Мұнайды дистилляциялау құралдардың әдістері
Аңдатпа
Курстық жобаның тақырыбы Мұнайды дистилляциялау қондырғысының технологиялық параметрлерін автоматты бақылау.Орындаған: ИП-17-5к1 студенті Ыбрай Қадыржын Батыржанұлы.Жобаның жетекшісі: Тапалов Т.Т. Жобаны қорғау мерзімі .
Жобаның көлемі 54 беттен,15 суреттен,2 кестеден және 1 фукциональды схемадан тұрады.
Жоба барысында Мұнайды дистилляциялау қондырғысының технологиялық параметрлерін автоматты бақылау тақырыбы бойынша
Мұнай және оның түзілу процестері,Мұнай және мұнай өнімдерінің негізгі физика-химиялық қасиеттері,Мұнай компоненттерін бөлшектеу әдістері, Мұнайды дистилляциялау,Мұнайды дистилляциялау құралдардың әдістері,Ректификация әдістері және Өнеркәсіптік белгілердің өнеркәсіптік әдістерін қолдануы жайлы,сонымен қатар Мұнайды дистилляциялау қодырғысының технологиялық параметрлерін автоматты бақылау үрдісінің бақыланатын технологиялық параметрлеріне қажетті өлшеу құралдарын таңдау және негіздеу жайлы мәіміттер келтірілген.
Курстық жобаның негізгі масаты автоматтандыру өндіріс тиімділігінің негізгі көрсеткіштерін жақсартуға әкеледі,соның ішінде:санның өсуі, сапаны жақсарту және өндіріс құнын төмендету.
Мазмұны
Аңдатпа 1
Анықтамалар 5
Белгілер мен қысқартулар 6
Кіріспе 7
Курстық жобаның тақырыбы Мұнайды дистилляциялау қондырғысының технологиялық параметрлерін автоматты бақылау. 7
1. Автоматты бақыланатын мұнайды дистилляциялау қондырғысының технологиялық үрдістеріне жалпы шол 9
1.1 Мұнай және оның түзілу процестері 9
1.2 Мұнай және мұнай өнімдерінің негізгі физика-химиялық қасиеттері 9
1.3 Мұнай компоненттерін бөлшектеу әдістері 11
1.4 Мұнайды дистилляциялау 13
1.5 Мұнайды дистилляциялау құралдардың әдістері 15
1.6 Ректификация әдістері 16
1.7 Өнеркәсіптік белгілердің өнеркәсіптік әдістерін қолдану 17
1.8 Мұнайды дистилляциялау қондырғысының технологиялық параметрлерін автоматты бақылау 20
2 Курстық жобаның мақсаты 23
3 Мұнайды дистилляциялау қодырғысының технологиялық параметрлерін автоматты бақылау үрдісінің бақыланатын технологиялық параметрлерін таңдау және негіздеу 24
3.1 Объектегі бақыланатын сұйық пен газдардың қысымдарыңның шамаларын талдау және таңдау 24
3.2 Объектегі бақыланатын сұйықтың деңгейлерін талдау және таңдау 24
3.3 Объектегі бақыланатын температуралардың шамаларын талдау және таңдау 25
3.4 Объектегі бақыланатын сұйық пен газдардың шығындарының шамаларын талдау және таңдау 25
3.5 Объектегі бақыланатын сұйық пен газдардың концентрацияларының шамаларын талдау және таңдау 26
4 Мұнайды дистилляциялау қодырғысының технологиялық параметрлерін автоматты бақылау үрдісінің бақыланатын технологиялық параметрлеріне қажетті өлшеу құралдарын таңдау және негіздеу 27
4.1 Объектегі бақыланатын сұйық пен газдардың қысымдардыңың шамаларын өлшейтін құралдарды негіздеу және таңдау 27
4.2 Объектегі бақыланатын сұйықтың деңгейін өлшейтін құралдарды негіздеу және таңдау 29
4.3 Объектегі бақыланатын температуралардың шамаларын өлшейтін құралдарды негіздеу және таңдау 31
4.4 Объектегі бақыланатын сұйық пен газдардың шығындарының шамаларын өлшейтін құралдарды негіздеу және таңдау 33
4.5 Объектегі бақыланатын сұйық пен газдардың концентрацияларының шамаларын өлшейтін құралдарды негіздеу және таңдау 34
4.6 Объектегі бақыланатын технологиялық параметрлердің шамаларын бақылайтын, қалқанда орналасатын (қажет болған жағдайда) құралдарды негіздеу және таңдау 35
4.7 Объектегі бақыланатын технологиялық параметрлердің шамаларын бақылайтын, жадысында сақтайтын, реттейтін контроллерді негіздеу және таңдау 37
5 Қоршаған ортаны қорғау 41
6 Тіршілік қауіпсіздігі 43
7 Автоматтандыру қондырғыларына және құралдарына тапсырыс спецификациясы 46
Қорытынды 53
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 54
Нормативті сілтемелер
Курстық жобада келесі нормативті құжаттарға сілтемелер қолданылған.
СТ ЮКГУ 7.11-2010 Стандарт университета. Управления учебно - организационными процессами.
СТ ЮКГУ 7.08-2010 Стандарт университета, организация и проведение профессиональной практики студентов.
ДП ЮКГУ 8.04-2008 Документированная процедура. Предупреждающие действия.
МИ ЮКГУ 7.12-2010 Методическая инструкция. Практические, семинарские и индивидуальные занятия. Общие требования к организации, содержанию и проведению.
МИ ЮКГУ 7.13-2010 Методическая инструкция. Лабораторные занятия. Общие требования к организации, содержанию и проведению.
МИ ЮКГУ 7.14-2010 Методическая инструкция. Курсовое проектирование, содержание, тематика, структура, руководство, оформление, обозначение и защита курсового проекта (работы).
МИ ЮКГУ 7.15-110 Методическая инструкция. Организация дипломного проектирования. Дипломная работа.
СТ РК 34.015-2002 Ақпараттық технология. Автоматтандырылған жүйелердің стандарттар кешені. Автоматтандырылған жүйелерді құруға техникалақ тапсырма.
СТ РК 2.1-2009 Ақпараттық технология. ҚР өлшеулер тұтастығын қамтамасыз ететін мемлекеттік жүйе. Түсініктер және анықтамалар.
СТ РК 34.002-2002 Ақпараттық технология. Дербес электронды есептеуіш машиналар.
СТ РК ИСО 5127-2007 Ақпарат және құжатнама. Сөздік.
СТ РК 34.007-2002 Ақпараттық технология. Телекоммуникациялық желілер. Негізгі түсініктер және анықтамалар.
СТ РК 34.014-2002 Ақпараттық технология. Автоматтандырылған жүйелердің стандарттар кешені. Автоматтандырылған жүйелер. Түсініктер және анықтамалар.
СТ РК 1.12-2000 Қазақстан Республикасын мемлекеттік стандарттау жүйесі. Нормалақ мәтінді құжаттар. Құруға, мазмұндауға, рәсімдеуге және мазмұнына жалпы талаптар.
ГОСО РК 5.03.005-2009 Государственный общеобязательный стандарт образования Республики Казахстан. Система образования Республики Казахстан. Профессиональная практика. Основные положения.
ГОСО РК 5.03.016-2009 Государственный общеобязательный стандарт образования Республики Казахстан. Правила выполнения дипломный работы (проекта) в высших учебных завведениях. Основные положения.
ГОСО РК 5.03.016-2009 Правила выполнения дипломной работы (проекта) в высших учебных заведениях. Основные положения.
Анықтамалар
Осы курстық жобада келесі терминдердің анықтамалары қолданылған:
Өлшеу - белгілі техникалық құралдардың көмегімен физикалық шаманың тәжірибе арқылы мәнін табу.
Өндірістегі процестерді автоматтандыру - сол технологиялық операцияны адамның көмегінсіз техникалық құралдардың басқаруымен іс жүзінде асыру.
Өлшеу құралдары - өлшенетін мәліметтерді ыңғайлы түрде көрсететін құрал-жабдық.
Өзгерткіштер - өлшенетін мәліметтердің көзі болып табылатын және алыс жерге жеткізетін сигналдың көзі ретінде пайдаланылатын өлшеу құралы.
Сезгіш элемент - технологиялық параметрдің мәнін өлшейді.
Ректификация - көп компонентті сұйықтық қоспасын жекеленген компонеттерге бөлу процесі.
Құрылғы - кең мағынасында - механикалық, электрлік немесе электрондық аппараттар, құрылғылар, механизм. Құрылғы ауқымдылық және модульдік қасиеттермен сипатталады.
Технологиялық процесс - белгілі бір жұмыс түрін орындау үшін қажетті технологиялық операциялар тізбегі. Технологиялық үдеріс жұмыс істеуден тұрады, ол өз кезегінде жұмыс қозғалыстарынан (техникадан) тұрады.
Сорғы(насос) - қозғалтқыштың немесе бұлшықет энергиясының механикалық энергиясын (қолмен сорғыларда) сұйықтықтың барлық түрлерінің қысымын, қатты заттар мен коллоидты заттар немесе сұйылтылған газдармен сұйықтықтардың механикалық қоспасын жасауға мүмкіндік беретін сұйықтық ағынының энергиясына түрлендіретін гидравликалық құрылғы. Сорғының шығысындағы сұйықтық қысымының және айырмашылығы бар құбырдың айырмашылығы оның қозғалысына әкеледі.
Атмосфералық айдау (дистилляция) - қалыпты (атмосфералық) қысым кезінде жүргізілетін будың көп мәрте булануы және конденсациялаумен мұнайды фракцияларға бөлу.
Сепаратор -- газдан сұйық немесе қатты бөлшектерді, сұйықтықтан қатты бөлшектерді бөлу және сұйық немесе қатты бөлшектер қоспасын құрамдас бөліктерге ажыратуға арналған аппарат
Колонна -цилиндралық формадағы,әдетте тастан,ағаштан,металлдан жасалатын архитектуралық элемент.
Белгілер мен қысқартулар
МӨЗ-мұнай өңдеу зауыты
ЖМД- жеңіл май дистилляты
TE - жергілікті жерде орналасқан температураны өлшейтін сезгіш элемент
PE - жергілікті жерде орналасқан қысымды өлшейтін сезгіш элемент
FE- жергілікті жерде орналасқан шығынды өлшейтін сезгіш элемент
LE - жергілікті жерде орналасқан деңгейді өлшейтін сезгіш элемент
TY - өлшенетін температураның мәнін қалқанда орналасқан өлшеу құралына жеткізеді
PT - өлшенетін қысымның мәнін қалқанда орналасқан өлшеу құралына жеткізеді
FT - өлшенетін шығынның мәнін қалқанда орналасқан өлшеу құралына жеткізеді
LT - өлшенетін деңгейдің мәнін қалқанда орналасқан өлшеу құралына жеткізеді
бқ- бастапқы қайнау температурасы
сқ - соңғы қайнау температурасы
мА - миллиАмпер
мВ - миллиВольт
АҚ-атмосфералы құбырлы
АВҚ - атмосфералы-вакуумды құбырлы
т.б. - тағы басқа
т.с.с. - тағы сол секілді
Кіріспе
Курстық жобаның тақырыбы Мұнайды дистилляциялау қондырғысының технологиялық параметрлерін автоматты бақылау.
Курстық жобаның тақырыбының өзектілігіне:Қазақстан табиғи ресурстарға әсіресе энергетика ресурстарына өте бай мемлекет.Еліміз мұнай қоры жөнінен дүние жүзі бойынша алғашқы ондыққа кіреді.Қазіргі таңда елімізде мұнай өндіру саласында,өндірісорындарын автоматтандыру қарқынды түрде дамып кел жатыр.Технологиялық процестерді автоматтандыруды толық жетілдіре түсу және оны басқару өндірістік объектілердің тиімділігін арттыра түседі. Сонымен қатар, автоматты түрде өндірісті басқару үшін электронды есептеу машинасының алатын орыны бөлек. Микро-электронды есептеу машинасының көмегімен объектіде болып жатқан шексіз мәліметтерді өңдей отырып, технологиялық процестерді ең жаксы, үйлесімді жүйеге келтіруге болады. Бірақ мұны іс жүзіне асыру көптеген жағдайларға байланысты болып келеді. Мысалы, объектіден келіп түсетін мәліметтерге, сезгіш элементтердің дәлдігіне, өлшеу құралдарының күйіне сонымен қатар, объектіде болып жатқан құбылыстар туралы белгі беретін кұралдарға байланысты болады.
Курстық жобаның ғылыми жаңалығына объектінің технолгиялық параметрлерін автоматтандыру кезінде замануи, өлшеу дәлдігі жоғары,төзімді және икемді технологияларды пайдалану болып табылады. Осы технологиялар арқылы өнімнің сапасын арттыра отырып объектідегі жұмысшылардың жұмысын жеңілдету. Сонымен қатар жаңа технологиялардың көмегімен мұнайдың жаңа фракцияларын алуға болады.
Курстық жобаның практикалық қажеттілігі: Курстық жобаның нәтижелерін практика жүзінде және зертханалық жұмыстарға пайдалана отырып мұнайды дистилляциялау қондыргысының жұмысын автоматты бақылауға болады. Курстық жобада қолданылған заманауи сезгіш элементтертердің объектіде болып жаткан үрдістерді контроллерге жеткізуі арқылы келіп түскен ақпараттарды компьютедің көмегімен талдап, сараптама жүргізе аламыз.
Курстық зерттеудің мақсаты, міндеті: Курстық жобаның мақсаты технологиялық үрдістерді бақылау мен басқару құралдарына сүйене отырып автоматтандыру жүйесін құрастырғанда, жүйені жетілдіру және толықтыру.
Технологиялық үрдістерді басқару мен бақылау үшін сезгіш элементтерден келіп түсетін сигналдарды дер кезінде керекті басқару құралдарына жеткізу керек. Сол үшін технологиялық параметрлерді қабылдайтын сезгіш элементтерді дұрыс таңдап, сол үрдістерді басқаруға керекті деп таңдап алынған контроллерлерге жеткізу курстық жобаның негізгі мақсаты.
Курстық жобаның теориялық және әдістемелік негіздеріне автоматты бақылау жүйелерінің бағдарламалық-техниқалық құралдарын таңдау; автоматты бақылау теориясының негіздері; автоматты бақылау құрылғыларын таңдау және негіздеу ұсыныстары. Жобадағы шешімдерді негіздеу барысында заманауи талаптарға сай әдебиет және анықтама көздері, оқу материалдары, Интернет жүйесінен алынған мәліметтер, графикалық бағдарлама аспаптары қолданылды.
1. Автоматты бақыланатын мұнайды дистилляциялау қондырғысының технологиялық үрдістеріне жалпы шол
0.1 Мұнай және оның түзілу процестері
Мұнай - Жердің шөгінді[6,7,8,9,10]бөлігінде кең таралған және ең маңызды минералдық ресурс болып табылатын ерекше иісі бар жанғыш сұйық сұйықтық.
Мұнай - газтектес және қатты заттар еріген, сұйық көмірсутектердің табиғи дисперсті жүйесі. Мұнайдың құрамына көміртек және сутектен басқа, азот, күкірт, оттек және басқа элементтер кіретін, гетероатомды қосылыстар бар. Басқа сөзбен айтқанда, мұнай - бұл газтектес, сұйық және қатты көмірсутекті қосылыстардың кең жиынтығы болып табылады.
Қазіргі уақытта мұнай химиясы химия өнімдерінің төрттен бір бөлігін қамтамасыз етеді. Мұнай - ең бағалы табиғи минерал, адамға химиялық реинкарнация керемет мүмкіндіктерін ашады. Мұнайдың жалпы деривативтері шамамен 3 мыңға жуық.Мұнай-газ жаһандық отын-энергетикалық секторда көшбасшы орын алады. Оның жалпы энергия тұтынудағы үлесі үнемі өсіп келеді. Мұнай барлық экономикалық дамыған елдердің отын-энергетикалық теңгерімінің негізі болып табылады.
1.2 Мұнай және мұнай өнімдерінің негізгі физика-химиялық қасиеттері
Мұнай өнімдерінің негізгі физика-химиялық [6,7,8,9,10]қасиеттері немесе олардың қабылдау, сақтау және тазалау технологиясына әсер ететін өзгешеліктері тығыздықты, тұтқырлықты, құйылатын нүктені, булануды, өрт және жарылыс қаупін, электрлендіруді және уыттылықты қамтиды.
Мұнай - көмірсутектер қоспасы болып табылатын, жанатын майлы сұйықтық; қызыл-қоңыр,кейде қара түскежақын, немесе әлсіз жасыл-сары,тіпті түссіз түрі де кездеседі; өзіндік иісі бар; жерде тұнбалық қабатында орналасады; пайдалы қазбалардың ең маңызды түрі [1].
Тығыздық - бұл көлемнің бірлігінде мұнай өнімдерінің массасына сандық түрде тең болатын мән. Тығыздығы текше сантиметр үшін граммен өлшенеді, текше метр үшін килограмм, текше метрге тоннамен өлшенеді. Кейбір жағдайларда, салыстырмалы тығыздықты, сандық мәнде мұнайдың тығыздығының 20 ° C-тан 4 ° С-қа дейінгі су тығыздығына қатынасына тең.
Мұнай ашық сары , жасыл және қоңыр қышқыл, кейде қара түсті болып келетін өзіне тән иісі бар, ультра күлгін сәуле жарығын шығаратын сәуле.
Оның түсі құрамындағы элементтерге байланысты. Мқнайдың кейбәр органикалық - бензин, хлороформ, эфир сияқты ерітінділерде те ериді. Сонымен бірге ол йод, күкірт, каучук, шайыр, өсімдік майларын ерітетін еріткіш ретінде пайдаланылады. Бірақ мұнай суда ерімейді.
Мұнай - жанғыш, қара-қоңыр түсті өзіне тән иісі бар май тәрізді сұйықтық. Жайлап қыздырңан кезде ең алдымен молекулалық массасы аз, содан кейін жоғары температурада молекулалық массасы үлкен заттар айдалады.
Әртүрлі мұнай өнімдерінің тығыздығы 20 ° C (293 К) шамасында (кг м3): бензин - 700-780, дизель отыны - 830-860, авиакеросин - 755-840, қазандық отыны - 870-900, мұнай - 880 -915, мазут - 940-970.
Т-температурадағы Т температурасындағы мұнай өнімдерінің тығыздығы формуламен есептелуі мүмкін
ρT = ρ293 + ζ (293-T)
мұнда ρ293 - 293 К, кгс м3 температурада белгілі тығыздық мәні; ζ - тығыздықты температураны түзету, (кг м3 :: бұршақ), тең
ζ = 1.825 0.001315 :: p293
Қабыршықтылық жағдайында сұйықтықтың бір қабатының екіншісіне ауыстыруына қарсылық күші түсініледі. Тұтқырлық қаншалықты көбірек болса, майдың ағымдылығы да азаяды.
Төмен тұтқырлықтағы Ньютон сұйықтықтары үшін тиісті температурада кинематикалық және динамикалық тұтқырлықты білу жеткілікті. Мұндай сұйықтықтарға жеңіл мұнай өнімдері, сондай-ақ жоғары температурадағы мазуттар мен майлар жатады.[2]
Т температурадағы Ньютон сұйықтықтарының кинематикалық тұтқырлығы формулалардың бірін пайдалана отырып есептелуі мүмкін:
■ Walter (ASTM):
lglg (vT + 0.8) = a + b · lgT. (1.1)
■ Рейнолдс - Филонов
vT = v * · exp (-u (T-T *))). (1.2)
мұнда a және b эмпирикалық коэффициенттер болып табылады
a = lglg (v1 + 0.8) -b · lgT1.
b = (lg (lg (v1 + 0.8) lg ((v2 + 0.8))) lg (T1 T2).
v1, v2, v * - T1 T2, T * тиісінше мұнайдың кинематикалық тұтқырлығы; және - мұнай өнімінің кинематикалық тұтқырлығын екі температурада белгілі мәндермен айқындалатын, вискосконның қаттылық коэффициенті;
u = (1 T2-T1) · lg (v1 v2).
Қарапайым алгебралық түрлендірулер арқылы Уолтердің бастапқы формуласы есептеу үшін ыңғайлы формаға дейін азайтылуы мүмкін.
vT = 10AT-0.8.
мұнда Am - есептелген сандық коэффициент
Кинематикалық тұтқырлығы m2 s, сондай-ақ Stokes (1 см = см2 с) немесе олардың туындылары арқылы есептеледі, олар қатынастармен байланысты:
1 centiStox (cSt) = 1 мм2 с = 10-2St = 10-6 м2 с
Гидравликалық есептеулердегі динамикалық сұйықтық тұтқырлығы, әдетте, пайдаланылмайды. Сондықтан, егер ол берілсе, онда ол коэффициентті пайдаланып кинематикалық түрлендірілуі керек
vT = μT ρT
мұнда μT - температурадағы мұнайдың динамикалық тұтқырлығы
GHS жүйесіндегі динамикалық тұтқырлықты өлшеуге арналған құрылғы - бұл Poise (Pz) немесе centipoise (cP) көпірі. SI жүйесінде динамикалық тұтқырлық Pascal-секундта (Pa-s) немесе оның туындыларында, мысалы, milliPascal-секундта (mPa-s) өлшенеді. Бұл өлшем бірліктері қатынастармен байланысты:
1 мПа-с = 10-3 Па с = 1 cPz = 10-2 Pz.
Мұнай өнеркәсібінде олар жиі шартты тұтқырлықты пайдаланады. Бұл белгілі бір температурада VU типті вискозиметрде өлшенген 200 мл мұнай өнімінің жарамдылық мерзімінің қатынасы 20 ° C температурасында бірдей мөлшерде тазартылған судың аяқталуына қатысты.
Нейтронсыз емес қисық кернеулердің т-ның градиентіне тәуелділігі (dw drf (ағындық қисық) шығу тегі емес және немесе сызықты емес) сұйықтықтарды қамтиды
Әртүрлі сұйықтықтарға арналған кернеудің жылдамдығы:
1 - Ньютондық; 2 - пластик (Bingham); 3 - псевдопластикалық; 4 - дилатант
Осылайша, олар Ньютон флюидтерінен ерекшеленеді, онда ағынның қисық сызығы 1 координаттардың пайда болуынан пайда болатын және теңдеулермен сипатталатын түзу сызық болып табылады
Барлық Ньютон емес сұйықтықтар үш түрге бөлінеді: пластик, псевдопластикалық және дилатант. Қисық
пластикалық сұйықтықтың ағымы 2 dw dr = 0 нүктесін τ0 нүктесінен y-осіне қалдырады және түзу сызық. Диаметрі D және ұзындығы L бар құбырдағы осындай сұйықтық ағымын бастау үшін қысым ΔP = τ0 · PI · D · L.
1.3 Мұнай компоненттерін бөлшектеу әдістері
Заттардың құрамдас компоненттеріне бөліну қажеттілігі синтетикалық химик, аналитикалық химик, технолог, геолог, физик, биолог және көптеген басқа мамандардың алдында тұруға тиіс. Соңғы онжылдықтарда сатып алынған заттардың қосындысын аса маңызды заттар алу мәселесіне байланысты бөлінуі ерекше маңызды. [6,7,8,9,10]
Қоспаның бөлінуі, оның құрамдас бөліктері әртүрлі фазаларда болса, ерекше қиындықтарды тудырмайды. Егер қоспаның компоненттері бір фазаны құраса, ол күрделі болады. Бұл жағдайда жеке компоненттердің агрегаттық күйін өзгерту керек (мысалы, олардың жауын-шашынға жету үшін) немесе химиялық немесе физикалық бөліну әдістерін қолдану қажет. Соңғы кинетикалық құбылыстар немесе фазалық тепе-теңдік негізделеді.
Дистилляция, кристаллизация, экстракция және адсорбция сияқты танымал бөлу әдістері өзгеретін фазалық тепе-теңдікке негізделген. Бұл процестерде қоспаны құрайтын заттардың молекулалары олардың әрқайсысында тұрақты тепе-теңдік концентрациясы белгіленетін фазалар арасында бөлу үшін ұмтылатын интерфейс арқылы өтеді.
Егер зерттелген қоспаның компоненттерінің қасиеттері жақын болса, онда бөлінудің жеткілікті дәрежесі қарапайым бөлу әрекетін қайталау арқылы ғана қол жеткізіледі. Мұндай процесс, мысалы, оралған немесе ыдыс тәрізді дистилляция бағандарында жүзеге асырылады. Мұндай жағдайларда қарапайым (үш компоненттен артық емес) жүйелер үшін толық бөліну мүмкін.
Фазалық тепе-теңдіктің қайтадан пайда болуынан туындаған әсер кинетикалық фактордың әсеріне ұшыраса, неғұрлым толық бөлуге болады. Кинетикалық құбылыстар (мысалы, молекулалық дистилляция кезінде) пайдаланылатын жағдайларда, тек бір зат молекуласы интерфейс арқылы және бір бағытта ғана тасымалданады. Егер фазалардың біреуі (мобильді) екіншісіне (стационарға) жылжитын жүйеде осындай қосылыстардың бөлінуіне жол берілсе, онда интерфейсті тастап кететін молекулалардың алынуы және алынуы мобильді фазаның тұрақты қозғалысына байланысты жүзеге асырылады. Фазалық тепе-теңдікте болғандай, жылжымалы фазадан пайда болатын молекулалар оған қайтарылады, алайда оның көлемі бұрынғы элементінде емес, жаңадан пайда болады.
Фазалық тере-теңдіктер бөлу процесінде бірнеше рет қайталанса, онда жоғары бөлу тиімділігі алынуы мүмкін. Фазалық ауысу интерфейспен байланысты болғандықтан, жылжымалы және стационарлық фазалардың үлкен байланыс беті болуы керек. Сонымен қатар, бөлу тиімділігін төмендететін диффузиялық процестердің болуына байланысты, екі фаза да өзара әрекеттесетін қабаттың салыстырмалы түрде аз қалыңдығына ие болуы керек.
Мұнайдың химиялық құрамының күрделілігін ескере отырып, оны бірнеше немесе одан да көп гомогенді топтар мен фракцияларға бөлу үшін түрлі әдістер қолданылады: дистилляциялау және түзету, адсорбция-десорбция, экстракция, кристаллизация, қатты комплексті қосылыстар мен тағы басқаларды дайындау.
1.4 Мұнайды дистилляциялау
Дистилляция (латынша distillation - тамшыдан)ішінара буланудың жаппай тасымалдау процесі құбылмалылықтың әртүрлі компоненттерінің сұйық ерітіндісінен, кейіннен пайда болған будың конденсациясы. Дистилляция негізінен қоспаларды алдын-ала бөлу үшін қолданылады; қоспалардың іс жүзінде таза компоненттерге бөлінуі түзету арқылы жүзеге асырылады. Дистилляция кезінде бөліну өнімдеріндегі бастапқы қоспаның компоненттерінің мазмұны олардың өзгеруінің (тұрақты температурада және қысымда) мәндерінің айырмашылығымен анықталады, өйткені қоспаның барлық компоненттері олардың өзгермелілігіне пропорционалды мөлшерде булану арқылы жүзеге асады. [6,7,8,9,10]
Су қоспасының компоненттері суда ерімейтін және жүйеге енгізілген заттармен өзара әрекеттеспеген кезде, сұйық қоспаның қабаты астында жеткізілетін су буларының немесе басқа инертті тасымалдағыштың (азот, сутегі және т.б) ағынында дистилляция қолданылады; ыстыққа төзімді емес қосылыстардың бөлінуі үшін маңызды құрамдастардың құрамдас бөліктерінің ішінара қысымын азайту арқылы процестің температурасын төмендетуге мүмкіндік береді. Молекулалық дистилляция жоғары қайнаған, термикалық тұрақсыз компоненттерді бөлу үшін қолданылады және терең разрядта (қысым 10-150 МПа) жүргізіледі.
Әртүрлі технологиялық процестерде айдау бірнеше тәсілмен жүзеге асырылуы мүмкін. Тепе-теңдік дистилляциясы біртұтас булану арқылы жүзеге асырылады, онда нәтижесінде пайда болатын бу фазасы тепе-теңдікке дейін бастапқы сұйықтықпен байланыста қалады; әдетте үздіксіз режимде жүзеге асырылады. Фракциялық (бөлшек) айдау белгілі бір уақыт кезеңі үшін әртүрлі композицияның (фракциялардың) бірнеше өнімінің дәйекті таңдауын білдіреді (бір фракцияны таңдағанда, дистилляция қарапайым деп аталады); мерзімді режимде жүзеге асырылады. Қайта рефлюкспен айдау кезінде, дистилляттың бөлігі өсу қарсыласуымен қарсы қарсы құрылғыға қайтарылады.
Мұнай дистилляты - әртүрлі қайнау температура диапазонындағы фракцияларға (фракциялардағы заттардың химиялық өзгеруінсіз) айыру немесе түзету арқылы мұнайдың көп сатылы бөлінуінің өнімдері. Бөлудің әрбір сатысында жеңіл фракция (дистиллят) қажетті өнім болып табылады және ауыр (қалдық) әрі өңдеуге (екінші дистилляция, гидрокрекинг, каталитикалық крекинг, кокстеу және т.б.) ұшырайды. Дистилляттар тауарлық емес және әрі қарай өңдеуді қажет етеді.
Мұнай дистиляты атмосфералық қысымда немесе 4-6 кПа (30-45 мм гг) қысыммен вакуум астында тазартылған мұнай буларының конденсациясы нәтижесінде алынады. Мұнай дистиляттары шартты түрде бірқатар фракцияларға бөлінеді: газдар, газолиндер, нафта, керосин, газ майлары және мұнай фракциялары.
Шикізаттың құрамына және алынған түпкілікті өнімге байланысты отынды, мазутты және мұнай айдаудың басқа нұсқаларын бөліп алыңыз.Бөлудің әр кезеңінде жеңіл фракция (дистиллят) қажетті өнім болып табылады, ал ауыр (қалдық) әрі қарай өңделеді (екінші дистилляция, пиролиз, каталитикалық крекинг, реформатор және т.б.). Майдың құрамына, отынға, майға және майдың бастапқы дистилденуінің басқа нұсқаларына байланысты ерекшеленеді.
Бірінші жағдайда фракциялар немесе дистилляттар май - бензиннен (180 ° C қайнау температурасы), керосиннен (120-240 ° C), дизельден (180-350 ° C), газ майынан (330-360 ° C) және майдың фракцияларын бөлуге арналған шикізат ретінде қызмет ететін 360 ° С жоғары қайнау температурасы бар мазут.
Төмен қайнайтын (ұшпа) компоненттер булардың құрамын анықтайды және дистилляцияланған фракция (дистиллят), жоғары қайнайтын (төмен волатильді) компоненттер негізінен сұйық фазада қалады (кран қалдықтары).
Мұнайды бастапқы маймен майдалау нұсқасында (қалыпты қысым кезінде) отын дистиляттары мен мазут алынуда; соңғы вакуумдық дистилляцияға ұшырап, май дистилляттары мен сирек кездесетін заттар, өз кезегінде, вакуумдық дистилляцияға (мазутпен араласқан) мұнай дистилятын алу үшін және битум өндіру үшін ауыр қалдықты ұшыратады.
Дистилляция процесі аяқталғаннан кейін қалдық (мазут және шайыр) қайталама тазарту процестеріне (крекинг, кокстеу және т.б.) шикізат ретінде пайдаланылуы мүмкін. Атмосфералық дистилляттар 15 ° С-тан 370 ° С дейінгі қайнау температурасына дейін, вакуум - 370 ° С-тан 600 ° С-ға дейін. Әртүрлі майларға арналған дистиляторлық өнім ерекшеленеді. Орташа алғанда атмосфералық дистилляция кезінде дистилляттардың 50% өңделген шикі мұнай көлемінен, 20% - вакуумдық дистилляттардан және 30% - қара майы мен тардан тұрады.
Жеңіл май дистилляты (ЖМД) - түзету процесінде алынған сұйық мұнай фракцияларының (ака бензин фракциясының) ең жеңілі. Оның қасиеттері бойынша ЖМД химиялық құрамы тікелей бензин мен газ бензинінің құрамына жақын. ЖМД-ның фракциялық құрамы технологиялық режимге байланысты кең ауқымда болуы мүмкін. ЖМД химиялық өнімдер мен мотор отындарын өндіруге арналған құнды шикізат болып табылады.
1.5 Мұнайды дистилляциялау құралдардың әдістері
Ағаштар Дубининс алдымен мұнайды айдау үшін құрылғы жасады. 1823 жылдан бастап Dubinins Mozdok-дан Ресейге мыңдаған пуралармен фотоген (керосин) шығара бастады. Дубинин зауыты өте қарапайым: пештегі қазандық, су құбыры арқылы қазандықтан бос құбырға құяды. Су бөшкесі - бұл тоңазытқыш, ал бос - керосин үшін қабылдағыш. [6,7,8,9,10]
Америкада 1833 жылы Силлиман мұнай өндіретін алғашқы эксперименттер жүргізілді.
Мұнай - бұрын айтылғандай, өзара ерігіш көмірсутектердің өте күрделі қоспасы. Оны толығымен оның компоненттеріне бөлуге болмайды, бірақ бұл мұнай өнімдерін өнеркәсіптік пайдалану үшін талап етілмейді. Өнеркәсіптік тәжірибеде мұнай әртүрлі температуралық коэффициенттері бар фракцияларға бөлінеді. Бұл бөліну шикі мұнайды бастапқы дистилляциялау қондырғыларында айдау және түзету арқылы жүзеге асырылады.
Фракцияны алу үшін өңдеу үшін шикізат ретінде қызмет етеді немесе коммерциялық өнім ретінде пайдаланылады. Бастапқы дистилляция мұнай айдаудың алғашқы технологиялық процесі болып табылады. Бастапқы дистилляциялық қондырғылар әрбір зауытта бар.
Қысым астында және вакуумдағы дистилляция. Қарапайым дистилляция сұйықтықтардың қайнау нүктелерінің қанағаттанарлық деңгейін қамтамасыз ете алмайды. Сондықтан ол тек қалың фракцияларға ұсақ бөлу үшін қолданылады. Мысалы, химиялық топтық талдауда бензин мен керосин 60-95 ° C, 95-1220C, 122-1500С және т.б. стандартты фракцияларға бөлінеді. кері тоңазытқыш конденсаторымен айдау. Жоғары молекулалы салмақ көмірсутектерінің термиялық ыдырауын болдырмау үшін 3000 ° C жоғары температура кезінде дистилляция вакуумда жүргізіледі. Осы мақсатта су буы немесе инертті газдың ағынымен, көбінесе азотпен айдалады.
1.6 Ректификация әдістері
Ректификациялау арқылы дистилляция қайнау[6,7,8,9,10] нүктелерінде дәл фракциялаудың ең таралған әдісі болып табылады. зертханалық айдау жүйелерінің жұмыс қағидасы текшесі немесе колбаға сұйықтық жұп, буып-түю түрі ең қарапайым айдау сияқты, конденсатор таусылған және дистилляционную колониясы емес болып табылады. Шықса, баған жұптар жоғарғы жету және сол жерден олар сконденсированы кері тоңазытқышпен енгізіңіз. конденсатын алынған ішінара қабылдағышқа конденсатор арқылы көрсетілген, бірақ оның ең қайтадан саптама төмен төмен ағып бағанды кіреді отыр. Конденсаттың бұл бөлігі флегм деп аталады. Осылайша, екі ағындары бағанды құрылады: қыздырылған буы жоғары жылжыту және рефлюкс сұйықтық салқындатылған - жоғардан төменге дейін. Сұйықтық пен бу фазалары арасында бағанның бүкіл биіктігінен қарқынды жылу алмасады. нәтижесінде қыздырылған буы ең ұшпа компоненттер сұйық фаза буланып, және рефлюкс салқын дегенде ұшпа үшжақты бу жиналады. Осылайша базалық қабатының конденсациясы жылу сұйық Вышележащий қабатының булану үшін пайдаланылады. Сондықтан, сұйық және булану және конденсация процестерінің жиі қайталау туындайтын бу барлық компоненттер алмасты жатыр. Бұл процесс алдыңғы аршу айырып сайын жүктеу бар колбаға сериялық қайталану процесі қарапайым айдау салыстыруға болады. Әлбетте, ректификациялық баған жоғарғы бу арқылы екілік қоспасын айдау, және ол қатты төмен қайнау компонентіне байытылған демек тәркіленді конденсатын, және жұп бағанның төменгі бөлігінде, және керісінше колбадағы демек сұйықтық, бойынша - жоғары қайнау. Көп компонентті қоспаны түзету кезінде, мысалы, бензин, кез келген температура аралығындағы іріктеуді жүзеге асыруға болады және осылайша аз құрамдас бөлігі бар тар фракцияларды алуға болады. Зертханалық дистилляция бағандарының бөлінуінің анықтығы көптеген факторларға байланысты. Өте жақсы дамыған беткейге ие болуға тиіс бүгіліктің материалы мен нысаны үлкен маңызға ие, ол будың фегмен байланысына келеді. Форсунканың сапасы неғұрлым жақсы болса, бір теориялық плитаға (WETT) тең келетін биіктік төменірек болады. Әрине, бағанның биіктігі осы мәнге байланысты. Қайта рефлюкс санын дұрыс таңдау маңызды. reflux көлемін сол уақыт кезеңінде шығару көлеміне, сондай-ақ дистилляциялық таңдау жылдамдығына байланысты болады. Түзетудің анықтығы, сонымен қатар, колоннаның диаметріне және басқа дизайн ерекшеліктеріне, сондай-ақ колоннаның биіктігі бойынша адиабатизмге байланысты болады, яғни, басқаша айтқанда, жылу оқшаулаудың мұқият болуынан.
Зертханалық бағандардың тиімділігі, әдетте, жұмыс жағдайындағы теориялық плиталар саны бойынша анықталады (CTT). Дистилденген қоспаның құрамына қарай іс жүзінде 20-дан 150-ге дейін және одан жоғары КТЖ бар бағандар қолданылады. Мысалы, дистилляттың 40% -ын жүктемеден 95% төмен қайнау құрамдасымен гептан-толуол қоспасына қайнау нүктесі айырмасы 12,4 ° C болған кезде ғана алу керек, бағаны тек 10 теориялық плитаға эквиваленті қажет деп бағалайды және қоспаға гептан - 0.8 ° C қайнау температурасы бар изооктан және 150 теориялық плиталар.
1.7 Өнеркәсіптік белгілердің өнеркәсіптік әдістерін қолдану
Мұнай компоненттерін өнеркәсіптік масштабта бөлуге арналған дистилляция әдістерін қолдану: Мұнай кен орындарында ілеспе мұнай газдары, механикалық қоспалар, су (қалдық мазмұны 0,5-1%) және онда ерітілген минералды тұздар (100-1800 мг л) бөлінеді, МӨЗ терең дегидратирленеді (0,2% артық емес) және тұзсыздандырылған (3 мг л артық емес) және жеңіл шикізат бір мезгілде тұрақтандырылады - олар мұнай айдау кезінде олардың шығындарын азайту үшін пропан-бутан, кейде пентана көмірсутегі фракцияларын шығарады. [6,7,8,9,10]
Дистилляция бір, көп немесе біртіндеп булану арқылы жүзеге асырылуы мүмкін. Уақыт бойы бір булану кезінде, өнімнің қоспасын белгілі бір соңғы температураға дейін қыздырады, нәтижесінде алынған булар жүйеден бөлінбейді және сұйықтықпен байланыста қалады. Жылыту үрдісі аяқталған соң, бу-сұйық қоспасы сепараторға енгізіледі. Мұнда алынған булар бір уақытта сұйықтықтан бөлінеді.
Фазалық бөліну үрдісін қайтадан енгізу арқылы бірнеше қадамдар жасалады. Қайталанатын булану бірнеше рет қайталанатын біртектендіру үрдісін қамтиды. Бастапқыда сұйықтықтан бу, ал екінші кезеңде - бірінші сатыда будың бөлінуінде қалатын сұйық фаза, қайтадан буланып кетеді және т.б.
Бірте-бірте булану нәтижесінде пайда болған булар дистилляция аппаратына үздіксіз енгізіледі. Біртіндеп булану майдың зертханалық дистилляциясында пайдаланылады, ал өндірістік тәжірибе төменгі зауыттың дистилляциясында бұрын қолданылған.
Бірте-бірте булану кезінде, керісінше, жеңіл фракциялар біріншіден, ал ауырлығы - соңында тазартылады. Сондықтан буларға айналған және құрылғыдан шығарылған жеңіл фракциялар ауыр фракциялардың қайнау нүктесіне әсер етпейді. Жеңіл фракциялардың әсерінен, біртектес булануды қолданып, дәнекерленген шикізатты біртіндеп буланумен салыстырғанда 50-100 ° C температурада қайнатуды азайтуға болады.
Қазіргі заманғы қондырғыларда шикі мұнайды айдау бірыңғай булану арқылы жүзеге асырылады. Белгілі болғандай, жылу тұрақтылығы тек көмірсутектер 3800-4000 C дейін сақталады, ал жоғарыда мұнай және құрамына 4000-5000 С температура диапазонында атмосфералық қысым кезінде қайнайтын көмірсутектер бар. Жоғары температура кезінде, ыдырау үрдісі - көмірсутектің жарылуы - ең төмен температуралық тұрақтылыққа ие ең көп қайнаған мұнай көмірсутектерімен басталады.
Көмірсутектердің ыдырауын болдырмау үшін олардың қайнау нүктелерін төмендету қажет. Мұны вакуумдағы маймен толтыру арқылы қол жеткізуге болады. Атмосфералық қысым кезінде 450-500 ° С температура диапазонында қайнап жатқан мұнай фракциясы 200-250 ° С температурада вакуумда (қалдық қысым 20-40 мм Hg) айдауға түседі.Мұнай өңдеу тәжірибесінде қайнау температурасын азайту үшін, сонымен қатар, көмірсутектердің ішінара қысымын азайтатын бу айдау қолданылады.Фракцияның қайнау нүктесін төмендету инертті газбен (азот, көміртегі диоксиді және т.б.) айдалады.Дегенмен, бұл әдіс бөлу үрдісіне жарамсыз деп саналды, себебі инертті газдың болуы май фракцияларының конденсациясы үшін жағдайларды нашарлатады.
Шикі мұнайды бастапқы дистилдендірудің заманауи қондырғыларында температура мен қысымды және буды инъекциялаудың аралас әрекеттерін қолданады.
Дистилляция бағандары. Колонның ішкі құрылымына қарай пластинаға бөлініп, оралған. Заманауи мұнай өңдеу зауытының технологиялық қондырғыларының көпшілігінде тек тақтайша бағандары пайдаланылады. Түрлі типтегі дистилляциялық тақталар бар.Олар: қақпақ, қақпақсыз, реактивті бағыттағы және т.б.
Қақпақ тақтасы - бұл будың өтуі үшін көп тесіктері бар металл диск. Тесіктердің периметрі бойымен стақан деп аталатын белгілі бір биіктікте бекітілген жағы бар, соның арқасында пластинадағы сұйықтықтың белгілі бір қабаты бекітіледі. Үстінен көзілдірік қақпақтармен жабылған. Шыныдан жасалған қақпақ пен қалпақшаның арасында төменгі тақтайдан келетін будың өтуі үшін бос орын бар. Операция кезінде қақпақтар сұйықтық қабатына батырылады және нәтижесінде булардың арқасында гидропластикалық клапан пайда болады.
Пластинадағы сұйықтық деңгейі дренаж бөлімдері (су төгетін қалталар) арқылы сақталады, оның төменгі бөлігі келесі плитаға жетеді. Су төгетін қалтадағы судың астыңғы тақтайшасына үстіңгі жағы төмен. Қақпақтың орнына қалпақ пен жоғарғы шыны кескіннің арасындағы айырмашылықты өзгерту арқылы реттеуге болады. Плиталардың көлденең бағанға орналастырылғаны және барлық қалпақшалардың пластинадағы сұйықтыққа бірдей тиелгені өте маңызды. Егер осы талаптар орындалмаса, онда пластинаның кейбір бөлігінде сұйық қабаттың қалыңдығы аз болады. Көп мөлшердегі сұйықтық пластинаның осы бөлігінен өтіп кетеді, қалған пластинаның көптеген қақпақтары жұмысын тоқтатады.
Ең көп таралған табақша тәрізді плиталар, S-тәрізді элементтері бар пластиналар, дөңгелек қақпақтар және клапан типті плиталар.
Жіңішке тақтайшалар қарапайым құрастырумен жабдықталған және өте оңай. Плита бағанды көлденең қимасында жазылған төртбұрыш немесе квадрат болып табылады. Бұл тіктөртбұрышпен бөлінген сегменттердің біреуі бұл пластина үшін ағызу құралы, ал екіншісі су төгетін құрылғы ретінде қызмет етеді. Плитаның екі сегменті - саңыраулар.
Плита тірек бұрыштарға бекітілген бірнеше ойықтардың тұрады. Ыстықтардың үстінде қалаған биіктікте қақпақтар орнатылған. Сұйықтық пластинаның бойымен қақпақтар бойымен қозғалады. Жабылған тақтайшалардың негізгі жетіспеушілігі бұлшықет мөлшерінің көбеюіне және бөртпелердің пайда болуына ықпал ететін кішкене көпіршік аймағында (пластинаның 30% -на дейін) орналасқан.
S-тәрізді элементтері бар пластинадағы пластиналардан айырмашылығы, дренаждық құрылғыға қарай жылжитын сұйықтық қақпақтардың бойымен қозғалады, ал қақпақтар өздері бір-бірімен бірге. Әрбір S-тәрізді элементтің қақпағы мен ойық бөлігі бар. Монтаждау кезінде олар бір элементтің қаптамасының бөлігі гидравликалық қақпақты құрайтын екінші жағынан бір-бірінің бедерлі бөлігін біріктіреді.
S-тәрізді элементтердің плиталары атмосфералық немесе төмен қысымда жұмыс істейтін бағандарға арналған, олар әртүрлі жүктемелермен тұрақты біркелкі жұмыспен сипатталады. Пластиналардың орындалуы ойыққа қарағанда 20% артық.
Бумен және сұйықтықтың түрлі жүктемелерінде жұмыс істейтін бағандар үшін тиімді, сондай-ақ жоғары айқындық бөлінуіне жету үшін қажет бағандар үшін клапанның тікелей ағын плиталары. Мұндай пластинаның негізгі элементі - бұл булардың әсерінен пластинаның парағының биіктігіне қарай көтерілетін клапан. Статикалық режимде жұмыс істейтін басқа қалпақшалардан айырмашылығы клапан плиталары динамикалық айнымалы жұмыс режимімен сипатталады.
Жылжымалы клапандар будың жүктелуіне, пластинаның еркін көлденең қимасын реттеуге, көтеруге немесе құлауға байланысты. Осы конструкцияның арқасында клапанның ықтимал инсульт ұзақтығымен анықталған үлкен жүктеме шегінде будың жылдамдығы айтарлықтай өзгермейді.
Тасымалдағыштар үшін негізгі көрсеткіш - бағанның бос бөлігіндегі будың жылдамдығы. Бастапқы айдау агрегаттарының бағандарындағы будың жылдамдығы плитаның түріне, пластиналар арасындағы қашықтыққа, пластинаның сұйықтық жүктемесіне, бөлінетін өнімдердің физикалық қасиеттеріне және басқа да факторларға байланысты. Бұл атмосфералық бағанда 0,6-0,9 м с, 0,2-0,3 м с дейін, 0,15-0,2 м с тұрақтандырғышта, вакуумда 2-3 м с
1.8 Мұнайды дистилляциялау қондырғысының технологиялық параметрлерін автоматты бақылау
Атмосфералық айдау (дистилляция) - қалыпты (атмосфералық) қысым кезінде жүргізілетін [37,41] будың көп мәрте булануы және конденсациялаумен мұнайды фракцияларға бөлу.
Атмосфералық қайта айдау қондырғысында мұнай, не болмаса мұнайдың қоспалары төрт дистиллянттық фракцияларға және қалдық - мазутқа бөлінеді. Қосалқы өнімдеріне көміртекті қоспа және мұнайды қыздырған кезде шыдамсыз қосындалардан тұратын күкірттен пайда болатын сутекті күкірттер жатады.
5.1 суретте екі колоннадан тұратын екі рет шикізатты буландыратын қондырғының схемасы келтірілген.
Бірінші ректификациялық колоннаға түспес бұрын мұнай жылу алмастырғышта қыздырылады.
Колоннаның бірінші өнімі жеңіл бензин фракциясы мен газ. Қалған дистилляттар және мазут екінші колоннадан алынады. Екі колоннаға да құбырлы пеш қызмет атқарады.
8 насостың көмегімен тұзсыздандырылған мұнай 10,11,23,26,29 жылу алмастырғыштардан екі парраллель ағын түрінде өтеді. 200 -- 220°С дейін қыздырылған мұнай 2 колоннаның орта бөлігіне келіп түседі. Ал, 2 ректификациялық колонна 0,45 МПа қысымда жұмыс істейді.
Жеңіл бензиннің буларының қайнау температурасы бір фракциялары үшін 85 °С, кейбіреулеріне - 140 или 160 °С аралығында. 2 колоннадан шығып, 3 ауа арқылы суытылатын қондырғыда суытылады. Сонан соң конденсат пен газдар 4 мұздатқышта судың көмегімен мұздатылып, 5 газдық сеператорда бөлінеді. Осы қондырғыдан 7 насостың көмегімен жеңіл бензин тұрақтандыратын секцияға және екінші қайта айдау қондырғысына бағыттайды. Жеңіл бензиннің бір бөлігі 2 колоннаға қайтарылады.
2 колоннаның төменгі бөлігінен насостың көмегімен 6 құбырлық пешке бағыттайды. Осы пеште қыздырылған мұнай негізгі 14 ректификациялық колоннаға жеткізіледі. Мұнайдың бір бөлігі рециркуляцияланып 2 колоннаның төменгі бөлігіндегі бір тарелкасына жідеріледі.
14 колоннаның өнімі, 2 колоннаның төменгі бөлігінен алынатын өнімнен ауыр келетін бензиннің ауыр фракциясы.
14 колоннадан шығатын бензиннің буы мен судың булары 15 ауа арқылы салқындатылатын қондырғыда конденсацияланады. 16 су арқылы суытатын мұздатқышта суытылған қоспа 17 газдық сеператорда газға, судың және бензиннің конденсаттарына бөлінеді.
22 насостың көмегімен сұйық бензиннің фракциясы 17 газдық сеператордан екінші айдау қондырғысының секциясына жіберіледі. Бензиннің бір бөлігі осы насостың көмегімен 14 колоннаға қайтарылады.
Сурет 1.1. Мұнайды дистилляциялау қондырғысының функциональды схемасы
18 және 19 кептіретін колонналардан фракциялар 140 -- 240 пен 240 -- 350 °С (не болмаса, 140 -- 220 и 220 -- 350 °С) температура аралығында 20,21 насостардың көмегімен қатар қосылған аппараттар арқылы тасымалданады.
Бірінші - керосин фракциясы 23 - жылу алмастырғышта, 24 ауамен суытылатын қондырғыда және 25 сумен суытылатын құбырлы мұздатқышта; екінші - дизельдік отын фракциясы - 26 жылу алмастырғышта, 27 мұздатқышта және 28 сумен суытылатын мұздатқышта.
Кептіретін колоннаның төменгі бөлігіне судың ыстық буы енгізіледі.
Буға айналмаған мұнайдың қалдықтары сумен бірге 14 колоннаның тарелкаларынан төмен қарай ағып, судың ыстық буымен буландырылады. Мазут болса, 14 колоннаның төменгі бөлігінен 13 насостың көмегімен 29 жылу алмастырғыш, 30, 31 мұздатқыштар арқылы резервуарға жөнелтілінеді.
14 колоннаның екі циркуляциялық бағыты арқылы мұнай өзінің жылуын 10 және 11 жылу алмастырғыштардың көмегімен сыртқа беріледі.
Кесте 5.1
Колоннадағы температура мен қысымның шамалары:
Температура, °С:
200 -- 230
Жылу алмастырғыштарда мұнайды қыздыру
Бензиннен тазартылған мұнайды құбырлы пеште қыздыру
330 -- 360
Мұнайды бензиннен тазартатын колоннадан шығатын будың
120 -- 140
Колоннаның төменгі бөлігіндегі
240 -- 260
Негізгі колоннадан шығатын будың
120 -- 130
Негізгі колоннаның төменгіндегі
340 -- 355
Қысым, МПа:
0,4 -- 0,5
Мұнайды бензиннен тазартатын колоннадағы
Негізгі колоннада
0,15 -- 0,2.
Кесте 5.2
Материалдық баланс төменде келтірілген:
Ромашкиндік мұнай
Самотлорлық мұнай
Алынды, % (масс.)
Тұрақсыз мұнай
Эмульсиялық су
100,0
0,1
100,0
0,1
Барлығы
100,1
100,1
Алынды, % (масс.)
Сутекті газ
Бензин фракциясы (н.к. - 140)
Керосин фракциясы (140-240)
Дизельдік фракция (240-350)
Мазут (350)
Шығын
1,0
12,2
16,3
17,0
52,7
0,9
1,1
18,5
17,9
20,3
41,4
0,9
Барлығы
100,1
100,1
1 Курстық жобаның мақсаты
"Мұнайды дистилляциялау қондырғысының технологиялық параметрлерін автоматты бақылау " тақырыбындағы курстық жобаның мақсаты технологиялық үрдістерді бақылау мен басқару құралдарына сүйене отырып автоматтандыру ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Курстық жобаның тақырыбы Мұнайды дистилляциялау қондырғысының технологиялық параметрлерін автоматты бақылау.Орындаған: ИП-17-5к1 студенті Ыбрай Қадыржын Батыржанұлы.Жобаның жетекшісі: Тапалов Т.Т. Жобаны қорғау мерзімі .
Жобаның көлемі 54 беттен,15 суреттен,2 кестеден және 1 фукциональды схемадан тұрады.
Жоба барысында Мұнайды дистилляциялау қондырғысының технологиялық параметрлерін автоматты бақылау тақырыбы бойынша
Мұнай және оның түзілу процестері,Мұнай және мұнай өнімдерінің негізгі физика-химиялық қасиеттері,Мұнай компоненттерін бөлшектеу әдістері, Мұнайды дистилляциялау,Мұнайды дистилляциялау құралдардың әдістері,Ректификация әдістері және Өнеркәсіптік белгілердің өнеркәсіптік әдістерін қолдануы жайлы,сонымен қатар Мұнайды дистилляциялау қодырғысының технологиялық параметрлерін автоматты бақылау үрдісінің бақыланатын технологиялық параметрлеріне қажетті өлшеу құралдарын таңдау және негіздеу жайлы мәіміттер келтірілген.
Курстық жобаның негізгі масаты автоматтандыру өндіріс тиімділігінің негізгі көрсеткіштерін жақсартуға әкеледі,соның ішінде:санның өсуі, сапаны жақсарту және өндіріс құнын төмендету.
Мазмұны
Аңдатпа 1
Анықтамалар 5
Белгілер мен қысқартулар 6
Кіріспе 7
Курстық жобаның тақырыбы Мұнайды дистилляциялау қондырғысының технологиялық параметрлерін автоматты бақылау. 7
1. Автоматты бақыланатын мұнайды дистилляциялау қондырғысының технологиялық үрдістеріне жалпы шол 9
1.1 Мұнай және оның түзілу процестері 9
1.2 Мұнай және мұнай өнімдерінің негізгі физика-химиялық қасиеттері 9
1.3 Мұнай компоненттерін бөлшектеу әдістері 11
1.4 Мұнайды дистилляциялау 13
1.5 Мұнайды дистилляциялау құралдардың әдістері 15
1.6 Ректификация әдістері 16
1.7 Өнеркәсіптік белгілердің өнеркәсіптік әдістерін қолдану 17
1.8 Мұнайды дистилляциялау қондырғысының технологиялық параметрлерін автоматты бақылау 20
2 Курстық жобаның мақсаты 23
3 Мұнайды дистилляциялау қодырғысының технологиялық параметрлерін автоматты бақылау үрдісінің бақыланатын технологиялық параметрлерін таңдау және негіздеу 24
3.1 Объектегі бақыланатын сұйық пен газдардың қысымдарыңның шамаларын талдау және таңдау 24
3.2 Объектегі бақыланатын сұйықтың деңгейлерін талдау және таңдау 24
3.3 Объектегі бақыланатын температуралардың шамаларын талдау және таңдау 25
3.4 Объектегі бақыланатын сұйық пен газдардың шығындарының шамаларын талдау және таңдау 25
3.5 Объектегі бақыланатын сұйық пен газдардың концентрацияларының шамаларын талдау және таңдау 26
4 Мұнайды дистилляциялау қодырғысының технологиялық параметрлерін автоматты бақылау үрдісінің бақыланатын технологиялық параметрлеріне қажетті өлшеу құралдарын таңдау және негіздеу 27
4.1 Объектегі бақыланатын сұйық пен газдардың қысымдардыңың шамаларын өлшейтін құралдарды негіздеу және таңдау 27
4.2 Объектегі бақыланатын сұйықтың деңгейін өлшейтін құралдарды негіздеу және таңдау 29
4.3 Объектегі бақыланатын температуралардың шамаларын өлшейтін құралдарды негіздеу және таңдау 31
4.4 Объектегі бақыланатын сұйық пен газдардың шығындарының шамаларын өлшейтін құралдарды негіздеу және таңдау 33
4.5 Объектегі бақыланатын сұйық пен газдардың концентрацияларының шамаларын өлшейтін құралдарды негіздеу және таңдау 34
4.6 Объектегі бақыланатын технологиялық параметрлердің шамаларын бақылайтын, қалқанда орналасатын (қажет болған жағдайда) құралдарды негіздеу және таңдау 35
4.7 Объектегі бақыланатын технологиялық параметрлердің шамаларын бақылайтын, жадысында сақтайтын, реттейтін контроллерді негіздеу және таңдау 37
5 Қоршаған ортаны қорғау 41
6 Тіршілік қауіпсіздігі 43
7 Автоматтандыру қондырғыларына және құралдарына тапсырыс спецификациясы 46
Қорытынды 53
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 54
Нормативті сілтемелер
Курстық жобада келесі нормативті құжаттарға сілтемелер қолданылған.
СТ ЮКГУ 7.11-2010 Стандарт университета. Управления учебно - организационными процессами.
СТ ЮКГУ 7.08-2010 Стандарт университета, организация и проведение профессиональной практики студентов.
ДП ЮКГУ 8.04-2008 Документированная процедура. Предупреждающие действия.
МИ ЮКГУ 7.12-2010 Методическая инструкция. Практические, семинарские и индивидуальные занятия. Общие требования к организации, содержанию и проведению.
МИ ЮКГУ 7.13-2010 Методическая инструкция. Лабораторные занятия. Общие требования к организации, содержанию и проведению.
МИ ЮКГУ 7.14-2010 Методическая инструкция. Курсовое проектирование, содержание, тематика, структура, руководство, оформление, обозначение и защита курсового проекта (работы).
МИ ЮКГУ 7.15-110 Методическая инструкция. Организация дипломного проектирования. Дипломная работа.
СТ РК 34.015-2002 Ақпараттық технология. Автоматтандырылған жүйелердің стандарттар кешені. Автоматтандырылған жүйелерді құруға техникалақ тапсырма.
СТ РК 2.1-2009 Ақпараттық технология. ҚР өлшеулер тұтастығын қамтамасыз ететін мемлекеттік жүйе. Түсініктер және анықтамалар.
СТ РК 34.002-2002 Ақпараттық технология. Дербес электронды есептеуіш машиналар.
СТ РК ИСО 5127-2007 Ақпарат және құжатнама. Сөздік.
СТ РК 34.007-2002 Ақпараттық технология. Телекоммуникациялық желілер. Негізгі түсініктер және анықтамалар.
СТ РК 34.014-2002 Ақпараттық технология. Автоматтандырылған жүйелердің стандарттар кешені. Автоматтандырылған жүйелер. Түсініктер және анықтамалар.
СТ РК 1.12-2000 Қазақстан Республикасын мемлекеттік стандарттау жүйесі. Нормалақ мәтінді құжаттар. Құруға, мазмұндауға, рәсімдеуге және мазмұнына жалпы талаптар.
ГОСО РК 5.03.005-2009 Государственный общеобязательный стандарт образования Республики Казахстан. Система образования Республики Казахстан. Профессиональная практика. Основные положения.
ГОСО РК 5.03.016-2009 Государственный общеобязательный стандарт образования Республики Казахстан. Правила выполнения дипломный работы (проекта) в высших учебных завведениях. Основные положения.
ГОСО РК 5.03.016-2009 Правила выполнения дипломной работы (проекта) в высших учебных заведениях. Основные положения.
Анықтамалар
Осы курстық жобада келесі терминдердің анықтамалары қолданылған:
Өлшеу - белгілі техникалық құралдардың көмегімен физикалық шаманың тәжірибе арқылы мәнін табу.
Өндірістегі процестерді автоматтандыру - сол технологиялық операцияны адамның көмегінсіз техникалық құралдардың басқаруымен іс жүзінде асыру.
Өлшеу құралдары - өлшенетін мәліметтерді ыңғайлы түрде көрсететін құрал-жабдық.
Өзгерткіштер - өлшенетін мәліметтердің көзі болып табылатын және алыс жерге жеткізетін сигналдың көзі ретінде пайдаланылатын өлшеу құралы.
Сезгіш элемент - технологиялық параметрдің мәнін өлшейді.
Ректификация - көп компонентті сұйықтық қоспасын жекеленген компонеттерге бөлу процесі.
Құрылғы - кең мағынасында - механикалық, электрлік немесе электрондық аппараттар, құрылғылар, механизм. Құрылғы ауқымдылық және модульдік қасиеттермен сипатталады.
Технологиялық процесс - белгілі бір жұмыс түрін орындау үшін қажетті технологиялық операциялар тізбегі. Технологиялық үдеріс жұмыс істеуден тұрады, ол өз кезегінде жұмыс қозғалыстарынан (техникадан) тұрады.
Сорғы(насос) - қозғалтқыштың немесе бұлшықет энергиясының механикалық энергиясын (қолмен сорғыларда) сұйықтықтың барлық түрлерінің қысымын, қатты заттар мен коллоидты заттар немесе сұйылтылған газдармен сұйықтықтардың механикалық қоспасын жасауға мүмкіндік беретін сұйықтық ағынының энергиясына түрлендіретін гидравликалық құрылғы. Сорғының шығысындағы сұйықтық қысымының және айырмашылығы бар құбырдың айырмашылығы оның қозғалысына әкеледі.
Атмосфералық айдау (дистилляция) - қалыпты (атмосфералық) қысым кезінде жүргізілетін будың көп мәрте булануы және конденсациялаумен мұнайды фракцияларға бөлу.
Сепаратор -- газдан сұйық немесе қатты бөлшектерді, сұйықтықтан қатты бөлшектерді бөлу және сұйық немесе қатты бөлшектер қоспасын құрамдас бөліктерге ажыратуға арналған аппарат
Колонна -цилиндралық формадағы,әдетте тастан,ағаштан,металлдан жасалатын архитектуралық элемент.
Белгілер мен қысқартулар
МӨЗ-мұнай өңдеу зауыты
ЖМД- жеңіл май дистилляты
TE - жергілікті жерде орналасқан температураны өлшейтін сезгіш элемент
PE - жергілікті жерде орналасқан қысымды өлшейтін сезгіш элемент
FE- жергілікті жерде орналасқан шығынды өлшейтін сезгіш элемент
LE - жергілікті жерде орналасқан деңгейді өлшейтін сезгіш элемент
TY - өлшенетін температураның мәнін қалқанда орналасқан өлшеу құралына жеткізеді
PT - өлшенетін қысымның мәнін қалқанда орналасқан өлшеу құралына жеткізеді
FT - өлшенетін шығынның мәнін қалқанда орналасқан өлшеу құралына жеткізеді
LT - өлшенетін деңгейдің мәнін қалқанда орналасқан өлшеу құралына жеткізеді
бқ- бастапқы қайнау температурасы
сқ - соңғы қайнау температурасы
мА - миллиАмпер
мВ - миллиВольт
АҚ-атмосфералы құбырлы
АВҚ - атмосфералы-вакуумды құбырлы
т.б. - тағы басқа
т.с.с. - тағы сол секілді
Кіріспе
Курстық жобаның тақырыбы Мұнайды дистилляциялау қондырғысының технологиялық параметрлерін автоматты бақылау.
Курстық жобаның тақырыбының өзектілігіне:Қазақстан табиғи ресурстарға әсіресе энергетика ресурстарына өте бай мемлекет.Еліміз мұнай қоры жөнінен дүние жүзі бойынша алғашқы ондыққа кіреді.Қазіргі таңда елімізде мұнай өндіру саласында,өндірісорындарын автоматтандыру қарқынды түрде дамып кел жатыр.Технологиялық процестерді автоматтандыруды толық жетілдіре түсу және оны басқару өндірістік объектілердің тиімділігін арттыра түседі. Сонымен қатар, автоматты түрде өндірісті басқару үшін электронды есептеу машинасының алатын орыны бөлек. Микро-электронды есептеу машинасының көмегімен объектіде болып жатқан шексіз мәліметтерді өңдей отырып, технологиялық процестерді ең жаксы, үйлесімді жүйеге келтіруге болады. Бірақ мұны іс жүзіне асыру көптеген жағдайларға байланысты болып келеді. Мысалы, объектіден келіп түсетін мәліметтерге, сезгіш элементтердің дәлдігіне, өлшеу құралдарының күйіне сонымен қатар, объектіде болып жатқан құбылыстар туралы белгі беретін кұралдарға байланысты болады.
Курстық жобаның ғылыми жаңалығына объектінің технолгиялық параметрлерін автоматтандыру кезінде замануи, өлшеу дәлдігі жоғары,төзімді және икемді технологияларды пайдалану болып табылады. Осы технологиялар арқылы өнімнің сапасын арттыра отырып объектідегі жұмысшылардың жұмысын жеңілдету. Сонымен қатар жаңа технологиялардың көмегімен мұнайдың жаңа фракцияларын алуға болады.
Курстық жобаның практикалық қажеттілігі: Курстық жобаның нәтижелерін практика жүзінде және зертханалық жұмыстарға пайдалана отырып мұнайды дистилляциялау қондыргысының жұмысын автоматты бақылауға болады. Курстық жобада қолданылған заманауи сезгіш элементтертердің объектіде болып жаткан үрдістерді контроллерге жеткізуі арқылы келіп түскен ақпараттарды компьютедің көмегімен талдап, сараптама жүргізе аламыз.
Курстық зерттеудің мақсаты, міндеті: Курстық жобаның мақсаты технологиялық үрдістерді бақылау мен басқару құралдарына сүйене отырып автоматтандыру жүйесін құрастырғанда, жүйені жетілдіру және толықтыру.
Технологиялық үрдістерді басқару мен бақылау үшін сезгіш элементтерден келіп түсетін сигналдарды дер кезінде керекті басқару құралдарына жеткізу керек. Сол үшін технологиялық параметрлерді қабылдайтын сезгіш элементтерді дұрыс таңдап, сол үрдістерді басқаруға керекті деп таңдап алынған контроллерлерге жеткізу курстық жобаның негізгі мақсаты.
Курстық жобаның теориялық және әдістемелік негіздеріне автоматты бақылау жүйелерінің бағдарламалық-техниқалық құралдарын таңдау; автоматты бақылау теориясының негіздері; автоматты бақылау құрылғыларын таңдау және негіздеу ұсыныстары. Жобадағы шешімдерді негіздеу барысында заманауи талаптарға сай әдебиет және анықтама көздері, оқу материалдары, Интернет жүйесінен алынған мәліметтер, графикалық бағдарлама аспаптары қолданылды.
1. Автоматты бақыланатын мұнайды дистилляциялау қондырғысының технологиялық үрдістеріне жалпы шол
0.1 Мұнай және оның түзілу процестері
Мұнай - Жердің шөгінді[6,7,8,9,10]бөлігінде кең таралған және ең маңызды минералдық ресурс болып табылатын ерекше иісі бар жанғыш сұйық сұйықтық.
Мұнай - газтектес және қатты заттар еріген, сұйық көмірсутектердің табиғи дисперсті жүйесі. Мұнайдың құрамына көміртек және сутектен басқа, азот, күкірт, оттек және басқа элементтер кіретін, гетероатомды қосылыстар бар. Басқа сөзбен айтқанда, мұнай - бұл газтектес, сұйық және қатты көмірсутекті қосылыстардың кең жиынтығы болып табылады.
Қазіргі уақытта мұнай химиясы химия өнімдерінің төрттен бір бөлігін қамтамасыз етеді. Мұнай - ең бағалы табиғи минерал, адамға химиялық реинкарнация керемет мүмкіндіктерін ашады. Мұнайдың жалпы деривативтері шамамен 3 мыңға жуық.Мұнай-газ жаһандық отын-энергетикалық секторда көшбасшы орын алады. Оның жалпы энергия тұтынудағы үлесі үнемі өсіп келеді. Мұнай барлық экономикалық дамыған елдердің отын-энергетикалық теңгерімінің негізі болып табылады.
1.2 Мұнай және мұнай өнімдерінің негізгі физика-химиялық қасиеттері
Мұнай өнімдерінің негізгі физика-химиялық [6,7,8,9,10]қасиеттері немесе олардың қабылдау, сақтау және тазалау технологиясына әсер ететін өзгешеліктері тығыздықты, тұтқырлықты, құйылатын нүктені, булануды, өрт және жарылыс қаупін, электрлендіруді және уыттылықты қамтиды.
Мұнай - көмірсутектер қоспасы болып табылатын, жанатын майлы сұйықтық; қызыл-қоңыр,кейде қара түскежақын, немесе әлсіз жасыл-сары,тіпті түссіз түрі де кездеседі; өзіндік иісі бар; жерде тұнбалық қабатында орналасады; пайдалы қазбалардың ең маңызды түрі [1].
Тығыздық - бұл көлемнің бірлігінде мұнай өнімдерінің массасына сандық түрде тең болатын мән. Тығыздығы текше сантиметр үшін граммен өлшенеді, текше метр үшін килограмм, текше метрге тоннамен өлшенеді. Кейбір жағдайларда, салыстырмалы тығыздықты, сандық мәнде мұнайдың тығыздығының 20 ° C-тан 4 ° С-қа дейінгі су тығыздығына қатынасына тең.
Мұнай ашық сары , жасыл және қоңыр қышқыл, кейде қара түсті болып келетін өзіне тән иісі бар, ультра күлгін сәуле жарығын шығаратын сәуле.
Оның түсі құрамындағы элементтерге байланысты. Мқнайдың кейбәр органикалық - бензин, хлороформ, эфир сияқты ерітінділерде те ериді. Сонымен бірге ол йод, күкірт, каучук, шайыр, өсімдік майларын ерітетін еріткіш ретінде пайдаланылады. Бірақ мұнай суда ерімейді.
Мұнай - жанғыш, қара-қоңыр түсті өзіне тән иісі бар май тәрізді сұйықтық. Жайлап қыздырңан кезде ең алдымен молекулалық массасы аз, содан кейін жоғары температурада молекулалық массасы үлкен заттар айдалады.
Әртүрлі мұнай өнімдерінің тығыздығы 20 ° C (293 К) шамасында (кг м3): бензин - 700-780, дизель отыны - 830-860, авиакеросин - 755-840, қазандық отыны - 870-900, мұнай - 880 -915, мазут - 940-970.
Т-температурадағы Т температурасындағы мұнай өнімдерінің тығыздығы формуламен есептелуі мүмкін
ρT = ρ293 + ζ (293-T)
мұнда ρ293 - 293 К, кгс м3 температурада белгілі тығыздық мәні; ζ - тығыздықты температураны түзету, (кг м3 :: бұршақ), тең
ζ = 1.825 0.001315 :: p293
Қабыршықтылық жағдайында сұйықтықтың бір қабатының екіншісіне ауыстыруына қарсылық күші түсініледі. Тұтқырлық қаншалықты көбірек болса, майдың ағымдылығы да азаяды.
Төмен тұтқырлықтағы Ньютон сұйықтықтары үшін тиісті температурада кинематикалық және динамикалық тұтқырлықты білу жеткілікті. Мұндай сұйықтықтарға жеңіл мұнай өнімдері, сондай-ақ жоғары температурадағы мазуттар мен майлар жатады.[2]
Т температурадағы Ньютон сұйықтықтарының кинематикалық тұтқырлығы формулалардың бірін пайдалана отырып есептелуі мүмкін:
■ Walter (ASTM):
lglg (vT + 0.8) = a + b · lgT. (1.1)
■ Рейнолдс - Филонов
vT = v * · exp (-u (T-T *))). (1.2)
мұнда a және b эмпирикалық коэффициенттер болып табылады
a = lglg (v1 + 0.8) -b · lgT1.
b = (lg (lg (v1 + 0.8) lg ((v2 + 0.8))) lg (T1 T2).
v1, v2, v * - T1 T2, T * тиісінше мұнайдың кинематикалық тұтқырлығы; және - мұнай өнімінің кинематикалық тұтқырлығын екі температурада белгілі мәндермен айқындалатын, вискосконның қаттылық коэффициенті;
u = (1 T2-T1) · lg (v1 v2).
Қарапайым алгебралық түрлендірулер арқылы Уолтердің бастапқы формуласы есептеу үшін ыңғайлы формаға дейін азайтылуы мүмкін.
vT = 10AT-0.8.
мұнда Am - есептелген сандық коэффициент
Кинематикалық тұтқырлығы m2 s, сондай-ақ Stokes (1 см = см2 с) немесе олардың туындылары арқылы есептеледі, олар қатынастармен байланысты:
1 centiStox (cSt) = 1 мм2 с = 10-2St = 10-6 м2 с
Гидравликалық есептеулердегі динамикалық сұйықтық тұтқырлығы, әдетте, пайдаланылмайды. Сондықтан, егер ол берілсе, онда ол коэффициентті пайдаланып кинематикалық түрлендірілуі керек
vT = μT ρT
мұнда μT - температурадағы мұнайдың динамикалық тұтқырлығы
GHS жүйесіндегі динамикалық тұтқырлықты өлшеуге арналған құрылғы - бұл Poise (Pz) немесе centipoise (cP) көпірі. SI жүйесінде динамикалық тұтқырлық Pascal-секундта (Pa-s) немесе оның туындыларында, мысалы, milliPascal-секундта (mPa-s) өлшенеді. Бұл өлшем бірліктері қатынастармен байланысты:
1 мПа-с = 10-3 Па с = 1 cPz = 10-2 Pz.
Мұнай өнеркәсібінде олар жиі шартты тұтқырлықты пайдаланады. Бұл белгілі бір температурада VU типті вискозиметрде өлшенген 200 мл мұнай өнімінің жарамдылық мерзімінің қатынасы 20 ° C температурасында бірдей мөлшерде тазартылған судың аяқталуына қатысты.
Нейтронсыз емес қисық кернеулердің т-ның градиентіне тәуелділігі (dw drf (ағындық қисық) шығу тегі емес және немесе сызықты емес) сұйықтықтарды қамтиды
Әртүрлі сұйықтықтарға арналған кернеудің жылдамдығы:
1 - Ньютондық; 2 - пластик (Bingham); 3 - псевдопластикалық; 4 - дилатант
Осылайша, олар Ньютон флюидтерінен ерекшеленеді, онда ағынның қисық сызығы 1 координаттардың пайда болуынан пайда болатын және теңдеулермен сипатталатын түзу сызық болып табылады
Барлық Ньютон емес сұйықтықтар үш түрге бөлінеді: пластик, псевдопластикалық және дилатант. Қисық
пластикалық сұйықтықтың ағымы 2 dw dr = 0 нүктесін τ0 нүктесінен y-осіне қалдырады және түзу сызық. Диаметрі D және ұзындығы L бар құбырдағы осындай сұйықтық ағымын бастау үшін қысым ΔP = τ0 · PI · D · L.
1.3 Мұнай компоненттерін бөлшектеу әдістері
Заттардың құрамдас компоненттеріне бөліну қажеттілігі синтетикалық химик, аналитикалық химик, технолог, геолог, физик, биолог және көптеген басқа мамандардың алдында тұруға тиіс. Соңғы онжылдықтарда сатып алынған заттардың қосындысын аса маңызды заттар алу мәселесіне байланысты бөлінуі ерекше маңызды. [6,7,8,9,10]
Қоспаның бөлінуі, оның құрамдас бөліктері әртүрлі фазаларда болса, ерекше қиындықтарды тудырмайды. Егер қоспаның компоненттері бір фазаны құраса, ол күрделі болады. Бұл жағдайда жеке компоненттердің агрегаттық күйін өзгерту керек (мысалы, олардың жауын-шашынға жету үшін) немесе химиялық немесе физикалық бөліну әдістерін қолдану қажет. Соңғы кинетикалық құбылыстар немесе фазалық тепе-теңдік негізделеді.
Дистилляция, кристаллизация, экстракция және адсорбция сияқты танымал бөлу әдістері өзгеретін фазалық тепе-теңдікке негізделген. Бұл процестерде қоспаны құрайтын заттардың молекулалары олардың әрқайсысында тұрақты тепе-теңдік концентрациясы белгіленетін фазалар арасында бөлу үшін ұмтылатын интерфейс арқылы өтеді.
Егер зерттелген қоспаның компоненттерінің қасиеттері жақын болса, онда бөлінудің жеткілікті дәрежесі қарапайым бөлу әрекетін қайталау арқылы ғана қол жеткізіледі. Мұндай процесс, мысалы, оралған немесе ыдыс тәрізді дистилляция бағандарында жүзеге асырылады. Мұндай жағдайларда қарапайым (үш компоненттен артық емес) жүйелер үшін толық бөліну мүмкін.
Фазалық тепе-теңдіктің қайтадан пайда болуынан туындаған әсер кинетикалық фактордың әсеріне ұшыраса, неғұрлым толық бөлуге болады. Кинетикалық құбылыстар (мысалы, молекулалық дистилляция кезінде) пайдаланылатын жағдайларда, тек бір зат молекуласы интерфейс арқылы және бір бағытта ғана тасымалданады. Егер фазалардың біреуі (мобильді) екіншісіне (стационарға) жылжитын жүйеде осындай қосылыстардың бөлінуіне жол берілсе, онда интерфейсті тастап кететін молекулалардың алынуы және алынуы мобильді фазаның тұрақты қозғалысына байланысты жүзеге асырылады. Фазалық тепе-теңдікте болғандай, жылжымалы фазадан пайда болатын молекулалар оған қайтарылады, алайда оның көлемі бұрынғы элементінде емес, жаңадан пайда болады.
Фазалық тере-теңдіктер бөлу процесінде бірнеше рет қайталанса, онда жоғары бөлу тиімділігі алынуы мүмкін. Фазалық ауысу интерфейспен байланысты болғандықтан, жылжымалы және стационарлық фазалардың үлкен байланыс беті болуы керек. Сонымен қатар, бөлу тиімділігін төмендететін диффузиялық процестердің болуына байланысты, екі фаза да өзара әрекеттесетін қабаттың салыстырмалы түрде аз қалыңдығына ие болуы керек.
Мұнайдың химиялық құрамының күрделілігін ескере отырып, оны бірнеше немесе одан да көп гомогенді топтар мен фракцияларға бөлу үшін түрлі әдістер қолданылады: дистилляциялау және түзету, адсорбция-десорбция, экстракция, кристаллизация, қатты комплексті қосылыстар мен тағы басқаларды дайындау.
1.4 Мұнайды дистилляциялау
Дистилляция (латынша distillation - тамшыдан)ішінара буланудың жаппай тасымалдау процесі құбылмалылықтың әртүрлі компоненттерінің сұйық ерітіндісінен, кейіннен пайда болған будың конденсациясы. Дистилляция негізінен қоспаларды алдын-ала бөлу үшін қолданылады; қоспалардың іс жүзінде таза компоненттерге бөлінуі түзету арқылы жүзеге асырылады. Дистилляция кезінде бөліну өнімдеріндегі бастапқы қоспаның компоненттерінің мазмұны олардың өзгеруінің (тұрақты температурада және қысымда) мәндерінің айырмашылығымен анықталады, өйткені қоспаның барлық компоненттері олардың өзгермелілігіне пропорционалды мөлшерде булану арқылы жүзеге асады. [6,7,8,9,10]
Су қоспасының компоненттері суда ерімейтін және жүйеге енгізілген заттармен өзара әрекеттеспеген кезде, сұйық қоспаның қабаты астында жеткізілетін су буларының немесе басқа инертті тасымалдағыштың (азот, сутегі және т.б) ағынында дистилляция қолданылады; ыстыққа төзімді емес қосылыстардың бөлінуі үшін маңызды құрамдастардың құрамдас бөліктерінің ішінара қысымын азайту арқылы процестің температурасын төмендетуге мүмкіндік береді. Молекулалық дистилляция жоғары қайнаған, термикалық тұрақсыз компоненттерді бөлу үшін қолданылады және терең разрядта (қысым 10-150 МПа) жүргізіледі.
Әртүрлі технологиялық процестерде айдау бірнеше тәсілмен жүзеге асырылуы мүмкін. Тепе-теңдік дистилляциясы біртұтас булану арқылы жүзеге асырылады, онда нәтижесінде пайда болатын бу фазасы тепе-теңдікке дейін бастапқы сұйықтықпен байланыста қалады; әдетте үздіксіз режимде жүзеге асырылады. Фракциялық (бөлшек) айдау белгілі бір уақыт кезеңі үшін әртүрлі композицияның (фракциялардың) бірнеше өнімінің дәйекті таңдауын білдіреді (бір фракцияны таңдағанда, дистилляция қарапайым деп аталады); мерзімді режимде жүзеге асырылады. Қайта рефлюкспен айдау кезінде, дистилляттың бөлігі өсу қарсыласуымен қарсы қарсы құрылғыға қайтарылады.
Мұнай дистилляты - әртүрлі қайнау температура диапазонындағы фракцияларға (фракциялардағы заттардың химиялық өзгеруінсіз) айыру немесе түзету арқылы мұнайдың көп сатылы бөлінуінің өнімдері. Бөлудің әрбір сатысында жеңіл фракция (дистиллят) қажетті өнім болып табылады және ауыр (қалдық) әрі өңдеуге (екінші дистилляция, гидрокрекинг, каталитикалық крекинг, кокстеу және т.б.) ұшырайды. Дистилляттар тауарлық емес және әрі қарай өңдеуді қажет етеді.
Мұнай дистиляты атмосфералық қысымда немесе 4-6 кПа (30-45 мм гг) қысыммен вакуум астында тазартылған мұнай буларының конденсациясы нәтижесінде алынады. Мұнай дистиляттары шартты түрде бірқатар фракцияларға бөлінеді: газдар, газолиндер, нафта, керосин, газ майлары және мұнай фракциялары.
Шикізаттың құрамына және алынған түпкілікті өнімге байланысты отынды, мазутты және мұнай айдаудың басқа нұсқаларын бөліп алыңыз.Бөлудің әр кезеңінде жеңіл фракция (дистиллят) қажетті өнім болып табылады, ал ауыр (қалдық) әрі қарай өңделеді (екінші дистилляция, пиролиз, каталитикалық крекинг, реформатор және т.б.). Майдың құрамына, отынға, майға және майдың бастапқы дистилденуінің басқа нұсқаларына байланысты ерекшеленеді.
Бірінші жағдайда фракциялар немесе дистилляттар май - бензиннен (180 ° C қайнау температурасы), керосиннен (120-240 ° C), дизельден (180-350 ° C), газ майынан (330-360 ° C) және майдың фракцияларын бөлуге арналған шикізат ретінде қызмет ететін 360 ° С жоғары қайнау температурасы бар мазут.
Төмен қайнайтын (ұшпа) компоненттер булардың құрамын анықтайды және дистилляцияланған фракция (дистиллят), жоғары қайнайтын (төмен волатильді) компоненттер негізінен сұйық фазада қалады (кран қалдықтары).
Мұнайды бастапқы маймен майдалау нұсқасында (қалыпты қысым кезінде) отын дистиляттары мен мазут алынуда; соңғы вакуумдық дистилляцияға ұшырап, май дистилляттары мен сирек кездесетін заттар, өз кезегінде, вакуумдық дистилляцияға (мазутпен араласқан) мұнай дистилятын алу үшін және битум өндіру үшін ауыр қалдықты ұшыратады.
Дистилляция процесі аяқталғаннан кейін қалдық (мазут және шайыр) қайталама тазарту процестеріне (крекинг, кокстеу және т.б.) шикізат ретінде пайдаланылуы мүмкін. Атмосфералық дистилляттар 15 ° С-тан 370 ° С дейінгі қайнау температурасына дейін, вакуум - 370 ° С-тан 600 ° С-ға дейін. Әртүрлі майларға арналған дистиляторлық өнім ерекшеленеді. Орташа алғанда атмосфералық дистилляция кезінде дистилляттардың 50% өңделген шикі мұнай көлемінен, 20% - вакуумдық дистилляттардан және 30% - қара майы мен тардан тұрады.
Жеңіл май дистилляты (ЖМД) - түзету процесінде алынған сұйық мұнай фракцияларының (ака бензин фракциясының) ең жеңілі. Оның қасиеттері бойынша ЖМД химиялық құрамы тікелей бензин мен газ бензинінің құрамына жақын. ЖМД-ның фракциялық құрамы технологиялық режимге байланысты кең ауқымда болуы мүмкін. ЖМД химиялық өнімдер мен мотор отындарын өндіруге арналған құнды шикізат болып табылады.
1.5 Мұнайды дистилляциялау құралдардың әдістері
Ағаштар Дубининс алдымен мұнайды айдау үшін құрылғы жасады. 1823 жылдан бастап Dubinins Mozdok-дан Ресейге мыңдаған пуралармен фотоген (керосин) шығара бастады. Дубинин зауыты өте қарапайым: пештегі қазандық, су құбыры арқылы қазандықтан бос құбырға құяды. Су бөшкесі - бұл тоңазытқыш, ал бос - керосин үшін қабылдағыш. [6,7,8,9,10]
Америкада 1833 жылы Силлиман мұнай өндіретін алғашқы эксперименттер жүргізілді.
Мұнай - бұрын айтылғандай, өзара ерігіш көмірсутектердің өте күрделі қоспасы. Оны толығымен оның компоненттеріне бөлуге болмайды, бірақ бұл мұнай өнімдерін өнеркәсіптік пайдалану үшін талап етілмейді. Өнеркәсіптік тәжірибеде мұнай әртүрлі температуралық коэффициенттері бар фракцияларға бөлінеді. Бұл бөліну шикі мұнайды бастапқы дистилляциялау қондырғыларында айдау және түзету арқылы жүзеге асырылады.
Фракцияны алу үшін өңдеу үшін шикізат ретінде қызмет етеді немесе коммерциялық өнім ретінде пайдаланылады. Бастапқы дистилляция мұнай айдаудың алғашқы технологиялық процесі болып табылады. Бастапқы дистилляциялық қондырғылар әрбір зауытта бар.
Қысым астында және вакуумдағы дистилляция. Қарапайым дистилляция сұйықтықтардың қайнау нүктелерінің қанағаттанарлық деңгейін қамтамасыз ете алмайды. Сондықтан ол тек қалың фракцияларға ұсақ бөлу үшін қолданылады. Мысалы, химиялық топтық талдауда бензин мен керосин 60-95 ° C, 95-1220C, 122-1500С және т.б. стандартты фракцияларға бөлінеді. кері тоңазытқыш конденсаторымен айдау. Жоғары молекулалы салмақ көмірсутектерінің термиялық ыдырауын болдырмау үшін 3000 ° C жоғары температура кезінде дистилляция вакуумда жүргізіледі. Осы мақсатта су буы немесе инертті газдың ағынымен, көбінесе азотпен айдалады.
1.6 Ректификация әдістері
Ректификациялау арқылы дистилляция қайнау[6,7,8,9,10] нүктелерінде дәл фракциялаудың ең таралған әдісі болып табылады. зертханалық айдау жүйелерінің жұмыс қағидасы текшесі немесе колбаға сұйықтық жұп, буып-түю түрі ең қарапайым айдау сияқты, конденсатор таусылған және дистилляционную колониясы емес болып табылады. Шықса, баған жұптар жоғарғы жету және сол жерден олар сконденсированы кері тоңазытқышпен енгізіңіз. конденсатын алынған ішінара қабылдағышқа конденсатор арқылы көрсетілген, бірақ оның ең қайтадан саптама төмен төмен ағып бағанды кіреді отыр. Конденсаттың бұл бөлігі флегм деп аталады. Осылайша, екі ағындары бағанды құрылады: қыздырылған буы жоғары жылжыту және рефлюкс сұйықтық салқындатылған - жоғардан төменге дейін. Сұйықтық пен бу фазалары арасында бағанның бүкіл биіктігінен қарқынды жылу алмасады. нәтижесінде қыздырылған буы ең ұшпа компоненттер сұйық фаза буланып, және рефлюкс салқын дегенде ұшпа үшжақты бу жиналады. Осылайша базалық қабатының конденсациясы жылу сұйық Вышележащий қабатының булану үшін пайдаланылады. Сондықтан, сұйық және булану және конденсация процестерінің жиі қайталау туындайтын бу барлық компоненттер алмасты жатыр. Бұл процесс алдыңғы аршу айырып сайын жүктеу бар колбаға сериялық қайталану процесі қарапайым айдау салыстыруға болады. Әлбетте, ректификациялық баған жоғарғы бу арқылы екілік қоспасын айдау, және ол қатты төмен қайнау компонентіне байытылған демек тәркіленді конденсатын, және жұп бағанның төменгі бөлігінде, және керісінше колбадағы демек сұйықтық, бойынша - жоғары қайнау. Көп компонентті қоспаны түзету кезінде, мысалы, бензин, кез келген температура аралығындағы іріктеуді жүзеге асыруға болады және осылайша аз құрамдас бөлігі бар тар фракцияларды алуға болады. Зертханалық дистилляция бағандарының бөлінуінің анықтығы көптеген факторларға байланысты. Өте жақсы дамыған беткейге ие болуға тиіс бүгіліктің материалы мен нысаны үлкен маңызға ие, ол будың фегмен байланысына келеді. Форсунканың сапасы неғұрлым жақсы болса, бір теориялық плитаға (WETT) тең келетін биіктік төменірек болады. Әрине, бағанның биіктігі осы мәнге байланысты. Қайта рефлюкс санын дұрыс таңдау маңызды. reflux көлемін сол уақыт кезеңінде шығару көлеміне, сондай-ақ дистилляциялық таңдау жылдамдығына байланысты болады. Түзетудің анықтығы, сонымен қатар, колоннаның диаметріне және басқа дизайн ерекшеліктеріне, сондай-ақ колоннаның биіктігі бойынша адиабатизмге байланысты болады, яғни, басқаша айтқанда, жылу оқшаулаудың мұқият болуынан.
Зертханалық бағандардың тиімділігі, әдетте, жұмыс жағдайындағы теориялық плиталар саны бойынша анықталады (CTT). Дистилденген қоспаның құрамына қарай іс жүзінде 20-дан 150-ге дейін және одан жоғары КТЖ бар бағандар қолданылады. Мысалы, дистилляттың 40% -ын жүктемеден 95% төмен қайнау құрамдасымен гептан-толуол қоспасына қайнау нүктесі айырмасы 12,4 ° C болған кезде ғана алу керек, бағаны тек 10 теориялық плитаға эквиваленті қажет деп бағалайды және қоспаға гептан - 0.8 ° C қайнау температурасы бар изооктан және 150 теориялық плиталар.
1.7 Өнеркәсіптік белгілердің өнеркәсіптік әдістерін қолдану
Мұнай компоненттерін өнеркәсіптік масштабта бөлуге арналған дистилляция әдістерін қолдану: Мұнай кен орындарында ілеспе мұнай газдары, механикалық қоспалар, су (қалдық мазмұны 0,5-1%) және онда ерітілген минералды тұздар (100-1800 мг л) бөлінеді, МӨЗ терең дегидратирленеді (0,2% артық емес) және тұзсыздандырылған (3 мг л артық емес) және жеңіл шикізат бір мезгілде тұрақтандырылады - олар мұнай айдау кезінде олардың шығындарын азайту үшін пропан-бутан, кейде пентана көмірсутегі фракцияларын шығарады. [6,7,8,9,10]
Дистилляция бір, көп немесе біртіндеп булану арқылы жүзеге асырылуы мүмкін. Уақыт бойы бір булану кезінде, өнімнің қоспасын белгілі бір соңғы температураға дейін қыздырады, нәтижесінде алынған булар жүйеден бөлінбейді және сұйықтықпен байланыста қалады. Жылыту үрдісі аяқталған соң, бу-сұйық қоспасы сепараторға енгізіледі. Мұнда алынған булар бір уақытта сұйықтықтан бөлінеді.
Фазалық бөліну үрдісін қайтадан енгізу арқылы бірнеше қадамдар жасалады. Қайталанатын булану бірнеше рет қайталанатын біртектендіру үрдісін қамтиды. Бастапқыда сұйықтықтан бу, ал екінші кезеңде - бірінші сатыда будың бөлінуінде қалатын сұйық фаза, қайтадан буланып кетеді және т.б.
Бірте-бірте булану нәтижесінде пайда болған булар дистилляция аппаратына үздіксіз енгізіледі. Біртіндеп булану майдың зертханалық дистилляциясында пайдаланылады, ал өндірістік тәжірибе төменгі зауыттың дистилляциясында бұрын қолданылған.
Бірте-бірте булану кезінде, керісінше, жеңіл фракциялар біріншіден, ал ауырлығы - соңында тазартылады. Сондықтан буларға айналған және құрылғыдан шығарылған жеңіл фракциялар ауыр фракциялардың қайнау нүктесіне әсер етпейді. Жеңіл фракциялардың әсерінен, біртектес булануды қолданып, дәнекерленген шикізатты біртіндеп буланумен салыстырғанда 50-100 ° C температурада қайнатуды азайтуға болады.
Қазіргі заманғы қондырғыларда шикі мұнайды айдау бірыңғай булану арқылы жүзеге асырылады. Белгілі болғандай, жылу тұрақтылығы тек көмірсутектер 3800-4000 C дейін сақталады, ал жоғарыда мұнай және құрамына 4000-5000 С температура диапазонында атмосфералық қысым кезінде қайнайтын көмірсутектер бар. Жоғары температура кезінде, ыдырау үрдісі - көмірсутектің жарылуы - ең төмен температуралық тұрақтылыққа ие ең көп қайнаған мұнай көмірсутектерімен басталады.
Көмірсутектердің ыдырауын болдырмау үшін олардың қайнау нүктелерін төмендету қажет. Мұны вакуумдағы маймен толтыру арқылы қол жеткізуге болады. Атмосфералық қысым кезінде 450-500 ° С температура диапазонында қайнап жатқан мұнай фракциясы 200-250 ° С температурада вакуумда (қалдық қысым 20-40 мм Hg) айдауға түседі.Мұнай өңдеу тәжірибесінде қайнау температурасын азайту үшін, сонымен қатар, көмірсутектердің ішінара қысымын азайтатын бу айдау қолданылады.Фракцияның қайнау нүктесін төмендету инертті газбен (азот, көміртегі диоксиді және т.б.) айдалады.Дегенмен, бұл әдіс бөлу үрдісіне жарамсыз деп саналды, себебі инертті газдың болуы май фракцияларының конденсациясы үшін жағдайларды нашарлатады.
Шикі мұнайды бастапқы дистилдендірудің заманауи қондырғыларында температура мен қысымды және буды инъекциялаудың аралас әрекеттерін қолданады.
Дистилляция бағандары. Колонның ішкі құрылымына қарай пластинаға бөлініп, оралған. Заманауи мұнай өңдеу зауытының технологиялық қондырғыларының көпшілігінде тек тақтайша бағандары пайдаланылады. Түрлі типтегі дистилляциялық тақталар бар.Олар: қақпақ, қақпақсыз, реактивті бағыттағы және т.б.
Қақпақ тақтасы - бұл будың өтуі үшін көп тесіктері бар металл диск. Тесіктердің периметрі бойымен стақан деп аталатын белгілі бір биіктікте бекітілген жағы бар, соның арқасында пластинадағы сұйықтықтың белгілі бір қабаты бекітіледі. Үстінен көзілдірік қақпақтармен жабылған. Шыныдан жасалған қақпақ пен қалпақшаның арасында төменгі тақтайдан келетін будың өтуі үшін бос орын бар. Операция кезінде қақпақтар сұйықтық қабатына батырылады және нәтижесінде булардың арқасында гидропластикалық клапан пайда болады.
Пластинадағы сұйықтық деңгейі дренаж бөлімдері (су төгетін қалталар) арқылы сақталады, оның төменгі бөлігі келесі плитаға жетеді. Су төгетін қалтадағы судың астыңғы тақтайшасына үстіңгі жағы төмен. Қақпақтың орнына қалпақ пен жоғарғы шыны кескіннің арасындағы айырмашылықты өзгерту арқылы реттеуге болады. Плиталардың көлденең бағанға орналастырылғаны және барлық қалпақшалардың пластинадағы сұйықтыққа бірдей тиелгені өте маңызды. Егер осы талаптар орындалмаса, онда пластинаның кейбір бөлігінде сұйық қабаттың қалыңдығы аз болады. Көп мөлшердегі сұйықтық пластинаның осы бөлігінен өтіп кетеді, қалған пластинаның көптеген қақпақтары жұмысын тоқтатады.
Ең көп таралған табақша тәрізді плиталар, S-тәрізді элементтері бар пластиналар, дөңгелек қақпақтар және клапан типті плиталар.
Жіңішке тақтайшалар қарапайым құрастырумен жабдықталған және өте оңай. Плита бағанды көлденең қимасында жазылған төртбұрыш немесе квадрат болып табылады. Бұл тіктөртбұрышпен бөлінген сегменттердің біреуі бұл пластина үшін ағызу құралы, ал екіншісі су төгетін құрылғы ретінде қызмет етеді. Плитаның екі сегменті - саңыраулар.
Плита тірек бұрыштарға бекітілген бірнеше ойықтардың тұрады. Ыстықтардың үстінде қалаған биіктікте қақпақтар орнатылған. Сұйықтық пластинаның бойымен қақпақтар бойымен қозғалады. Жабылған тақтайшалардың негізгі жетіспеушілігі бұлшықет мөлшерінің көбеюіне және бөртпелердің пайда болуына ықпал ететін кішкене көпіршік аймағында (пластинаның 30% -на дейін) орналасқан.
S-тәрізді элементтері бар пластинадағы пластиналардан айырмашылығы, дренаждық құрылғыға қарай жылжитын сұйықтық қақпақтардың бойымен қозғалады, ал қақпақтар өздері бір-бірімен бірге. Әрбір S-тәрізді элементтің қақпағы мен ойық бөлігі бар. Монтаждау кезінде олар бір элементтің қаптамасының бөлігі гидравликалық қақпақты құрайтын екінші жағынан бір-бірінің бедерлі бөлігін біріктіреді.
S-тәрізді элементтердің плиталары атмосфералық немесе төмен қысымда жұмыс істейтін бағандарға арналған, олар әртүрлі жүктемелермен тұрақты біркелкі жұмыспен сипатталады. Пластиналардың орындалуы ойыққа қарағанда 20% артық.
Бумен және сұйықтықтың түрлі жүктемелерінде жұмыс істейтін бағандар үшін тиімді, сондай-ақ жоғары айқындық бөлінуіне жету үшін қажет бағандар үшін клапанның тікелей ағын плиталары. Мұндай пластинаның негізгі элементі - бұл булардың әсерінен пластинаның парағының биіктігіне қарай көтерілетін клапан. Статикалық режимде жұмыс істейтін басқа қалпақшалардан айырмашылығы клапан плиталары динамикалық айнымалы жұмыс режимімен сипатталады.
Жылжымалы клапандар будың жүктелуіне, пластинаның еркін көлденең қимасын реттеуге, көтеруге немесе құлауға байланысты. Осы конструкцияның арқасында клапанның ықтимал инсульт ұзақтығымен анықталған үлкен жүктеме шегінде будың жылдамдығы айтарлықтай өзгермейді.
Тасымалдағыштар үшін негізгі көрсеткіш - бағанның бос бөлігіндегі будың жылдамдығы. Бастапқы айдау агрегаттарының бағандарындағы будың жылдамдығы плитаның түріне, пластиналар арасындағы қашықтыққа, пластинаның сұйықтық жүктемесіне, бөлінетін өнімдердің физикалық қасиеттеріне және басқа да факторларға байланысты. Бұл атмосфералық бағанда 0,6-0,9 м с, 0,2-0,3 м с дейін, 0,15-0,2 м с тұрақтандырғышта, вакуумда 2-3 м с
1.8 Мұнайды дистилляциялау қондырғысының технологиялық параметрлерін автоматты бақылау
Атмосфералық айдау (дистилляция) - қалыпты (атмосфералық) қысым кезінде жүргізілетін [37,41] будың көп мәрте булануы және конденсациялаумен мұнайды фракцияларға бөлу.
Атмосфералық қайта айдау қондырғысында мұнай, не болмаса мұнайдың қоспалары төрт дистиллянттық фракцияларға және қалдық - мазутқа бөлінеді. Қосалқы өнімдеріне көміртекті қоспа және мұнайды қыздырған кезде шыдамсыз қосындалардан тұратын күкірттен пайда болатын сутекті күкірттер жатады.
5.1 суретте екі колоннадан тұратын екі рет шикізатты буландыратын қондырғының схемасы келтірілген.
Бірінші ректификациялық колоннаға түспес бұрын мұнай жылу алмастырғышта қыздырылады.
Колоннаның бірінші өнімі жеңіл бензин фракциясы мен газ. Қалған дистилляттар және мазут екінші колоннадан алынады. Екі колоннаға да құбырлы пеш қызмет атқарады.
8 насостың көмегімен тұзсыздандырылған мұнай 10,11,23,26,29 жылу алмастырғыштардан екі парраллель ағын түрінде өтеді. 200 -- 220°С дейін қыздырылған мұнай 2 колоннаның орта бөлігіне келіп түседі. Ал, 2 ректификациялық колонна 0,45 МПа қысымда жұмыс істейді.
Жеңіл бензиннің буларының қайнау температурасы бір фракциялары үшін 85 °С, кейбіреулеріне - 140 или 160 °С аралығында. 2 колоннадан шығып, 3 ауа арқылы суытылатын қондырғыда суытылады. Сонан соң конденсат пен газдар 4 мұздатқышта судың көмегімен мұздатылып, 5 газдық сеператорда бөлінеді. Осы қондырғыдан 7 насостың көмегімен жеңіл бензин тұрақтандыратын секцияға және екінші қайта айдау қондырғысына бағыттайды. Жеңіл бензиннің бір бөлігі 2 колоннаға қайтарылады.
2 колоннаның төменгі бөлігінен насостың көмегімен 6 құбырлық пешке бағыттайды. Осы пеште қыздырылған мұнай негізгі 14 ректификациялық колоннаға жеткізіледі. Мұнайдың бір бөлігі рециркуляцияланып 2 колоннаның төменгі бөлігіндегі бір тарелкасына жідеріледі.
14 колоннаның өнімі, 2 колоннаның төменгі бөлігінен алынатын өнімнен ауыр келетін бензиннің ауыр фракциясы.
14 колоннадан шығатын бензиннің буы мен судың булары 15 ауа арқылы салқындатылатын қондырғыда конденсацияланады. 16 су арқылы суытатын мұздатқышта суытылған қоспа 17 газдық сеператорда газға, судың және бензиннің конденсаттарына бөлінеді.
22 насостың көмегімен сұйық бензиннің фракциясы 17 газдық сеператордан екінші айдау қондырғысының секциясына жіберіледі. Бензиннің бір бөлігі осы насостың көмегімен 14 колоннаға қайтарылады.
Сурет 1.1. Мұнайды дистилляциялау қондырғысының функциональды схемасы
18 және 19 кептіретін колонналардан фракциялар 140 -- 240 пен 240 -- 350 °С (не болмаса, 140 -- 220 и 220 -- 350 °С) температура аралығында 20,21 насостардың көмегімен қатар қосылған аппараттар арқылы тасымалданады.
Бірінші - керосин фракциясы 23 - жылу алмастырғышта, 24 ауамен суытылатын қондырғыда және 25 сумен суытылатын құбырлы мұздатқышта; екінші - дизельдік отын фракциясы - 26 жылу алмастырғышта, 27 мұздатқышта және 28 сумен суытылатын мұздатқышта.
Кептіретін колоннаның төменгі бөлігіне судың ыстық буы енгізіледі.
Буға айналмаған мұнайдың қалдықтары сумен бірге 14 колоннаның тарелкаларынан төмен қарай ағып, судың ыстық буымен буландырылады. Мазут болса, 14 колоннаның төменгі бөлігінен 13 насостың көмегімен 29 жылу алмастырғыш, 30, 31 мұздатқыштар арқылы резервуарға жөнелтілінеді.
14 колоннаның екі циркуляциялық бағыты арқылы мұнай өзінің жылуын 10 және 11 жылу алмастырғыштардың көмегімен сыртқа беріледі.
Кесте 5.1
Колоннадағы температура мен қысымның шамалары:
Температура, °С:
200 -- 230
Жылу алмастырғыштарда мұнайды қыздыру
Бензиннен тазартылған мұнайды құбырлы пеште қыздыру
330 -- 360
Мұнайды бензиннен тазартатын колоннадан шығатын будың
120 -- 140
Колоннаның төменгі бөлігіндегі
240 -- 260
Негізгі колоннадан шығатын будың
120 -- 130
Негізгі колоннаның төменгіндегі
340 -- 355
Қысым, МПа:
0,4 -- 0,5
Мұнайды бензиннен тазартатын колоннадағы
Негізгі колоннада
0,15 -- 0,2.
Кесте 5.2
Материалдық баланс төменде келтірілген:
Ромашкиндік мұнай
Самотлорлық мұнай
Алынды, % (масс.)
Тұрақсыз мұнай
Эмульсиялық су
100,0
0,1
100,0
0,1
Барлығы
100,1
100,1
Алынды, % (масс.)
Сутекті газ
Бензин фракциясы (н.к. - 140)
Керосин фракциясы (140-240)
Дизельдік фракция (240-350)
Мазут (350)
Шығын
1,0
12,2
16,3
17,0
52,7
0,9
1,1
18,5
17,9
20,3
41,4
0,9
Барлығы
100,1
100,1
1 Курстық жобаның мақсаты
"Мұнайды дистилляциялау қондырғысының технологиялық параметрлерін автоматты бақылау " тақырыбындағы курстық жобаның мақсаты технологиялық үрдістерді бақылау мен басқару құралдарына сүйене отырып автоматтандыру ... 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