула аралық күшінің жоғалу салдарын төмендетеді,
сөйтіп, сепараторда деасфальтизат еріткіштің екі сұйық фазаға бөлінуі
жүреді: жоғары пропандық және төменгі деасфальтизаттық. Төменде
деасфальтизат ерітіндісінің аса критикалық режимде пропан регенерациясы
торабының принципалды сызбасы көрсетілген.
К – 1-дің үстінен келетін деасфальтизат ерітіндісі насоспен 120-1300 С
температураға дейін қызатын жылу алмастырғыштары мен бу қыздырғыштары
арқылы айдалады, онда қысымы 5 МПа-ға жетеді де С-1 сепараторына түсіп,
ерітінді екі фазаға бөлінеді. Үстіңгі фаза таза пропаннан тұрады. С-1-дің
астынан келетін төменгі фазада деасфальтизат 80-95% құрайды. Соңғысындағы
пропанның қалдығы К-2 колоннасында буланады.
К-1 астынан асфальтты ерітіндідегі пропан регенерациясы дәстүрлі
буландыру тәсілімен және су буымен қыздырылады.
Гудронды пропанмен екі деңгейлі деасфальттау қалдық шикізаттан
тұтқырлығы әртүрлі екі деасфальтизат алуға арналған. Алынған І және ІІ
деңгейлі деасфальтизаттарды одан әрі бөлек немесе қалдық майларды
араластыра өңдейді.
Бір деңгейлі берілісті деасфальтизаттаудан екі деңгейлі деасфальтизаттық
сомалық шығысы 15-30%-ке ұлғаяды. Бұл өсім шикізат сапасына және өнімге
қойылатын талаптарға тәуелді болады. ІІ деңгейлі деасфальтизаттаудың
экстракционды колоннасында (К-1а) К-1-ге қарағанда төмен температура мен
қысымды ұстап тұрады. ІІ деңгелі шикізатқа пропанның қалдықсыз бөлінуі көп
болады.
Екі деңгейлі деасфальтизаттауда экстракционды колонналарды 7 кестеден
келтірілген сызба бойынша біріктіреді.
І және ІІ деасфальтизат ерітіндісіндегі пропан регенерациясы бөлек
жүзеге асырылады.
Батыс – сібір мұнайындағы гудронды екі деңгейлі деасфальтизаттау
процесінің материалдық балансы төмендегідей:

1-ші деңгей 2-ші деңгей
Түсті Түсті
Шикізат - 100 І деңгейлі – асфальт ерітіндісі -
167
Пропан - 50 оның ішінде асфальт -
67
- пропан
- 100
- пропан қосымша
- 200
Барлығы: 600 Барлығы:
367
Алынды Алынды
І деңгейлі – деасфальтизат ерітіндісіІІ деңгейлі – деасфальтизат
- 433 ерітіндісі - 217
оның ішінде І деңгейлі – оның ішінде деасфальтизат - 8
деасфальтизат - 33
пропан - 400 пропан - 209
І деңгейлі – асфальт ерітіндісі - ІІ деңгейлі – асфальт ерітіндісі -
167 150
оның ішінде асфальт -оның ішінде асфальт -
67 59
пропан - 100 пропан - 91
Барлығы: 600 Барлығы: 367

1.5. Техникалық процестің жобалануы және толық сипаттамасы Технологиялық
режим нормалары
Шикізат – гудронды шикізат сорабымен 2 буқыздырғышқа және одан әрі І
баспалдақты 3 экстракциялау колоннасының ортасына беріледі. 3 колоннаның
төменгі бөлігінде 10 сораптың сығуымен сұйық пропан беріледі. І
деасфальтизаттың пропандағы ерітіндісі 3 колоннаның жоғарғы жағынан, ал І
асфальт ерітіндісі 3 колоннаның төменгі бөлігінен ІІ баспалдақты
экстракциялау колоннасының ортасына түседі. 4 колоннаның төменгі бөлігіне,
сонымен қатар сұйық пропан беріледі. 4 колоннаның жоғарғы бөлігінен ІІ
деасфальтизаттың пропандағы ерітіндісі шығады. І және ІІ баспалдақтар
деасфальтизат ерітінділерінен еріткіштің әрқайсысы өз алдына
регенерациялауға түседі. І – баспалдақты деасфальтизат ерітіндісі 3
колоннаның жоғарғы бөлігінен 5 буландырғышқа беріліп, онда пропанның бір
бөлігі буға айналады. Одан әрі бірінші баспалдақты деасфальтизат ерітіндісі
19 жылу алмастырғышта қыздырылып, 20 колоннаға түседі, онда тағы да
пропанның бір бөлігінің төмендеу есебінен буланады. 20 колонаның төменгі
бөлігінен І баспалдақты деасфальтизат ерітіндісі 21 колоннаға түседі, онда
пропан су буымен толық буланады. 21 колоннаның төменгі бөлігінен І
баспалдақты деасфальтизат 22 сораппен 26 тоңазытқыш арқылы қондырғыдан
шығады.
Пропан буы 5,6 буландырғыштан және 15 колоннадан 2,7 МПа қысыммен 8
тоңазытқышта конденсацияланады да, 9 сыйымдылыққа жиналады. Пропан буы 7
буландырғыштан және 20 колоннадан 1,9 МПа қысыммен 11 тоңазытқышта
конденсацияланып, 12 сыйымдылықта жиналады, одан сораппен 9 сыйымдылыққа
айналады. 14,21,23 колонналардан газ түріндегі пропан және су буы 27
араластырушы конденсаторда судың тікелей араласуы мен суытылады. 27
колоннаның жоғарғы жағынан пропан 28 компресорға түсіп 1,9 МПа дейін
сығылды да сұйық пропан желісіне түседі.
Технологиялық режим нормалары

3 – колонна 4 – колонна
Пропанның шикізатқа көлемдік қатынасы 71
61
Қысым, МПа
4,3 3,6
Экстракциялау температурасы, 0 С
Жоғарыда
87 82
Төменде
63 60
Қысым, МПа
14,21,23-те
0,1
5,6,15-те
2,7
7,20-да
1,8
Температура, 0 С
5,6-да
50-100
7-де
150
6 шыға берісінде
200-250

1.6. Процесті аналитикалық бақылау
Зауыт колонналарындағы асфальтсыздандыру дәрежесін деасфальтизаттың
кокстенуімен айқындалады, себебі шайырлар мен көп сақиналы
көмірсутектерінің кокстенуі жоғары болады. Самотлор мен Ұстьбалық
мұнайларының гудрондарын пропанмен асфальтсыздандыру мәліметтері мынадай:
Гудрон сипаттамасы Самотлор мұнайы Устьбалық
мұнайы
Тығыздық 0,983 – 0,985 0,976 – 0,987
Кокстенулік, % (масс.) 10,4 – 11,6 14 – 15
Күкірт мөлшері, % (масс.) 2,18 2,7
Босау температурасы (КиШ бойынша), 0С 24 және төмен 24-тен.
Мөлшері, % (масс.)
Асфальтендер 7,7 6,7
Шайыр 18,8 21,1
Көмірсутекті компоненттер 73,5 72,2
Асфальтсыздандыру жағдайы мен нәтижелері
Баспалдақ І ІІ І ІІ
Пропанның шикізатқа еселігі (көл.) 8:1 10:1 6:1 10:1
Асфальтсыздандыру колоннасындағы ерітінділер температурасы, 0С
Жоғарыдағы 75 70 85 75
Төмендегі 58 50 65 55
Техникалық пропандағы С3Н8
Мөлшері, % (масс.) 95,6 91,7
Деасфальтизат шығымы, % (масс.)
Гудронға 43,6 6,0 33,0 11,4
Деасфальтизат сипаттамасы
1000 С тұтқырлық, мм2с 20,6–22,2 60 - 80 19,5 64,6
Кокстеушілік, % (масс.) 1,0-1,1 3,2-3,4 0,7-0,8 3,1
Тығыздық P 420, гсм3 0,926 0,975 - -
Күкірт мөлшері, % (масс.) 1,7 2,0 - -
Асфальтсыздандыру битумдарының сипаттамасы
Босау температурасы (КиШ бойынша)
0С 50-54 57-62 35 60
Мұнай күкіртті Күкірті аз,
шайырлы шайыры аз
Асфальтсыздандырудың І баспалдағы
Шикізат гудрон
Тығыздық P 420 0,999 - 1,100 0,950 - 0,956
Кокстенулік, % (масс.) 16 - 20 8 - 10
Босау температурасы (КиШ бойынша), 0С 37 - 38 18 - 20
Пропанның шикізатқа еселігі (көл.) 5 - 71 5 - 71
Колоннадағы ерітінді температурасы, 0С
Төменгі алқапта 62 - 63 55 - 60
Жоғары алқапта 75 - 88 75 - 80 ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.