Дизель отынын гидротазалау қондырғысын механикаландыру
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ 10
1 Әдеби шолу 11
1.1 Гидрогенизациялық процестер тарихынан қысқаша мәлімет 11
1.2 Өнімді гидротазалаудың технологиялық әдістері 13
1.3 Процестің физика-химиялық негіздері 17
1.4 Жобаға енгізілетін жаңалықтар 21
2 Технологиялық бөлім 24
2.1 Өндіріс әдісі және оның құрылыс орнын таңдау 24
2.2 Шикізат, дайын өнім және реагенттер сипаттамасы 25
2.3 Қондырғының мақсаты және қысқаша мәлімет 28
2.4 Технологиялық сызбаның сипаттамасы 29
2.5 Реакторға және қосымша жабдыққа анықтама 31
2.6 Процестің материалдық балансы 31
2.7 Технологиялық есептеулер 32
2.7.1 Гидротазаланған дизель отынының шығымы 32
2.7.2 Гидротазалауға жұмсалатын сутегінің шығыны 33
2.7.3 Қондырғының материалдық балансы 35
2.7.4 Катализатор көлемін есептеу 36
2.7.5 Реактордың материалдық балансы 36
2.7.6 Реактордық жылулық балансы 37
2.7.7 Механикалық есептеу 41
2.8 Негізгі және қосалқы құрал-жабдықтарды іріктеу 44
2.9 Өндірістік аналитикалық бақылау 46
3 Автоматтандыру бөлімі 48
3.1 Жасалынып отырған процестің технологиялық схемасын суреттеу, процесс
параметрлерін таңдау және негіздеу 48
3.2 Автоматтандырудың техникалық құралдарын таңдау және негіздеу 50
3.3 Шығынды өлшеу 52
4 Қоршаған ортаны қорғау 54
4.1 Қоршаған ортаға тасталған заттар әсерінен келген залалды есептеу 55
4.2 Келтірілген залал үшін төлем 56
5 Еңбекті қорғау 57
5.1 Қазақстан Республикасында еңбек қорғау саласында
негізделген заңдастырылған актілер 57
5.2 Дизель отынын гидротазалау қондырғысын механикаландыру 57
5.3 Жарықтандыру 58
5.4 Микроклимат 59
5.5 Өрт және жарылғыштық категориясы 59
5.6 Адам организміне улы заттар әсерінің сипаты 60
5.7 Өрт қауіпсіздігі 61
6. Экономикалық бөлім 62
6.1 Өнім өндірісін есептеу 62
6.4 Өнімнің өзіндік құнын есептеу 66
6.5 Пайданы және рентабельділікті есептеу 67
ҚОРЫТЫНДЫ 69
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 70
КІРІСПЕ
Әлемнің көптеген елдерінде мұнай өңдеу өнеркәсібі моторлы
жанармайлардың күрделірек спецификацияларын енгізумен және оларға деген
сұранысты өзгертумен байланысты мәселелерді шешу алдында тұр. Әсіресе,
әлемде жанармай мен дизельді отынға спецификациялар тез өзгереді, бұл болса
мұнай өңдеушілерді жаңа қондырғылардың құрылысына немесе істегі
қондырғыларды қайта құрастыруға қаржыларды инвестициялауға мәжбүр етеді.
2005 жылдың 1 қаңтар айынан бастап Еуроодақ елдерінде еуро 4 автомобильді
техника үшін зиянды заттардың тасталымы бойынша нормалар іске асырылуда,
олар дизельді отындағы күкірттің құрамы 50 ppm аспайтындай етіп
регламенттейді. 2012 жылға қарай күкірттің құрамы ультра төмен, 10 ppm етіп
барлық дизельді көлікті отынға ауыстыру жобаланады.
Дизельді отындағы күкірт құрамының төмендеуі қатал жағдайларда
жүргізілетін гидротазарту жолымен іске асырылуы мүмкін. Көрсетілген
мақсатқа шикізаттың берілген типі үшін тиімді, жаңа катализаторды таңдаумен
жетуі мүмкін.
Бүгінгі күні пайдалануда тұрған мұнай шикізатын гидроөңдеу
реакторларының көпшілігі 70 жылдардың ортасында жобаланып құрастырылған.
Өнімдер шығарымы мен олардың сапасы өзгергендіктен көптеген мұнай
өңдеушілер катализаторларды өңдеу прогресін пайдаланудан үстемдіктерге ие
бола және өз қондырғыларына ірі қаржылай салымның алдын ала алды. Алайда,
реакторлы жүйе потенциалын экономикалық жағынан тиімді етіп толығымен іске
асыру үшін істегі реакторлы жүйелердің олардың жаңарту жолдарын қарастыра
жұмыс сипаттамалары мен құрылыстарының толық бағалануы қажет.
Дизельді отынның сапасын жетілдіру бойынша еуропалық елдер аянбау күш
жұмсауда. Оларда отынның бұл түріне талаптарды қаталдандыру концепциясы
қабылданған. Әсіресе, күкіртті қосылыстардың құрамы бойынша. Бүгінгі таңда
әлемдегі мұнай өңдеуші зауыттардың шектелген саны ғана күкіртті
қосылыстардың ультра төмен құрамды дизельді отын ала алады. Бұдан бөлек бұл
отындарда арматты көмірсутектердің қатысуын, фракцияның 98%-қ қайнау
нүктесін азайту және цетанды санды жоғарылату қарастырылады (бүгінгі таңда
52 пункт, ал перспективада 55-58 пунктке дейін).
2000 жылдан бастап Еуропада цетанды сан бойынша “51-ден аз емес”,
күкірт бойынша “0,035 массалық % аспайтын”, тығыздық бойынша полиароматты
қосылыстардың құрамын “көлемнің 11%-дан аспайтындай” етіп нормалау кезінде
“0,845 граммсм3 аспайтын” талаптарын бекітетін Еуро-3 нормалары
қолданылуда.
1 Әдеби шолу
1.1 Гидрогенизациялық процестер тарихынан қысқаша мәлімет
Деструктивті гидрогенизациялау процесі өзінің бастапқы өнеркәсіптік
безендірілуінде жеткілікті. Ертеректе қатты органикалық шикізаттарға –
көмірге, сланец, және оның туындыларына есептеліп жасалынған. Алғашқы
зерттеу жұмыстары осы салада алғаш рет 1900 жылдары П. Собатье (Франция)
және В.Н. Клотывпен (Ресей) жасалынды [1]. Көмірді және шайырларды
деструктивті гидрогенизациялаудың алғашқы өнеркәсіптік қондырғылары алғаш
рет 1927 жылы Германияда эксплуатациялауға енгізілді, бұл елде өз мұнай
ресурстары болмағандықтан олар өз отындық өнеркәсібін қатты жанғыш қазбалар
базасында дамытты.
Көмірлерді гидрогенизациялау саласындағы едәуір жұмыстар Германияда
Ф.Бертусонмен жүргізілді, сондықтан көмірді каталитикалық емес
гидрогенизациялаудың өнеркәсіптік процесі кейде бергинизациялау процесі
деген атауға ие. Бірнеше кеш уақыттан соң деструктивті гидрогенизациялаудың
қондырғылары Англияда салына бастады [1].
Деструктивті гидрогенизациялау қондырғыларында сутегі жұмсалатын
болған, себебі мақсатты өнім болып бензин есептелген, ал барлық аралық
фракциялар циркуляциялауға қайтарылатын болған. Екінші жағынан алып
қарағанда сутегіні қымбат және аз өнімділіктегі темірбулы әдіспен
өндірілген, бұл кезде қазіргу уақыт сияқты тиімді ірісі болып газтәрізді
көмірсутектерді каталикалық конверсиялау есептелген. Деструктивті
гидрогенизациялаудың қондырғыларының технологиялық безендірілуі күрделі,
себебі процесс жоғары қысымда (30-70 МПа) және (420-5000С) температурада
жүргізіледі. Гидрлеу 2 немесе 3 сатыда жүргізілуі қажет, гидрлеу процесі
жүзеге асырылатын цех қымбат тұратын қондырғылар және жоғары қысымдағы
аппаратуралар кешені орнатылған ғимарат болып келеді. 40-50 жылдары
каталикалық крекинг және кокстеудің қарапайым және арзан процестер
негізінде дамуы мұнайөңдеуші зауыттарда деструктивті гидрогенизациялау
процестерін енгізуден бас тартуға алып келді [2].
Мұнай фракцияларын сутекпен тазалау 380-4200С температурада және 2,5-
4,0 МПа қысымда АКМ катализаторлары қатысында жүргізіледі. Сутегінің
шикізаттағы қатынасы әдетте (300 - 600):1 құрайды. Осы шарттарда
гетероатомдардың металдардың толық аластатылуы және алкендердің гидрленуі
жүреді: ауыр фракцияларда полициклды арендер аздап немесе жартылай
гидрленеді. Гидротазалауға кез келген фракцияларды және сонымен қатар мұнай
қалдықтарын да тартады.
Осы жылдардағы орташа дистиляттардың процестерінің дамуына жоғары
қызығушылық күкіртті және жоғары күкіртті мұнайларды өңдеу көлемінің
артуымен және көлік құралдарының дизельденуінің артуымен байланысты.
Қазіргі уақыттарда гидротазалауға дизель отындарының 80 пайыздан астамы
тартылады, және мұндағы күкірт мөлшері 0,2-0,5 пайыз болатын дизель
отындарының шығарылу көлемі 90 пайыз құрайды. Тікелей айдалатын
фракцияларды гидротазалауға олардың топтық және фракциялық құрамдарын
өзгертусіз АКМ катализаторлар қатысында 350-4000С температурада 3-4 КПа
қысымда гидротазалауға ұшыратады, мұндағы шикізатты берудің көлемдік
жылдамдығы 2-5 сағ-1 және сутекті газдардың циркуляциясы 300-600 м3м3
шикізат құрайды [3].
Гидрокүкіртсіздендіру дәрежесі 85-90 пайыз құрайды. Халық
шаруашылығының дизель отынына деген қажеттілігінің өсуімен байланысты
жоғары сапалы дизельді отындарды екіншілік табиғаттағы: каталитикалық
крекинг өнімдері, баяу кокстеу өнімдері, висбрекинг өнімдерінен алу жоғары
көкейкестілікке ие болып отыр. Бұл шикізаттар тікелей айдау өнімдерінен
күкірттің, азоттың, шайырлардың, алкендердің және арендердің жоғары
мөлшерімен ерекшеленеді. Олардың тазалануы үшін процесті төмен көлемдік
жылдамдықта – шамамен 1с-1 шамада жүргізіледі, және сутегі қысымы – шамамен
5 МПа шарттарында жүргізіледі.
Екіншілік табиғаттағы дизель отындары арендердің жоғары
концентрациясының болуына негізделген цетандық сандармен сипатталады.
Цетандық сипаттамаларды арттыру мақсатында 4000С температурада және
сутегінің 10 МПа қысымда активті катализаторларда жүзеге асырылатын
арендердің көп бөлігін гидрлеуді жүзеге асыру қажет.
Шикізаттың берілуінің көлемдік жылдамдығы шикізаттағы гетероатомды
қосылыстар типіне және мөлшеріне байланысты болады, сонымен қатар ол
шикізаттарды алук технологиясына және тазалаудың қажетті тереңдігіне
байланысты. Ол әдетте – 0,5 тен 10 с-1 аралығында тербеледі. Соңғы жылдары
гидрогенизациялық процестердің мәні өте жедел өсті. Алып қарайтын болсақ
1976 жылы 1 қаңтарда гидрогенизациялық процестердің АҚШ – тағы үлесі
өңделуші мұнайдың жалпы мөлшеріне қатысты алғанда 42,2 пайыз құраған, соның
ішінде 29,4 пайызы гидротазалауға, 7,2 пайызы қалдықтарды
күкіртсіздендіруге, және 5,6 пайызы гидрокрекингке тиесілі. Осы
мәліметтерге сүйене отырып бірінші орынды гидротазалау алады деп айтуға
болады.
Бұл негізінен гидрокрекингті кеш ендірумен, сонымен қатар
гидрокрекингпен салыстырғанда гидротазалаудың технологиялық схемасының
қарапайымдылығымен түсіндіріледі. 240-3500С аралығында дезиль фракцияларын
гидротазалауда, гидротазаланған отын 96 пайыз құрайды, ал 2 пайыз айдама
өнім және 0,75 пайыз көмірсутекті газдар және қалған пайыздар жоғалым болып
табылады. Мұнда егер гидротазалауға екіншілік табиғаттағы дистиляттарды
тартатын болса, сонымен қатар қанықпаған көмірсутектерді қанықтыру да
жүргізіледі. Көпшілік жағдайларда гидротазалауды 350-4000С температурада
және 3-5 МПа қысымда жүргізеді [4].
1.2 Өнімді гидротазалаудың технологиялық әдістері
Гидрогенизациялық процестер мұнай өңдеуде және мұнайхимиясында кең
қолданысқа ие. Оларды тұрақты жоғары октанды бензиндерді алу үшін, дизельді
және қазандық отындарының, сонымен қатар майлау майларының сапасын арттыру
үшін пайдаланылады. Мұнайхимиялық өнеркәсіпте гидрлеу реакциясының
көмегімен циклогексан және оның туындылары, көптеген аминдер, спирттер және
бірқатар мономерлер қатары алынады. Гидрогенизациялық процестердің соңғы
жылдары жылдам қарқындармен дамуы тауарлық мұнай өнімдерінің сапасына
қойылатын талаптардың жоғарылуымен, сутегі өндірісінің қолдану аумағының
едәуір кеңеюімен, және жоғары тиімділікті катализаторды пайдаланумен
түсіндіріледі [5].
Мұнай өңдеуші өнеркәсіптерде гидрогенизациялық процестер өңделуші
мұнай фракцияларының көмірсутекті және фракциялық құрамдарын реттеу үшін,
олардан күкіртті және азотты қосылыстарды аластату, мұнайлы отындардың,
майлардың, және мұнайхимиясы үшін арналған шикізаттардың эксплуатациялық
сипаттамаларын жақсарту үшін қолданылады. Негізгі гидрогенизациялық
процестер болып келесілер саналады:
мұнай фракциялардан күкіртті, азотты және оттекті органикалық қосылыстарды
өнімдер сапасын жоғарылату мақсатында немесе одан ары өңдеу үшін дайындау
үшін аластату;
мұнай фракциялардағы алкендер мен арендерді гидрлеу;
мұнай фракцияларының гидрленуі;
Гидротазалау – мұнай өнімдерінен гетероатомды, қанықпаған қосылыстарды
және арендерді катализатор қатысында сутегі ортасында аластату болып
табылады. Дизельді отындар 180-3600С температура аралығында айдалатын мұнай
фракцияларының орташа дистиляттарынан, каталитикалық крекинг және
гидрокрекинг жеңіл газойльдерінен тұрады. Қазіргі уақыттарда 380-7000С
қайнау соңына ие отындарды қолдану үшін сынаулар жүргізіліп және қолдануға
рұқсат етілді, және дизельді отындар құрамына кокстеу және термиялық
крекинг газойлдерін тарту бойынша жұмыстар жүргізіледі [6].
Гидротазалаудың термодинамикалық процесі төмен температуралы. Қазіргі
қолда бар өнеркәсіптік катализаторларда реакцияның жылдам өтуі үшін 330-
3800С температура жеткілікті. Себебі сутегінің қосылу реакциясы көлемнің
төмендеуімен түзетіледі, ал реакциялық зонадағы қысым процестің тереңдігіне
әсер етеді. Көбінесе гидротазалау процесінде 2,5-5,0 МПа қысым
пайдаланылады. Гидротазалаудың қосынды жылулық эффектісі оң және 1 кг
тікелей айдау шикізаты үшін 20-87 кДж құрайды. Тікелей айдау шикізаттарына
30 пайызға дейін екіншілік табиғаттағы фракцияларды қосу реакция жылуын 125-
187 кДжкг (30 ккалкг) дейін арттырады, ол шикізаттағы қанықпаған
көмірсутектер мөлшеріне байланысты болады.
Дизель деп аталатын, сығудан тұтынатын ішкі жану қозғалтқыштарда төрт
тактылы жұмыс процесі ұшқыннан тұтынатын қозғалтқыштарға қарағанда, едәуір
басқаша жүреді. Дизел қозғалтқышында бірінші екі тактыларда таза ауаны
сорады және қысады. Ауаның температурасы қысу қозғалысының соңында 550-
6500С жетеді, ал қысым 4 МПа дейін өседі. Қысу қозғалысының соңында,
сығылған және қызған ауаға белгілі бір уакқытта жоғары қысыммен отын
порциясы бүркіледі. Отынның майда тамшылары бір қалыпқа келеді де ауа
тарайды. Аз уақыт өткеннен кейін отын өзінен өзі тұтанады және толық
жанады. Бастапқы бүрку мен отынның тұтану уақытының арасын өзінен-өзі
тұтануды тоқтату кезеңі деп атайды. Қазіргі тез жүретін қщозғалтқыштарда
бұл кезең 0,002 с көп болмайды. Отынның жануының нәтижесінде газ қысымы 6-
10 МПа жетеді [7].
Сала өндірісі жердегі және судағы техникаларының тез жүруші дизелдері
және газтурбиналары қозғалтқыштары үшін Л (жазғы), 3(қысқы), А (арктикалық)
тағы да орта айналушы және аз айналушы дизелдер үшін ДТ және ДМ маркалы
матор отынын шығарады. Дизел отындары мұнайдың орта дистиллятты 180-3600С
аралығында айдалатын фракцияларынан каталитикалық крекингтің және
гидрокрекингтің жеңіл фракцияларынан тұрады. Қазіргі кезде, соңғы қайнау
температурасы 380-4000С отындар сыналып, қолдануға жіберілуде, дизел
отындарының құрамына кокстеу және термиялық крекингтің асылдандырылған
газойлдерін пайдалану да алға тұрған мәселе.
Дизел отындарының пайдалануында негізгі сипаттама болып тұтану, фракциялық
құрам, тұтқырлық, кокстену, то алу, лайлану, қату температурасы, шайырлы
және коррозиялық активті қосылыстар мөлшері кіреді.
Дизель отындарының ең маңызды пайдалану қасиетінің бірі – олардың тез
оталып жәй жануы, бұл қысымның біптіндеп көтерілуін және қозғалтқыштың
тоқылдаусыз жұмсақ жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Отындардың оталу қасиеті
олардың химиялық және фракциялық құрамына байланысты. Бұл, бірінші кезекте,
отын компоненттерінің оталу температурасымен байланысты болса керек.
Мысалы, арендердің оталу температурасы өте жоғары екендігі (500-6000С)
белгілі. Сондықтан ароматикалық көмірсутектердегі көп өнімдер дизел отыны
бола алмайды. Керісінше, алкандарға ең төменгі оталу температурасы сипатты
және парафинді мұнайлардан дайындалған дизел отындары жақсы пайдалану
қасиетін көрсетеді.
Дизель отындарының басқа да өте маңызды қасиеттеріне, жылдам жүруші
дизелдер үшін, олардың фракциялық құрамы, тұтқырлық, қату температурасы,
кокстену, күкірт мөлшері, қышқылдық, су мен механикалық қоспалар мөлшері
жатады. Қолдану жағдайына байланысты шығарылып жүрген дизел отынының үш
маркасының да қату температурасы жазғынікі (Л) теріс 5 жоғары болмауы,
теріс 35 пен теріс 450С аралығында, қысқынікі (3) теріс 550С, арктикалық
(А) маркаларына теріс 600С жоғары болмауы қажет. Қысқы және арктикалық
дизел отындары жалпы өндіру көлемінің 30% құрайды. Оларды карбамид пен
парафиннен айырылған және сұйық парафиндерді адсорбциялаумен бөлуден шыққан
фракциялар негізінде, тағы да жеңілденген керосин-газойл фракцияларынан
дайындайды.
Дизел отындары, құрамындағы күкірт мөлшері жөнінен үш түрге бөлінеді:
I – күкірттің массалық үлесі 0,05% көп емес; II- күкірттің массалық үлесі
0,2% көп емес; III - күкірттің массалық үлесі 0,5% көп емес.
Мұнай өнімдерін қажетсіз қоспалардан тазалауда көптеген зерттеулер
жүргізілді. Соның нәтижесінде тазалаудың көптеген әдістерін ашуға мүмкіндік
берді. Тазалау жанармайлардың сапасын жақсартуға жол ашты. Алғашқы жеткен
жетістіктері, ол өткір иісінің жоғалуы болды. Негізінен гидротазалаудың
мақсаты- S, N, O қосылыстары мен белгісіз көмірсутек қоспаларынан тазалауға
негізделген. Гидро процесстердің ішенді қазіргі өндірісте ең кең таралған
ол гидротазалау. Бұл процесс көмегімен жанармайдың сапасы жоғарлайды.
Гидротазалау ең алғаш рет күкірті жоғары мұнай өндірісі басталғанда және
отын құрамында гетерогенді қоспалардың мөлшеріне қатаң шектеулер қойылды.
Гидротазалау процессі төмен температурада өтетін прцесстерге жатады.
Гидротазалау реакциясы тез өтуі үшін 330-380(С тампературасы жеткілікті
[8].
Мұнай өңдеу зауыттары дизель отынын күкүртті қосылыстардан тазалау
үшін негізгі екі әдісті қолданады. Ол әдістер химиялық және физико-
химиялық. Химиялық әдістерге күкірт қышқылымен тазалау, сілтілік тазалау,
және гидрогендеу жатады, ал физико-химиялық әдістерге адсорбциялық және
абсорбциялық әдістер жатады.
Сілтілік тазалау негізінен қышқылдық қоспалар мен күкірт қоспалардан
тазартуға негізделеді. Оның басты әдісі, сілті қышқылдармен тұз тұзеді, ал
ол тұзды сумен шайғанда шығаруға болады. Тазалық дәрежесін жоғарлату үшін
онда тұндыру және электр тогы қолданылады. Дизель отынын сілтілік тазалау
кезінде электр жазығында компоненттерді сілтілендіріп, сілтілік қалдықтарды
сумен шайып бөліп алу. Күкірт қышқылымен дизель отынын тазалау негізінен 90-
93%-күкітр қышқылының аз мөлшерімен дистеляттың қалыпты температурада
араласуына сүйенеді.Бұл әдісті негізінен анық емес күкірт, азот
қосылыстарынан бөлу кезінде қолданады. Егер күкірт қышқылы белгісіз
көмірсутектермен реакцияға тұссе, онда қышқыл эфирлер тузіледі. Бұл үрдіс
төмен температурада жүргізіледі [8].
Күкір қышқылының қышқыл эфирлері суда жақсы ериді, сол себепті
нитрализация кезінде тұздар түзіледі. Сумен реакцияға түсіп, сәйкесінше
спирт түзеді.
Күкірт қышқылымен тазалау алдында шикізатты сілтілік тазалаудан өткізу
ұсынылады. Өйткені ол тағы белгісіз көмірсутекпен әрекеттесе палимерлер
түзеді. Химиялық реакция нәтижесінде тазаланған өнім, яғни қышқыл гудрон
алынады. Осы гудрон құрамына қажет емес қоспалар кіріп, сонымен бірге
кетеді. Қышқыл гудрон күкірт қышқылы өндірісінде қолданыладі. Бұл
тазалаудың негізгі кемшілігі оған өте көп мөлшерде реагент қажеттілігі.
Адсорбциялық әдістің мәні, ол шикізаттың адсорбентпен жанасуына
негізделеді (ағартқыш саздар, силикогель). Жанасу беті аз болсада, бұл
әдісте күкірт, азот және қышқылды қоспалар адсорбцияланады. Кемшілігі-
адсорбенттің бөлшектеніп қалпына келуі. Абсорбциялық әдістің жұмысы зиянды
компоненттердің еруі. Бұл әдісті еріткіштеріне байланысты екі топқа бөлуге
болады. Бірінші топ: шикізат құрамындағы сұйық қоспалармен еріткіштің
қалыпты температурада араласуы. Мысалы: төрт хлорлы көміртегі, этил эфиры,
хлороформ. Екінші топқа жататындар полярлы органикалық қосылыстар. Мысалы :
фенол, фурфурол, крезол, диэтиленгликоль. Таңдамалы түрде ерітетін
еріткіштер селективті еріткіштер деп аталады. (нитробензол, фурфурол,
дихлорэтил эфирі). Шикізетпен араласуы ұзағырақ уақыт алады. Дизель отынын
бұл әдіспен өте сирек тазалайды. Егер тазалайтын болса, фурфуролмен
тазалайды. Бұл әдістің басты кемшілігі, еріткіштердің қайта қалпына
келмеуі, яғни экономикалық жағынан тиімсіз.
Дизель отынын қоспалардан тазалаудың ең кең тараған әдісі ол-
гидротазалау. Қазіргі мұнай өңдеу зауыттарында гидротазалау негізгі
процесстердің бірі. Гидротазалауды кеңінен енгізу трактор, автомобиль,
темір және су жолдарында жылдамдығы жоғары дизельді двигательдер енгізуге
мүмкіншілік берді. Гидротазаланған дизель отынын қолдану двигательдің жұмыс
мерзімін арттырды. Дизель отынын гидротазалау кезінде тек күкірт қосылыстар
ғана емес, сонымен қатар азот және қышқыл құрамды қосылыстардың жоюлуы
жүреді. Оның нәтижесінде жанармайдың түсі, иісі жақсарып, цитан саны және
тұрақтылығы жоғарлайды. Қондырғылардың бөлшектерінің жұмыс мерзімі артады.
Күкірті төмен жанармайды қолдану ауаның және қоршаған ортаның тазаруын
қамтамасыз етеді.
Дизель жанармайын гидротазалауы катализатор қатысында жүреді. Негізгі
қолданылатын катализаторлар алюмо-кобальт-молибден, алюмо-никель-молибден.
Катализаторлар жоғары температура мен жоғары қысымда қосылады.
Гидротазалану 95 % өтеді. Егер берілген шикізат құрамында күкірт көп
мөлшерде болатын болса, оған катализатор беруді баяулатып, сутегісі бар
газдың беруін жоғарлату керек. Кері жағдай болса, катализатордаң кокстенуі
жоғарлап, оның активтілігі төмендейді. Гидротазалау кезінде неғұрлым қысым
жоғары болса, терең гидротазалану отеді. Бұл процесс әрқашанда сутегінің
артық мөлшерімен өткізеді. 1м3 шикізатқа 300-400м3 көлемде сутегісі бар
газ жұмсалады [3].
1.3 Процестің физика-химиялық негіздері
Гидротазалаудың химиялық процесі: Гидротазалаудың жүру процесі
негізгі заттектердің өзара гидрогенизациялық біркелкі әрекеттесуінің
нәтижесінде, күкірт , оттегі және азот сутегі катализаторларының
қатаысуымен көмірсутегі бөлінеді. Су және аммиак, олефина немесе нафтенді
қатары табиғаттағы олефиннің бастапқы шикізатқа қатысында төменде
гидротазартқыштың негізгі өзара химиялық әрекеттесу сызбанұсқасында
берілген [9].
Күкіртті байланыстың өзара химиялық әрекеттесуі: Күкіртті
байланыстың тәуелділік құрылысы меркаптандар немесе алицикликалық
сульфидтер хош иісті көмірсутегін бөледі[9].
1. Меркаптандар:
RSH+H2(RH+H2S
2. Сульфидтер:
а) ацикликалық RSR(+2H2(RH+R(H+H2S
б) моноцикликалық
в) бицикликалық
3. Дисульфидтер:
RSSR+3H2(2RH+2H2S
4. Тиофиндер:
5. Бензотиофиндер:
Барлық күкіртті байланыстың ішінде көбіне жеңіл гидрленетін
меркаптандар, сульфидтер қиындауы тиофиндер бірақ тура осы жолменжасалады.
Алғаш гидрлену 95%, тиофиннің гидрлену дәрежесі 40...50% құрайды. Гидрлеу
жылдамдығы молекулалық салмақтың мұнай бөлігінің фракция салмағының
өсуімен азаяды [10].
Жеңіл тікелей айдау фракциясына жататын – бензин мен керосин
айтарлықтай тезтазаланады, дизельді отын фракциясына қарағанда, ол жоғары
молекулярлы салмағымен құрамына күкіртті қосындысымен сипатталады, тиофинге
өте жақын[9].
Оттегі зат тектестердің өзара әрекеттесуі мен азотты байланыстары:
1. Фенол:
2. Циклогексанның гидроперекисі:
3. Гептанның гидропериксі: С7H15OOH+2H2(C7H16+2H2O
4. Пиридин:
5. Хинолин:
6. Пирол:
Пиридин, пиперидин, пирролдың бөлінуі жеңіл деп анықталған, хинолин, м-
крезол және анилин бұлар қиындау, әсіресе м-крезол.
Табиғаттағы металлоорганикалық байланыстарының түрлі мұнай бөліктері
мен олардың өзара химиялық әрекеттесуі гидротазартқыш өте аз зертттелген.
Шикізат құрамындағы металл толық түрде катализаторда бөлініп қалады. Ал,
Ванадий 98...100%-ға, никель 83...98% -ға жойылады.
Көмірсутегінің өзара әрекеттесуі. Гидротазалау процесінде бір уақыт
аралығында күкіртті азотпен оттегінің құрамынан көптеген көмірсутегінің
ағыны ағып өтеді. Гидрленген гидрокрекингтің хош иісті көмірсутегі және
т.б. Парафиннің және нафтенді көмірсутегінің изомеризациясы барлық жағдайда
күкірттеліп гидрокрекингтің қарқындылығының жоғары температурасымен
қысымыда күшейе түседі.
Жоғары температура мен төменгі қысымда нафтеннің және
дегидроциклизациялы парафинді көмірсутегінің дегидрациясы жиі болады.
Кейбір жағдайда гидрогенизациялық күкірттену бұл өзара әрекеттесу сутегін
бөліп алуға қызмет етудің басы болуы мүмкін. Өзара әрекеттесу меншікті
күкірттену т.б. Авто гидротазартқыштан ағып кетуін қамтамасыз етеді.
Күкіртсіздендірудің көміртегімен өзара әрекеттесуі ерекше қызықты олефинмен
хош иісті көмірсутегін қанықтыруды ұсынады.
Зерттеу нәтижесінен көргеніміздей табанды процесс гидрленген хош
иісті көмірсутегінде болады. Моноцикликалық (бензол және оның гемологы)
әжептеурім сандық көрсеткіште гидрленеді.Тек жоғары парциялық қысымда
(200ат одан да жоғары). Хош иісті көмірсутегін гидрлеу конденсаттандырылған
сақинада оңай ағады және гидротазалау процесінде де өтуі мүмкін. 350º-500ºC
градус температурада толық гидрлену өтеді шексіз біріктірулердің төменгі
парциалды қысымды сутегімен салыстырғанда [10].
Гидротазалау процесінің парметрін жүргізу фракциондық және шикізаттың
құрамына тәуелді, катализатордың қабылдауымен оның жағдайының
күкіртсіздендіру дәрежесінің талап етуіне қарай орындалады. Гидротазалау
сипаттамасының негізгі параметрі температура болып табылады. Қысым.
Шикізатты көлемді жылдамдықпен беру.Қысқаша циркуляциялы суқұрамды газдың
шикізатқа және катализатор ыдысына қатынасы.
Гидротазалауда оптималды температураны таңдау шығыс шикізаттың
сапасына тәуелді, ендіру процессінің шартына байланысты, катализатордың
активтілігін жоғалтуы ағымдағы уақыттың 370-400ºC аралығында жатады.
Температураны жоғарлатқан кезде күкіртті қосындысының гидрлену дәрежесі
өседі, максимум 420ºC-қа жетеді. Әрі қарай температураны жоғарлата берсе
гидрленудің дәрежесі төмендейді: күкіртті қосындысы маңызды емес ,
шектеусіз көмірсутектерге жеткілікті тез (жылдам), өйткені жоғары
температура кезінде өзара гидрокрекинг болады. Соның нәтижесінде шығыстағы
өнім төмендейді де катализатордағы кокс үлкейеді.
Өзара әрекеттесу экзотермиялы, бөлінетін жылу саны күкіртті қоспаға
және шикізаттағы шексіз көмірсутегіге тәуелді. Жалпы қысымның жоғарлау
себебінен жүйеде шикізаттың күкіртсіздендіру дәрежесі өседі, кокстың пайда
болуы төмендейді де катализатордың жұмыс істеу қызметі ұзара түседі.
Гидротазалау процесі 20-50атм қысымда жүргізіледі. Күкіртсізднедірудің
дәрежесінің өсу шегі қысымның өсуіне әсер етпейді. Гидротазалау тереңдігіне
әсер ету , факторларын меңгерген кезде, анықталғандар, гидрлену негізінен
жалпы қысымның төмендеуіне мүмкіндік береді, ал, жалпы қысымның жоғарлауы
гидротазалау жүйесінде парционалды сутек қысымының өсуіне алып келеді [9].
1.4 Жобаға енгізілетін жаңалықтар
Гидротазалау катализаторы КГУ-950. Гидротазалау қондырғысында КГУ-941
және КГУ-950 катализаторлары бензин, дизельдік отын , керосин фракцияларын
күкіртті және азотты қосылыстардан тазарту мақсатында пайдаланады.
Катализатор сәйкесінше гидротазалауда дизельдік отынның құрамындағы
күкірттің мөлшерін 0,5% дан 0,05% ға дейін төмендетеді.
1-сурет. КГУ-950 катализаторы
Катализатор экструдты пішінді және екі үлгіде жасалады:
- алюмо-никель-молибденді (АНМ)
- алюмо-кобальт-молибденді (АКМ)
Катализатор жоғары десульфирлеуші және деазоттаушы белсенділігін
арттырады және механикалық берікті, ұзақ жылға шыдамды.
1-кесте
КГУ-941 және КГУ-950 катализаторлар көрсеткіштері
Көрсеткіштері КГУ-941 КГУ-950
АНМ маркалыАКМ маркалыАНМ маркалы АКМ
маркалы
Компоненттің массалық
бөлігі,%:
Молибденнің триоксиді 14,0 - 16,014,0 - 16,09,0 - 11,0 9,0 - 11,0
Никель тотығы 2,9 - 3,5 - 2,9 - 3,5 -
Кобальт тотығы - 2,6 - 3,2 - 2,6 - 3,2
Насыпная плотность,гсм3 0,7 - 0,9 0,7 - 0,9 0,75 - 0,95 0,75 -
0,95
Диаметр экструдатов, мм 2 - 3 2 - 3 2 - 2,5 2 - 2,5
Индекс прочности средний, 1,7 1,7 1.9 1.9
кгмм, не менее
2-кесте
Процестің технологиялық көрсеткіші
Процестің көрсеткіші бензин фракциясы Дизельдік фракциясы
Көлемдік жылдамдығы, час-1 5 -10 2,5 - 6,0
Температурасы,°C 280 - 340 320 - 400
Қысымы, МПа 2 -3 3 -5
Шикізаттағы күкірттің 0,1 1.5
мөлшері, % мас.
Күтіліп отырған 0,00002 0,05
гидрогенизаттың күкірт
мөлшері, % мас.
Өтеу мерзімі, жыл 7 5
Процесті жетілдіру ойлап шығарушыларды да жай қалдырмады. Патентті
іздеу жүргізе гидротазалаудың бірнеше әдістерін бөлуге болады:
1.Дизельді фракцияны катализатордың алғашқы, яғни сульфидті
аллюмокобальтмолибденді қабатпен жанастыра гидротазалауға ұшыратады, кейін
катализатордың екінші, яғни тотықты аллюмокобальтмолибденді қабатпен және
катализатордың үшінші тотықты аллюмокобальтмолибденді қабатымен.
Катализатор қабаттарының массалық үлесі сәйкесінше 1: 1: (0,5-8) құрайды.
Беттері құраушылар арасындағы бұрыш 50-150° конус тәрізді жасалған
фиксацияланған қабаттарды пайдаланады. Процесті 350-400°С температуралы
сутекқұрамды газ ортасында катализатор қабаттарын алдын ала
күкірттендірумен жүргізеді. әдістің кемшілігі болып гидротазарту кезінде
күкіртсіздендірудің төмен дәрежесі табылады.
2.Дизельді отынды периодтық кестенің VI, VIII топтарының металдарына
ие стационарлы катализаторда 300-425°С температура және жоғары қысым
кезінде жоғарылаушы қабатшалы-дисперсті режиммен процесті жүргізу әдісі.
Ерекшелігі – күкірт тазартудың тереңдігін үлкейту мақсатында процесті
сутегі қатынасында жүргізеді: шикізат 80-200 нм3м3, суару тығыздығы 8-40
м3м2∙сағ және қысым 20-60 атм. Шикізаттың 95-98%-ы буллы фазадан тұрады.
Бұл әдісті сынау кезінде көмірсутектердің жоғары парциалды қысымын
қамтамасыз ету керек. Бұл үшін процесті сутекқұрамды газ бен бастапқы
шикізаттың жоғары қатынасында, дәлірек 220-2000 нм3 сутекқұрамды газды 1м3
бастапқы шикізатқа қатынасы кезінде жүргізу керек. Кемшілігіне сутектің
үлкен шығыны мен терең емес тазарту жатады.
3.Жоғары температура мен қысым кезінде тотықты аллюмокобальтмолибденді
қабаттың қатысуымен катализденеді, ерекшелігі – түйірлер диаметрі
элементарлы күкірт қоспасында 3,2-3,0 мм аллюмокобальтмолибденді
катализатор қабатын пайдаланады және гидротазалауды тізбекті орналасқан,
түйірлер диаметрі 2,0-3,2 мм тотықты цеолит құрамды катализатор және
аллюмоникельмолибденді катализатор қабаттары қатысуымен қосымша жүргізеді.
Кемшіліктері: массалық қатынасында көрсетілгеннен асатын немесе аз
катализатор қабаттарын пайдалану берілген температурада тазару дәрежесінің
төмендеуіне әкеледі. Алынған гидрогенизаттың сапасы катализатордың жоғарғы
және төменгі қабаттары түйірлерінің бекітілген өлшемдерін сақтамағандықтан
да нашарлайды.
Қабаттар арасында орналасқан катализатордың қатысуымен дизельді отынды
гидротазарту әдісі, катализатор ретінде екіқабатты аллюмоникельмолибденді
немесе аллюмокобальтмолибденді түйірлі катализатор қолданылады, жоғарғы
қабат түйірлерінің диаметрі 1-4 мм және 10-50 мм инертті қондыруды
қолданады.
Мұнай өнімдерін гидротазалаудың тағы бір әдісі белгілі, бұл әдіс
бойынша бағананың орта стриппингінен 70-90% мөлшерінде алынатын 165-305°С
аралығындағы жеңіл дизельді фракция сол бағананың төменгі стриппингінен 10-
30% мөлшерінде алынатын 205-360°С аралығындағы ауыр дизельді араласады.
Гидротазалау процесі 350-360°С температура, 3-3,5МПа қысым, 3,5-4 сағ -1
көлемдік жылдамдығы, сутегінің шикізатқа қатынасы 500м3м3 кезінде жүреді.
Бұл кезде 20-30% ауыр дизельді фракция гидротазалауға араласпайды, олар
фракционды құрамды қайта қалыпқа келтіру үшін гидрогенизатпен араласады.
Егер де 40% ауыр дизельді фракция гидрогенизатпен араласуға кетсе де,
күкірттің жалпы үлесі 0,2% болады. Алынған нәтиже келесідей түсіндіріледі:
дизельді отынды гидротазалау процесінде катализатор бетінде абсорбциялық
қабат түзіледі, оның қалыңдығы катализатор табиғатына, процесс
жағдайларына, шикізат құрамына кіретін әртүрлі көмірсутекер санына
байланысты өзгеруі мүмкін. Кокс түзілу процесінде катализаторда көбінесе ди
және полициклді ароматты сутектер қатысады. Күкіртсіздену дәрежесінің
жоғарылауы ауыр күкіртті қосылыстар үшін катализатор бетінің үлкен өту
мүмкіндігі есебінен жүруі мүмкін. Катализаторда кокс түзілудің азаюы
адсорбциялық қабатта молекулааралық әсерлесу күштерінің әлсіреуі кезінде
жүреді. Сондықтан би және полициклді ароматты көмірсутектер катализатор
бетінде жиналмайды, реакция аймағанан кетіп қалады. 10-30% ауыр дизельді
фракцияны енгізу бенз және дибнезтиофенофтардың негізгі саны қатысатын 306-
360° арасындағы соңғы фракциялардың концентрациясын түсіреді, бұлардан
күкіртөте қиын алынады, ал бұл қосылыстар беттік-белсенді заттардың
қызметін атқаруы мүмкін.
Жеңіл дизельді фракциясы бар шикізатты гидротазалау кезінде қоспалы
шикізаттың әдеттегі қатынасындағыға қарағанда кокс түзілу азырақ,
қондырғының нақты өнімділігі 40-80%-ға өседі, шикізаттың күкіртсіздену
дәрежесі өседі.
Бір мезетте тазартылған өнімнің шығымы өседі, демек өндірістің
тиімділігі де. Бұл тиімділік жеңіл компоненттерді енгізу нәтижесінде
көмірсутектердің қаныққан буларының қысымының жоғарылауына әкеп
соғатындығымен және осылайша гидрогенолиз реакцияларының жылдамдығы
өсетіндігімен түсіндіріледі.
2 Технологиялық бөлім
2.1 Өндіріс әдісі және оның құрылыс орнын таңдау
Өнімділігі 1 млн 344 мың тонна жылына құрайтын дизель отынын
гидротазалу қондырғысын жобалауда ТМД елдері және шет елдердің
қондырғыларының технологиялық деңгейлер туралы материалдар талданды,
сонымен қатар республика территориясында орналасқан мұнай өңдеуші зауыттар
құрамына кіретін қондырғылар жағдайлары қарастырылды. Дизель отынын
гидротазалау қондырғысында жоғары сапалы қыстық және жазғы сорттардағы
(ДТЛ), (ДТ3) дизель отындарын алу процесі жүргізілетіндігі белгілі.
Дизель отынын тазалау үшін арналған гидротазалау қондырғыларында
қабылданған жалпы технологиялар бойынша 230-3500С температуралар шегінде
өтетін фракцияларды өңдеудің схемасы реакторлық блокты және тұрақтандырушы
колонна пайдалану арқылы жоғары сапалы дизель отындарын алуды қарастырады.
Құрылыс орнын таңдау үшін әсер ететін негізгі фактор болып шикізат
базасы, энергетикалық ресурстар, өнімді тұтыну орнына дейінгі қашықтық,
жұмысшы күштердің мөлшері, сонымен қатар инженерлі – техникалық жұмысшылар
мөлшері, шикізаттардың орналасуы есептеледі. Құрылыс орнын таңдау халық
шаруашылығының сәйкес тартылуы және орналасу схемасына сай қабылданады.
Өндірістік құрылысты дұрыс орналастыру шаруашылықтық құрылыс қарқынын
үдетіп қана қоймай, сонымен бірге мұнай және мұнай өнімдерін анағұрлым
терең өңдеуге мүмкіндік береді. Соның ішінде дизельді отындарды, бірақ
сонымен қатар мемлекеттік қызығушылықтарды және басқа мемлекеттермен
арадағы байланыстарды да ескерген жөн.
Республикада өнеркәсіптің ірі саласы болып мұнай өндіру және оны өңдеу
болып саналады. Өңдеуші өнеркәсіптерге отындық нұсқалар бойынша жұмыс
атқаратын ірі зауыттарды: ЖШС ПетроҚазақстанОйл Продактс, АҚ ПМӨЗ
жатқызуға болады. Бұл зауыттар өздерінің үлестерін жас тәуелсіз Қазақстан
мемлекетінің дамуына елеулі дәрежеде қосуда.
ЖШС ПКОП Республиканың Оңтүстік – Шығысында Шымкент қаласынан қашық
емес жерде орналасқан. Желдердің бағыты солтүстік – шығыстық, ол санитарлы
нормаларды, ауалық кеңістіктің тазалығын сақтауға мүмкіндік береді. Зауытты
шикізатпен қамтамасыз ету негізінен Қазақстандық кен орындармен жүзеге
асырылады. Мұнайды жеткізіп беру құбыр бойынша және темір жол вагондарымен
жүзеге асырылады. Технологиялық булармен және электр энергиясымен зауыт ТЭЦ-
3 есебінен қамтамасыз етіледі. Сумен қамтамасыз ету де үздіксіз түрде жер
асты суларынан, сонымен қатар зауыттан қашық емес жердегі Бадам өзенінен
жүзеге асырылады.
Олай болса, өнімділігі 1 млн 344 мың тоннажылына құрайтын дизель
отынын гидротазалауға арналған қондырғының құрылысын жобалау ЖШС ПКОП
схемасында жүргізіледі, ол экономикалық тиімді және рентабельді, біздің
республикамыздың дамуы үшін оңтайлы болып табылады.
2.2 Шикізат, дайын өнім және реагенттер сипаттамасы
3-кесте
Шикізат, дайын өнім және реагенттер
ШикізаттардыңМемле-кет
, тік Тексеру үшін міндетті Норма Дайындалатын
материалдардынемесе болып саналатын сапа өнімнің қолдану
, салалық көрсеткіштері саласы
реагенттердіңстандарт-
, тың
катализаторланөмірі
р- дың,
жартылай
фабрикаттарды
ң,
дайындалатын
өнімнің
сипаттамасы
1. Фракция 1. Бастапқы 285 ГОСТ 305-82 сай
230-350 0С шикізат. дизельдік отынды
тікелей фракциялық құрамы-50% алуға
айдалатын қандай температурада 360 гидротазалау
айдалады, 96 пайыздан блогына
жоғары емес бөлігі 0,76
келесі температурада
айдалады. Жалпы күкірт
мөлшері, % массалық ТШ СО1353-86
Фракциялық құрамы 290 бойынша
–50% келесі фракциялық
температурада айдалады, 90 құрамға ие
0С,жоғары емес дизель отынын
- 600С дейін айдалады, %0 алу гидротазалау
жоғары емес блогының
- тұну температурасы шикізаты
- тұтану температурасы ,40
ашық тигельде
анықталады, 0С, төмен
емес
2. Тікелей -Дизельдік индексі, кем ТИ-38 001162-73
айдалатын емес 52х бойынша дизель
дизельді отын -Фракциялық құрамы: отынын алатын
–50% келесі гидротазалау
температурада айдалады, 280 блогының
0С, жоғары емес шикізаты
-96% келесі 360
температурада айдалады,
0С, жоғары емес -10
-Тұну температурасы, %,
жоғары емес 65х
-Тұтану температурасы
ашық тигельде
анықталады. 0С, кем емес
3. Жаңа 1.Сутегі мөлшері, % кем Гидротазалау
дайындалған емес 65 блогының
сутекті газ 2. Реагенттер, шикізаты
материалдар.
4.РегенерацияЦехаралық1.Ерітінді дегі МЭА Газдарды
-ланған нормалар концентрациясы, % 5-15 күіртсутектен
ерітінді МЭА 2.Күкіртсутектің тазалау
регенера-циял мөлшепрі, гл, жоғары 3
ауының емес
қондырғысы 3. Тиосульфат мөлшері 12,0
гл, көп емес
3-кесте жалғасы
Шикізат, дайын өнім және реагенттер
5. ИКБ-2 Концентрациясы 4кб 2,5 Жабдықтар және
коррозия 2-2% масс құбырларды
ингибиторы коррозиядан
ерітіндісі қорғау
6. Инертті Цехрара-лҚұрамы, % об: 0,5 Аппараттарды
газ ық - оттегі, жоғары емес 0,1 үрлеу және
нормалар - көміртегі тотығы, 0,5 жабдықтар мен
жоғары емес нормалақұбырларды
- жанғыштар, жоғары емес нбайды тығыздыққа сынау
- көміртегі қостотығы.
2. Катализаторлар
7. ТШ-38, 40Гранулалар өлшемі, русла 2,5-3,5
Катализатор 1518-75 диаметрі.
ГS – 168 ШУ Активті компоненттер
мөлшері, % масс,
жоғары емес 4,5
а) никель тотығы (NiO) 19,5
б)молибден үш тотығы
(МаО3)
в) кремний қостотығы 6-10
(SiO2)
Зиянды қоспалардың
мөлшері, % масс, жоғары 0,2
емес 0,2
а) темір тотығы (Fe2O3)
б) натрий тотығы (Na2O) 0,64
сусымалы тығыздығы,
гсм3, кем емес 2,5
Ылғал мөлшері (ППК), %
масс, жоғары емес 1,3
Беріктік индексі, кгмм,
кем емес 2,5
Өлшемдері 2,0 кем емес
түйіршіктердің мөлшері
8. ТШ-38,40 Активті компоненттердің 12-15
Катализатор 1518-75 массалық үлесі,
ГS-168 ШУ а) молибден үш тотығы 4-5
(МаО3)
б) кобальт және никель
тотығы
Қоспалардың массалық 0,08
үлесі, %:
а) натрий тотығы (Na2О) 0,1
кем емес
б) темір тотығы (Fe2O3) 0,67-0,
кем емес 85
Сусымалы тығыздығы, гсм32-5
Гранулалар диаметрі, мм
меншікті беті, м3г кем 200
емес 0,14
Күкірт мөлшері, %
Қоспалардың массалық 1,5
үлесі, % жоғары емес
3-кесте жалғасы
Шикізат, дайын өнім және реагенттер
3.Дайындалатын өнім
9. 200С температурадағы 0,860
Гидротаза-лан тығыздығы, гсм3, жоғары
ған дизель емес 45
отыны Цетандық саны, кем емес
Фракциялық құрамы
-50% қай температурада 280
айдалады 0С, жоғары емес
Кинематикалық тұтқырлық, 3-6
200С
Тұну температурасы, -10
жоғары емес 0С,
Мөлдірсіздену
температурасы, 0С, жоғары-5
емес ГОСТ 305-82
жабық тигельде анықталған бойынша тауарлық
тұтану температурасы, 0С отын компоненті
төмен емес 62
Күкірттің массалық үлесі
(күкірттің жалпы мөлшері)
% жоғары емес
1 түрдегі отында 0,15
2 түрдегі отында 0,2
меркаптанды күкірттің 0,5
массалық үлесі, % жоғары
емес
Мысты пластинкада сынау 0,01
Судың массалық үлесі, % ұсталад
массада ы
Механикалық қоспалардың 1,5
мөлшері дейін
жоқ
10. Бензин Фракциялық құрамы: к.к 0,05 100 секция сының
0С, жоғары емес мұна йына
Күкірт мөлшері, % масс бағытта- лады,
ол 200 секциясы
сора бымен
қабылда нады.
11. 1. Күкіртсутектің Отындық газ
Көмірсутекті мөлшері, жоғары емес, 1500 ретінде
газ мгмм2 қолданылады.
13. ТШ 38 200С температурадағы Тауарлық дизель
Экономика-лық1011348-9тығыздығы, гсм3, жоғары 0,860 отыны компоненті
таза дизель 0 емес
отыны Цетандық саны, кем емес 45
Фракциялық құрамы, 0С
- 50%, айдалатын
температура, 0С, жоғары 280
емес
2.3 Қондырғының мақсаты және қысқаша мәлімет
Секция 300-1 Дизель отынын гидротазалау ЛК-6у қондырғысының негізі
болып табылады. Секция 300-1 тұрақты дизель жанармайын алу үшін
арналған, жазғы дизельді жанармайдың ГОСТ 305-82 талаптарын
қанағаттандырады.
Секция құрамына келесі блоктар кіреді:
1. Реакторлы блок, онда шикізат құрамынан күкіртті, сутегі
ортасынан ауаны және азотты тазалау жүреді.
2. Гидротазаланған фракция тұрақтылығы 320-350ºС.
3. Суқұрамды көмірсутек газдарын моноэталаминді тазалау .
4. Бензиннен және сулы конденсаттан күкіртсутегін үрлеу.
Технологиялық желілер саны және олардың тағайындалуы:
1. Гидротазалаудың сызбанұсқасы- бір ағымды, шикізатты түзу айдау, қайта
жасау бір реактормен қамтамасыздандырылады.
2. Гидротазаланған дизельді фракция тұрақтылығы жоғары қысымды
9атм.(0,9МПа) орындалады.(Тұрақты режимдегі температураны төмендету
үшін, колоннаның төменгі жағына сулы парды беру қарастырылған .)
3. Процесс кезінде пайда болатын күкіртсутек қоспалар ағымы, арнайы
колоннада су буының булануына алып келеді. Буланған газ жалпы
мұржа құбырына жіберіледі.
4. Бензиндегі күкіртсутегі тазаланған көмірсутек газымен үрленеді.
5. Қарастырылған эжектірлі реакция жүйесі кезінде секция дайындығында
ауа – парын өткізу регенерациясында, регенерация дайындылық уақытын
азайтады .
6. Суқұрамды (СҚГ) және күкіртсутегі (КСГ) газдарын моноэтаноламинді
тазалау .
2.4 Технологиялық сызбаның сипаттамасы
Дизельдік отын фракциясының шикізаты ЭСТҚ – АҚ қондырғысының 100
секциясынан қатаң байланыс бойынша қысыммен Н-301, және Н-302, Н-303
сораптары қабылдауына беріледі. Шикізат шикізаттық сораптардан араластыру
үштігіне беріледі, ол жерде сутекті газдармен араласады, ал құрамында
сутектер бар газдар ЦК-301 компрессорынан беріледі, және бұл жерде
шикізатты және құрамында сутегі бар газдарды беру жылдамдығы реттеліп
отырылады.
Сонымен қатар шикізатты (фр. 230-3500С) Н-310, Н-311 сораптарының
қабылдауына аралық резервуардан гидростатикалық қысыммен беріп және одан
ары шикізаттық сораптар Н-301, Н-302, Н-303 (303а) қабылдауына буферлі
ыдыстар ретінде пайдалана отырып беруге болады. Газды – шикізатты қоспа
600С температурамен жылуалмастырғыштар Т-301, Т-302, Т-303 құбыр аралық
кеңістіктеріне беріліп және ол жерде газ - өнімділікті ағынмен 230-3100С
температураға дейін қыздырылады. Одан ары газды – шикізатты қоспа құбырлы
пешке П-301 беріліп және газ өнімділікті ағынмен 370-4000С температураға
дейін қыздырылады. Қыздырылған газ – шикізатты қоспа реакторға Р-301 келіп
түседі.
Реакторда АКМ катализаторы қатысында күкіртті және қанықпаған
қосылыстардың гидрленуі жүреді, және бұл жағдайда күкірт сутек түзіледі.
Одан басқа, реакция зонасында көмірсутектер түзе отырып және бензиннің
жеңіл фракцияларын түзе отырыпа гидрокрекинг орын алады. Тікелей айдалатын
фракциялар гидрлеу реакциясы елеусіз ғана жылулық эффектімен жүреді, соның
нәтижесінде реактордан шығу бөлігіндегі температура 10-200С жоғарылауы
мүмкін.
Газ- шикізат қоспа Р-301 реакторынан Т-303 жылуалмастырғышына келіп
түседі, мұнда өзінің жылуын газ – шикізатты қоспаға береді. Одан соң
ағынның бір бөлігі Т-304 жылуалмастырғышына бағытталады, және өз жылуын
тұрақтандырғыш колонна К-301 шикізатына береді. 3100С температурамен газ-
өнімділікті қоспа жылуалмастырғыштарға Т-302 және Т-301 беріледі, ол жерде
150 пайызға салқындатылады. Одан ары газ - шикізат қоспа ауа тоңазтқышында
Х-301 салқындатылып және сулы тоңазтқышпен ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
КІРІСПЕ 10
1 Әдеби шолу 11
1.1 Гидрогенизациялық процестер тарихынан қысқаша мәлімет 11
1.2 Өнімді гидротазалаудың технологиялық әдістері 13
1.3 Процестің физика-химиялық негіздері 17
1.4 Жобаға енгізілетін жаңалықтар 21
2 Технологиялық бөлім 24
2.1 Өндіріс әдісі және оның құрылыс орнын таңдау 24
2.2 Шикізат, дайын өнім және реагенттер сипаттамасы 25
2.3 Қондырғының мақсаты және қысқаша мәлімет 28
2.4 Технологиялық сызбаның сипаттамасы 29
2.5 Реакторға және қосымша жабдыққа анықтама 31
2.6 Процестің материалдық балансы 31
2.7 Технологиялық есептеулер 32
2.7.1 Гидротазаланған дизель отынының шығымы 32
2.7.2 Гидротазалауға жұмсалатын сутегінің шығыны 33
2.7.3 Қондырғының материалдық балансы 35
2.7.4 Катализатор көлемін есептеу 36
2.7.5 Реактордың материалдық балансы 36
2.7.6 Реактордық жылулық балансы 37
2.7.7 Механикалық есептеу 41
2.8 Негізгі және қосалқы құрал-жабдықтарды іріктеу 44
2.9 Өндірістік аналитикалық бақылау 46
3 Автоматтандыру бөлімі 48
3.1 Жасалынып отырған процестің технологиялық схемасын суреттеу, процесс
параметрлерін таңдау және негіздеу 48
3.2 Автоматтандырудың техникалық құралдарын таңдау және негіздеу 50
3.3 Шығынды өлшеу 52
4 Қоршаған ортаны қорғау 54
4.1 Қоршаған ортаға тасталған заттар әсерінен келген залалды есептеу 55
4.2 Келтірілген залал үшін төлем 56
5 Еңбекті қорғау 57
5.1 Қазақстан Республикасында еңбек қорғау саласында
негізделген заңдастырылған актілер 57
5.2 Дизель отынын гидротазалау қондырғысын механикаландыру 57
5.3 Жарықтандыру 58
5.4 Микроклимат 59
5.5 Өрт және жарылғыштық категориясы 59
5.6 Адам организміне улы заттар әсерінің сипаты 60
5.7 Өрт қауіпсіздігі 61
6. Экономикалық бөлім 62
6.1 Өнім өндірісін есептеу 62
6.4 Өнімнің өзіндік құнын есептеу 66
6.5 Пайданы және рентабельділікті есептеу 67
ҚОРЫТЫНДЫ 69
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 70
КІРІСПЕ
Әлемнің көптеген елдерінде мұнай өңдеу өнеркәсібі моторлы
жанармайлардың күрделірек спецификацияларын енгізумен және оларға деген
сұранысты өзгертумен байланысты мәселелерді шешу алдында тұр. Әсіресе,
әлемде жанармай мен дизельді отынға спецификациялар тез өзгереді, бұл болса
мұнай өңдеушілерді жаңа қондырғылардың құрылысына немесе істегі
қондырғыларды қайта құрастыруға қаржыларды инвестициялауға мәжбүр етеді.
2005 жылдың 1 қаңтар айынан бастап Еуроодақ елдерінде еуро 4 автомобильді
техника үшін зиянды заттардың тасталымы бойынша нормалар іске асырылуда,
олар дизельді отындағы күкірттің құрамы 50 ppm аспайтындай етіп
регламенттейді. 2012 жылға қарай күкірттің құрамы ультра төмен, 10 ppm етіп
барлық дизельді көлікті отынға ауыстыру жобаланады.
Дизельді отындағы күкірт құрамының төмендеуі қатал жағдайларда
жүргізілетін гидротазарту жолымен іске асырылуы мүмкін. Көрсетілген
мақсатқа шикізаттың берілген типі үшін тиімді, жаңа катализаторды таңдаумен
жетуі мүмкін.
Бүгінгі күні пайдалануда тұрған мұнай шикізатын гидроөңдеу
реакторларының көпшілігі 70 жылдардың ортасында жобаланып құрастырылған.
Өнімдер шығарымы мен олардың сапасы өзгергендіктен көптеген мұнай
өңдеушілер катализаторларды өңдеу прогресін пайдаланудан үстемдіктерге ие
бола және өз қондырғыларына ірі қаржылай салымның алдын ала алды. Алайда,
реакторлы жүйе потенциалын экономикалық жағынан тиімді етіп толығымен іске
асыру үшін істегі реакторлы жүйелердің олардың жаңарту жолдарын қарастыра
жұмыс сипаттамалары мен құрылыстарының толық бағалануы қажет.
Дизельді отынның сапасын жетілдіру бойынша еуропалық елдер аянбау күш
жұмсауда. Оларда отынның бұл түріне талаптарды қаталдандыру концепциясы
қабылданған. Әсіресе, күкіртті қосылыстардың құрамы бойынша. Бүгінгі таңда
әлемдегі мұнай өңдеуші зауыттардың шектелген саны ғана күкіртті
қосылыстардың ультра төмен құрамды дизельді отын ала алады. Бұдан бөлек бұл
отындарда арматты көмірсутектердің қатысуын, фракцияның 98%-қ қайнау
нүктесін азайту және цетанды санды жоғарылату қарастырылады (бүгінгі таңда
52 пункт, ал перспективада 55-58 пунктке дейін).
2000 жылдан бастап Еуропада цетанды сан бойынша “51-ден аз емес”,
күкірт бойынша “0,035 массалық % аспайтын”, тығыздық бойынша полиароматты
қосылыстардың құрамын “көлемнің 11%-дан аспайтындай” етіп нормалау кезінде
“0,845 граммсм3 аспайтын” талаптарын бекітетін Еуро-3 нормалары
қолданылуда.
1 Әдеби шолу
1.1 Гидрогенизациялық процестер тарихынан қысқаша мәлімет
Деструктивті гидрогенизациялау процесі өзінің бастапқы өнеркәсіптік
безендірілуінде жеткілікті. Ертеректе қатты органикалық шикізаттарға –
көмірге, сланец, және оның туындыларына есептеліп жасалынған. Алғашқы
зерттеу жұмыстары осы салада алғаш рет 1900 жылдары П. Собатье (Франция)
және В.Н. Клотывпен (Ресей) жасалынды [1]. Көмірді және шайырларды
деструктивті гидрогенизациялаудың алғашқы өнеркәсіптік қондырғылары алғаш
рет 1927 жылы Германияда эксплуатациялауға енгізілді, бұл елде өз мұнай
ресурстары болмағандықтан олар өз отындық өнеркәсібін қатты жанғыш қазбалар
базасында дамытты.
Көмірлерді гидрогенизациялау саласындағы едәуір жұмыстар Германияда
Ф.Бертусонмен жүргізілді, сондықтан көмірді каталитикалық емес
гидрогенизациялаудың өнеркәсіптік процесі кейде бергинизациялау процесі
деген атауға ие. Бірнеше кеш уақыттан соң деструктивті гидрогенизациялаудың
қондырғылары Англияда салына бастады [1].
Деструктивті гидрогенизациялау қондырғыларында сутегі жұмсалатын
болған, себебі мақсатты өнім болып бензин есептелген, ал барлық аралық
фракциялар циркуляциялауға қайтарылатын болған. Екінші жағынан алып
қарағанда сутегіні қымбат және аз өнімділіктегі темірбулы әдіспен
өндірілген, бұл кезде қазіргу уақыт сияқты тиімді ірісі болып газтәрізді
көмірсутектерді каталикалық конверсиялау есептелген. Деструктивті
гидрогенизациялаудың қондырғыларының технологиялық безендірілуі күрделі,
себебі процесс жоғары қысымда (30-70 МПа) және (420-5000С) температурада
жүргізіледі. Гидрлеу 2 немесе 3 сатыда жүргізілуі қажет, гидрлеу процесі
жүзеге асырылатын цех қымбат тұратын қондырғылар және жоғары қысымдағы
аппаратуралар кешені орнатылған ғимарат болып келеді. 40-50 жылдары
каталикалық крекинг және кокстеудің қарапайым және арзан процестер
негізінде дамуы мұнайөңдеуші зауыттарда деструктивті гидрогенизациялау
процестерін енгізуден бас тартуға алып келді [2].
Мұнай фракцияларын сутекпен тазалау 380-4200С температурада және 2,5-
4,0 МПа қысымда АКМ катализаторлары қатысында жүргізіледі. Сутегінің
шикізаттағы қатынасы әдетте (300 - 600):1 құрайды. Осы шарттарда
гетероатомдардың металдардың толық аластатылуы және алкендердің гидрленуі
жүреді: ауыр фракцияларда полициклды арендер аздап немесе жартылай
гидрленеді. Гидротазалауға кез келген фракцияларды және сонымен қатар мұнай
қалдықтарын да тартады.
Осы жылдардағы орташа дистиляттардың процестерінің дамуына жоғары
қызығушылық күкіртті және жоғары күкіртті мұнайларды өңдеу көлемінің
артуымен және көлік құралдарының дизельденуінің артуымен байланысты.
Қазіргі уақыттарда гидротазалауға дизель отындарының 80 пайыздан астамы
тартылады, және мұндағы күкірт мөлшері 0,2-0,5 пайыз болатын дизель
отындарының шығарылу көлемі 90 пайыз құрайды. Тікелей айдалатын
фракцияларды гидротазалауға олардың топтық және фракциялық құрамдарын
өзгертусіз АКМ катализаторлар қатысында 350-4000С температурада 3-4 КПа
қысымда гидротазалауға ұшыратады, мұндағы шикізатты берудің көлемдік
жылдамдығы 2-5 сағ-1 және сутекті газдардың циркуляциясы 300-600 м3м3
шикізат құрайды [3].
Гидрокүкіртсіздендіру дәрежесі 85-90 пайыз құрайды. Халық
шаруашылығының дизель отынына деген қажеттілігінің өсуімен байланысты
жоғары сапалы дизельді отындарды екіншілік табиғаттағы: каталитикалық
крекинг өнімдері, баяу кокстеу өнімдері, висбрекинг өнімдерінен алу жоғары
көкейкестілікке ие болып отыр. Бұл шикізаттар тікелей айдау өнімдерінен
күкірттің, азоттың, шайырлардың, алкендердің және арендердің жоғары
мөлшерімен ерекшеленеді. Олардың тазалануы үшін процесті төмен көлемдік
жылдамдықта – шамамен 1с-1 шамада жүргізіледі, және сутегі қысымы – шамамен
5 МПа шарттарында жүргізіледі.
Екіншілік табиғаттағы дизель отындары арендердің жоғары
концентрациясының болуына негізделген цетандық сандармен сипатталады.
Цетандық сипаттамаларды арттыру мақсатында 4000С температурада және
сутегінің 10 МПа қысымда активті катализаторларда жүзеге асырылатын
арендердің көп бөлігін гидрлеуді жүзеге асыру қажет.
Шикізаттың берілуінің көлемдік жылдамдығы шикізаттағы гетероатомды
қосылыстар типіне және мөлшеріне байланысты болады, сонымен қатар ол
шикізаттарды алук технологиясына және тазалаудың қажетті тереңдігіне
байланысты. Ол әдетте – 0,5 тен 10 с-1 аралығында тербеледі. Соңғы жылдары
гидрогенизациялық процестердің мәні өте жедел өсті. Алып қарайтын болсақ
1976 жылы 1 қаңтарда гидрогенизациялық процестердің АҚШ – тағы үлесі
өңделуші мұнайдың жалпы мөлшеріне қатысты алғанда 42,2 пайыз құраған, соның
ішінде 29,4 пайызы гидротазалауға, 7,2 пайызы қалдықтарды
күкіртсіздендіруге, және 5,6 пайызы гидрокрекингке тиесілі. Осы
мәліметтерге сүйене отырып бірінші орынды гидротазалау алады деп айтуға
болады.
Бұл негізінен гидрокрекингті кеш ендірумен, сонымен қатар
гидрокрекингпен салыстырғанда гидротазалаудың технологиялық схемасының
қарапайымдылығымен түсіндіріледі. 240-3500С аралығында дезиль фракцияларын
гидротазалауда, гидротазаланған отын 96 пайыз құрайды, ал 2 пайыз айдама
өнім және 0,75 пайыз көмірсутекті газдар және қалған пайыздар жоғалым болып
табылады. Мұнда егер гидротазалауға екіншілік табиғаттағы дистиляттарды
тартатын болса, сонымен қатар қанықпаған көмірсутектерді қанықтыру да
жүргізіледі. Көпшілік жағдайларда гидротазалауды 350-4000С температурада
және 3-5 МПа қысымда жүргізеді [4].
1.2 Өнімді гидротазалаудың технологиялық әдістері
Гидрогенизациялық процестер мұнай өңдеуде және мұнайхимиясында кең
қолданысқа ие. Оларды тұрақты жоғары октанды бензиндерді алу үшін, дизельді
және қазандық отындарының, сонымен қатар майлау майларының сапасын арттыру
үшін пайдаланылады. Мұнайхимиялық өнеркәсіпте гидрлеу реакциясының
көмегімен циклогексан және оның туындылары, көптеген аминдер, спирттер және
бірқатар мономерлер қатары алынады. Гидрогенизациялық процестердің соңғы
жылдары жылдам қарқындармен дамуы тауарлық мұнай өнімдерінің сапасына
қойылатын талаптардың жоғарылуымен, сутегі өндірісінің қолдану аумағының
едәуір кеңеюімен, және жоғары тиімділікті катализаторды пайдаланумен
түсіндіріледі [5].
Мұнай өңдеуші өнеркәсіптерде гидрогенизациялық процестер өңделуші
мұнай фракцияларының көмірсутекті және фракциялық құрамдарын реттеу үшін,
олардан күкіртті және азотты қосылыстарды аластату, мұнайлы отындардың,
майлардың, және мұнайхимиясы үшін арналған шикізаттардың эксплуатациялық
сипаттамаларын жақсарту үшін қолданылады. Негізгі гидрогенизациялық
процестер болып келесілер саналады:
мұнай фракциялардан күкіртті, азотты және оттекті органикалық қосылыстарды
өнімдер сапасын жоғарылату мақсатында немесе одан ары өңдеу үшін дайындау
үшін аластату;
мұнай фракциялардағы алкендер мен арендерді гидрлеу;
мұнай фракцияларының гидрленуі;
Гидротазалау – мұнай өнімдерінен гетероатомды, қанықпаған қосылыстарды
және арендерді катализатор қатысында сутегі ортасында аластату болып
табылады. Дизельді отындар 180-3600С температура аралығында айдалатын мұнай
фракцияларының орташа дистиляттарынан, каталитикалық крекинг және
гидрокрекинг жеңіл газойльдерінен тұрады. Қазіргі уақыттарда 380-7000С
қайнау соңына ие отындарды қолдану үшін сынаулар жүргізіліп және қолдануға
рұқсат етілді, және дизельді отындар құрамына кокстеу және термиялық
крекинг газойлдерін тарту бойынша жұмыстар жүргізіледі [6].
Гидротазалаудың термодинамикалық процесі төмен температуралы. Қазіргі
қолда бар өнеркәсіптік катализаторларда реакцияның жылдам өтуі үшін 330-
3800С температура жеткілікті. Себебі сутегінің қосылу реакциясы көлемнің
төмендеуімен түзетіледі, ал реакциялық зонадағы қысым процестің тереңдігіне
әсер етеді. Көбінесе гидротазалау процесінде 2,5-5,0 МПа қысым
пайдаланылады. Гидротазалаудың қосынды жылулық эффектісі оң және 1 кг
тікелей айдау шикізаты үшін 20-87 кДж құрайды. Тікелей айдау шикізаттарына
30 пайызға дейін екіншілік табиғаттағы фракцияларды қосу реакция жылуын 125-
187 кДжкг (30 ккалкг) дейін арттырады, ол шикізаттағы қанықпаған
көмірсутектер мөлшеріне байланысты болады.
Дизель деп аталатын, сығудан тұтынатын ішкі жану қозғалтқыштарда төрт
тактылы жұмыс процесі ұшқыннан тұтынатын қозғалтқыштарға қарағанда, едәуір
басқаша жүреді. Дизел қозғалтқышында бірінші екі тактыларда таза ауаны
сорады және қысады. Ауаның температурасы қысу қозғалысының соңында 550-
6500С жетеді, ал қысым 4 МПа дейін өседі. Қысу қозғалысының соңында,
сығылған және қызған ауаға белгілі бір уакқытта жоғары қысыммен отын
порциясы бүркіледі. Отынның майда тамшылары бір қалыпқа келеді де ауа
тарайды. Аз уақыт өткеннен кейін отын өзінен өзі тұтанады және толық
жанады. Бастапқы бүрку мен отынның тұтану уақытының арасын өзінен-өзі
тұтануды тоқтату кезеңі деп атайды. Қазіргі тез жүретін қщозғалтқыштарда
бұл кезең 0,002 с көп болмайды. Отынның жануының нәтижесінде газ қысымы 6-
10 МПа жетеді [7].
Сала өндірісі жердегі және судағы техникаларының тез жүруші дизелдері
және газтурбиналары қозғалтқыштары үшін Л (жазғы), 3(қысқы), А (арктикалық)
тағы да орта айналушы және аз айналушы дизелдер үшін ДТ және ДМ маркалы
матор отынын шығарады. Дизел отындары мұнайдың орта дистиллятты 180-3600С
аралығында айдалатын фракцияларынан каталитикалық крекингтің және
гидрокрекингтің жеңіл фракцияларынан тұрады. Қазіргі кезде, соңғы қайнау
температурасы 380-4000С отындар сыналып, қолдануға жіберілуде, дизел
отындарының құрамына кокстеу және термиялық крекингтің асылдандырылған
газойлдерін пайдалану да алға тұрған мәселе.
Дизел отындарының пайдалануында негізгі сипаттама болып тұтану, фракциялық
құрам, тұтқырлық, кокстену, то алу, лайлану, қату температурасы, шайырлы
және коррозиялық активті қосылыстар мөлшері кіреді.
Дизель отындарының ең маңызды пайдалану қасиетінің бірі – олардың тез
оталып жәй жануы, бұл қысымның біптіндеп көтерілуін және қозғалтқыштың
тоқылдаусыз жұмсақ жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Отындардың оталу қасиеті
олардың химиялық және фракциялық құрамына байланысты. Бұл, бірінші кезекте,
отын компоненттерінің оталу температурасымен байланысты болса керек.
Мысалы, арендердің оталу температурасы өте жоғары екендігі (500-6000С)
белгілі. Сондықтан ароматикалық көмірсутектердегі көп өнімдер дизел отыны
бола алмайды. Керісінше, алкандарға ең төменгі оталу температурасы сипатты
және парафинді мұнайлардан дайындалған дизел отындары жақсы пайдалану
қасиетін көрсетеді.
Дизель отындарының басқа да өте маңызды қасиеттеріне, жылдам жүруші
дизелдер үшін, олардың фракциялық құрамы, тұтқырлық, қату температурасы,
кокстену, күкірт мөлшері, қышқылдық, су мен механикалық қоспалар мөлшері
жатады. Қолдану жағдайына байланысты шығарылып жүрген дизел отынының үш
маркасының да қату температурасы жазғынікі (Л) теріс 5 жоғары болмауы,
теріс 35 пен теріс 450С аралығында, қысқынікі (3) теріс 550С, арктикалық
(А) маркаларына теріс 600С жоғары болмауы қажет. Қысқы және арктикалық
дизел отындары жалпы өндіру көлемінің 30% құрайды. Оларды карбамид пен
парафиннен айырылған және сұйық парафиндерді адсорбциялаумен бөлуден шыққан
фракциялар негізінде, тағы да жеңілденген керосин-газойл фракцияларынан
дайындайды.
Дизел отындары, құрамындағы күкірт мөлшері жөнінен үш түрге бөлінеді:
I – күкірттің массалық үлесі 0,05% көп емес; II- күкірттің массалық үлесі
0,2% көп емес; III - күкірттің массалық үлесі 0,5% көп емес.
Мұнай өнімдерін қажетсіз қоспалардан тазалауда көптеген зерттеулер
жүргізілді. Соның нәтижесінде тазалаудың көптеген әдістерін ашуға мүмкіндік
берді. Тазалау жанармайлардың сапасын жақсартуға жол ашты. Алғашқы жеткен
жетістіктері, ол өткір иісінің жоғалуы болды. Негізінен гидротазалаудың
мақсаты- S, N, O қосылыстары мен белгісіз көмірсутек қоспаларынан тазалауға
негізделген. Гидро процесстердің ішенді қазіргі өндірісте ең кең таралған
ол гидротазалау. Бұл процесс көмегімен жанармайдың сапасы жоғарлайды.
Гидротазалау ең алғаш рет күкірті жоғары мұнай өндірісі басталғанда және
отын құрамында гетерогенді қоспалардың мөлшеріне қатаң шектеулер қойылды.
Гидротазалау процессі төмен температурада өтетін прцесстерге жатады.
Гидротазалау реакциясы тез өтуі үшін 330-380(С тампературасы жеткілікті
[8].
Мұнай өңдеу зауыттары дизель отынын күкүртті қосылыстардан тазалау
үшін негізгі екі әдісті қолданады. Ол әдістер химиялық және физико-
химиялық. Химиялық әдістерге күкірт қышқылымен тазалау, сілтілік тазалау,
және гидрогендеу жатады, ал физико-химиялық әдістерге адсорбциялық және
абсорбциялық әдістер жатады.
Сілтілік тазалау негізінен қышқылдық қоспалар мен күкірт қоспалардан
тазартуға негізделеді. Оның басты әдісі, сілті қышқылдармен тұз тұзеді, ал
ол тұзды сумен шайғанда шығаруға болады. Тазалық дәрежесін жоғарлату үшін
онда тұндыру және электр тогы қолданылады. Дизель отынын сілтілік тазалау
кезінде электр жазығында компоненттерді сілтілендіріп, сілтілік қалдықтарды
сумен шайып бөліп алу. Күкірт қышқылымен дизель отынын тазалау негізінен 90-
93%-күкітр қышқылының аз мөлшерімен дистеляттың қалыпты температурада
араласуына сүйенеді.Бұл әдісті негізінен анық емес күкірт, азот
қосылыстарынан бөлу кезінде қолданады. Егер күкірт қышқылы белгісіз
көмірсутектермен реакцияға тұссе, онда қышқыл эфирлер тузіледі. Бұл үрдіс
төмен температурада жүргізіледі [8].
Күкір қышқылының қышқыл эфирлері суда жақсы ериді, сол себепті
нитрализация кезінде тұздар түзіледі. Сумен реакцияға түсіп, сәйкесінше
спирт түзеді.
Күкірт қышқылымен тазалау алдында шикізатты сілтілік тазалаудан өткізу
ұсынылады. Өйткені ол тағы белгісіз көмірсутекпен әрекеттесе палимерлер
түзеді. Химиялық реакция нәтижесінде тазаланған өнім, яғни қышқыл гудрон
алынады. Осы гудрон құрамына қажет емес қоспалар кіріп, сонымен бірге
кетеді. Қышқыл гудрон күкірт қышқылы өндірісінде қолданыладі. Бұл
тазалаудың негізгі кемшілігі оған өте көп мөлшерде реагент қажеттілігі.
Адсорбциялық әдістің мәні, ол шикізаттың адсорбентпен жанасуына
негізделеді (ағартқыш саздар, силикогель). Жанасу беті аз болсада, бұл
әдісте күкірт, азот және қышқылды қоспалар адсорбцияланады. Кемшілігі-
адсорбенттің бөлшектеніп қалпына келуі. Абсорбциялық әдістің жұмысы зиянды
компоненттердің еруі. Бұл әдісті еріткіштеріне байланысты екі топқа бөлуге
болады. Бірінші топ: шикізат құрамындағы сұйық қоспалармен еріткіштің
қалыпты температурада араласуы. Мысалы: төрт хлорлы көміртегі, этил эфиры,
хлороформ. Екінші топқа жататындар полярлы органикалық қосылыстар. Мысалы :
фенол, фурфурол, крезол, диэтиленгликоль. Таңдамалы түрде ерітетін
еріткіштер селективті еріткіштер деп аталады. (нитробензол, фурфурол,
дихлорэтил эфирі). Шикізетпен араласуы ұзағырақ уақыт алады. Дизель отынын
бұл әдіспен өте сирек тазалайды. Егер тазалайтын болса, фурфуролмен
тазалайды. Бұл әдістің басты кемшілігі, еріткіштердің қайта қалпына
келмеуі, яғни экономикалық жағынан тиімсіз.
Дизель отынын қоспалардан тазалаудың ең кең тараған әдісі ол-
гидротазалау. Қазіргі мұнай өңдеу зауыттарында гидротазалау негізгі
процесстердің бірі. Гидротазалауды кеңінен енгізу трактор, автомобиль,
темір және су жолдарында жылдамдығы жоғары дизельді двигательдер енгізуге
мүмкіншілік берді. Гидротазаланған дизель отынын қолдану двигательдің жұмыс
мерзімін арттырды. Дизель отынын гидротазалау кезінде тек күкірт қосылыстар
ғана емес, сонымен қатар азот және қышқыл құрамды қосылыстардың жоюлуы
жүреді. Оның нәтижесінде жанармайдың түсі, иісі жақсарып, цитан саны және
тұрақтылығы жоғарлайды. Қондырғылардың бөлшектерінің жұмыс мерзімі артады.
Күкірті төмен жанармайды қолдану ауаның және қоршаған ортаның тазаруын
қамтамасыз етеді.
Дизель жанармайын гидротазалауы катализатор қатысында жүреді. Негізгі
қолданылатын катализаторлар алюмо-кобальт-молибден, алюмо-никель-молибден.
Катализаторлар жоғары температура мен жоғары қысымда қосылады.
Гидротазалану 95 % өтеді. Егер берілген шикізат құрамында күкірт көп
мөлшерде болатын болса, оған катализатор беруді баяулатып, сутегісі бар
газдың беруін жоғарлату керек. Кері жағдай болса, катализатордаң кокстенуі
жоғарлап, оның активтілігі төмендейді. Гидротазалау кезінде неғұрлым қысым
жоғары болса, терең гидротазалану отеді. Бұл процесс әрқашанда сутегінің
артық мөлшерімен өткізеді. 1м3 шикізатқа 300-400м3 көлемде сутегісі бар
газ жұмсалады [3].
1.3 Процестің физика-химиялық негіздері
Гидротазалаудың химиялық процесі: Гидротазалаудың жүру процесі
негізгі заттектердің өзара гидрогенизациялық біркелкі әрекеттесуінің
нәтижесінде, күкірт , оттегі және азот сутегі катализаторларының
қатаысуымен көмірсутегі бөлінеді. Су және аммиак, олефина немесе нафтенді
қатары табиғаттағы олефиннің бастапқы шикізатқа қатысында төменде
гидротазартқыштың негізгі өзара химиялық әрекеттесу сызбанұсқасында
берілген [9].
Күкіртті байланыстың өзара химиялық әрекеттесуі: Күкіртті
байланыстың тәуелділік құрылысы меркаптандар немесе алицикликалық
сульфидтер хош иісті көмірсутегін бөледі[9].
1. Меркаптандар:
RSH+H2(RH+H2S
2. Сульфидтер:
а) ацикликалық RSR(+2H2(RH+R(H+H2S
б) моноцикликалық
в) бицикликалық
3. Дисульфидтер:
RSSR+3H2(2RH+2H2S
4. Тиофиндер:
5. Бензотиофиндер:
Барлық күкіртті байланыстың ішінде көбіне жеңіл гидрленетін
меркаптандар, сульфидтер қиындауы тиофиндер бірақ тура осы жолменжасалады.
Алғаш гидрлену 95%, тиофиннің гидрлену дәрежесі 40...50% құрайды. Гидрлеу
жылдамдығы молекулалық салмақтың мұнай бөлігінің фракция салмағының
өсуімен азаяды [10].
Жеңіл тікелей айдау фракциясына жататын – бензин мен керосин
айтарлықтай тезтазаланады, дизельді отын фракциясына қарағанда, ол жоғары
молекулярлы салмағымен құрамына күкіртті қосындысымен сипатталады, тиофинге
өте жақын[9].
Оттегі зат тектестердің өзара әрекеттесуі мен азотты байланыстары:
1. Фенол:
2. Циклогексанның гидроперекисі:
3. Гептанның гидропериксі: С7H15OOH+2H2(C7H16+2H2O
4. Пиридин:
5. Хинолин:
6. Пирол:
Пиридин, пиперидин, пирролдың бөлінуі жеңіл деп анықталған, хинолин, м-
крезол және анилин бұлар қиындау, әсіресе м-крезол.
Табиғаттағы металлоорганикалық байланыстарының түрлі мұнай бөліктері
мен олардың өзара химиялық әрекеттесуі гидротазартқыш өте аз зертттелген.
Шикізат құрамындағы металл толық түрде катализаторда бөлініп қалады. Ал,
Ванадий 98...100%-ға, никель 83...98% -ға жойылады.
Көмірсутегінің өзара әрекеттесуі. Гидротазалау процесінде бір уақыт
аралығында күкіртті азотпен оттегінің құрамынан көптеген көмірсутегінің
ағыны ағып өтеді. Гидрленген гидрокрекингтің хош иісті көмірсутегі және
т.б. Парафиннің және нафтенді көмірсутегінің изомеризациясы барлық жағдайда
күкірттеліп гидрокрекингтің қарқындылығының жоғары температурасымен
қысымыда күшейе түседі.
Жоғары температура мен төменгі қысымда нафтеннің және
дегидроциклизациялы парафинді көмірсутегінің дегидрациясы жиі болады.
Кейбір жағдайда гидрогенизациялық күкірттену бұл өзара әрекеттесу сутегін
бөліп алуға қызмет етудің басы болуы мүмкін. Өзара әрекеттесу меншікті
күкірттену т.б. Авто гидротазартқыштан ағып кетуін қамтамасыз етеді.
Күкіртсіздендірудің көміртегімен өзара әрекеттесуі ерекше қызықты олефинмен
хош иісті көмірсутегін қанықтыруды ұсынады.
Зерттеу нәтижесінен көргеніміздей табанды процесс гидрленген хош
иісті көмірсутегінде болады. Моноцикликалық (бензол және оның гемологы)
әжептеурім сандық көрсеткіште гидрленеді.Тек жоғары парциялық қысымда
(200ат одан да жоғары). Хош иісті көмірсутегін гидрлеу конденсаттандырылған
сақинада оңай ағады және гидротазалау процесінде де өтуі мүмкін. 350º-500ºC
градус температурада толық гидрлену өтеді шексіз біріктірулердің төменгі
парциалды қысымды сутегімен салыстырғанда [10].
Гидротазалау процесінің парметрін жүргізу фракциондық және шикізаттың
құрамына тәуелді, катализатордың қабылдауымен оның жағдайының
күкіртсіздендіру дәрежесінің талап етуіне қарай орындалады. Гидротазалау
сипаттамасының негізгі параметрі температура болып табылады. Қысым.
Шикізатты көлемді жылдамдықпен беру.Қысқаша циркуляциялы суқұрамды газдың
шикізатқа және катализатор ыдысына қатынасы.
Гидротазалауда оптималды температураны таңдау шығыс шикізаттың
сапасына тәуелді, ендіру процессінің шартына байланысты, катализатордың
активтілігін жоғалтуы ағымдағы уақыттың 370-400ºC аралығында жатады.
Температураны жоғарлатқан кезде күкіртті қосындысының гидрлену дәрежесі
өседі, максимум 420ºC-қа жетеді. Әрі қарай температураны жоғарлата берсе
гидрленудің дәрежесі төмендейді: күкіртті қосындысы маңызды емес ,
шектеусіз көмірсутектерге жеткілікті тез (жылдам), өйткені жоғары
температура кезінде өзара гидрокрекинг болады. Соның нәтижесінде шығыстағы
өнім төмендейді де катализатордағы кокс үлкейеді.
Өзара әрекеттесу экзотермиялы, бөлінетін жылу саны күкіртті қоспаға
және шикізаттағы шексіз көмірсутегіге тәуелді. Жалпы қысымның жоғарлау
себебінен жүйеде шикізаттың күкіртсіздендіру дәрежесі өседі, кокстың пайда
болуы төмендейді де катализатордың жұмыс істеу қызметі ұзара түседі.
Гидротазалау процесі 20-50атм қысымда жүргізіледі. Күкіртсізднедірудің
дәрежесінің өсу шегі қысымның өсуіне әсер етпейді. Гидротазалау тереңдігіне
әсер ету , факторларын меңгерген кезде, анықталғандар, гидрлену негізінен
жалпы қысымның төмендеуіне мүмкіндік береді, ал, жалпы қысымның жоғарлауы
гидротазалау жүйесінде парционалды сутек қысымының өсуіне алып келеді [9].
1.4 Жобаға енгізілетін жаңалықтар
Гидротазалау катализаторы КГУ-950. Гидротазалау қондырғысында КГУ-941
және КГУ-950 катализаторлары бензин, дизельдік отын , керосин фракцияларын
күкіртті және азотты қосылыстардан тазарту мақсатында пайдаланады.
Катализатор сәйкесінше гидротазалауда дизельдік отынның құрамындағы
күкірттің мөлшерін 0,5% дан 0,05% ға дейін төмендетеді.
1-сурет. КГУ-950 катализаторы
Катализатор экструдты пішінді және екі үлгіде жасалады:
- алюмо-никель-молибденді (АНМ)
- алюмо-кобальт-молибденді (АКМ)
Катализатор жоғары десульфирлеуші және деазоттаушы белсенділігін
арттырады және механикалық берікті, ұзақ жылға шыдамды.
1-кесте
КГУ-941 және КГУ-950 катализаторлар көрсеткіштері
Көрсеткіштері КГУ-941 КГУ-950
АНМ маркалыАКМ маркалыАНМ маркалы АКМ
маркалы
Компоненттің массалық
бөлігі,%:
Молибденнің триоксиді 14,0 - 16,014,0 - 16,09,0 - 11,0 9,0 - 11,0
Никель тотығы 2,9 - 3,5 - 2,9 - 3,5 -
Кобальт тотығы - 2,6 - 3,2 - 2,6 - 3,2
Насыпная плотность,гсм3 0,7 - 0,9 0,7 - 0,9 0,75 - 0,95 0,75 -
0,95
Диаметр экструдатов, мм 2 - 3 2 - 3 2 - 2,5 2 - 2,5
Индекс прочности средний, 1,7 1,7 1.9 1.9
кгмм, не менее
2-кесте
Процестің технологиялық көрсеткіші
Процестің көрсеткіші бензин фракциясы Дизельдік фракциясы
Көлемдік жылдамдығы, час-1 5 -10 2,5 - 6,0
Температурасы,°C 280 - 340 320 - 400
Қысымы, МПа 2 -3 3 -5
Шикізаттағы күкірттің 0,1 1.5
мөлшері, % мас.
Күтіліп отырған 0,00002 0,05
гидрогенизаттың күкірт
мөлшері, % мас.
Өтеу мерзімі, жыл 7 5
Процесті жетілдіру ойлап шығарушыларды да жай қалдырмады. Патентті
іздеу жүргізе гидротазалаудың бірнеше әдістерін бөлуге болады:
1.Дизельді фракцияны катализатордың алғашқы, яғни сульфидті
аллюмокобальтмолибденді қабатпен жанастыра гидротазалауға ұшыратады, кейін
катализатордың екінші, яғни тотықты аллюмокобальтмолибденді қабатпен және
катализатордың үшінші тотықты аллюмокобальтмолибденді қабатымен.
Катализатор қабаттарының массалық үлесі сәйкесінше 1: 1: (0,5-8) құрайды.
Беттері құраушылар арасындағы бұрыш 50-150° конус тәрізді жасалған
фиксацияланған қабаттарды пайдаланады. Процесті 350-400°С температуралы
сутекқұрамды газ ортасында катализатор қабаттарын алдын ала
күкірттендірумен жүргізеді. әдістің кемшілігі болып гидротазарту кезінде
күкіртсіздендірудің төмен дәрежесі табылады.
2.Дизельді отынды периодтық кестенің VI, VIII топтарының металдарына
ие стационарлы катализаторда 300-425°С температура және жоғары қысым
кезінде жоғарылаушы қабатшалы-дисперсті режиммен процесті жүргізу әдісі.
Ерекшелігі – күкірт тазартудың тереңдігін үлкейту мақсатында процесті
сутегі қатынасында жүргізеді: шикізат 80-200 нм3м3, суару тығыздығы 8-40
м3м2∙сағ және қысым 20-60 атм. Шикізаттың 95-98%-ы буллы фазадан тұрады.
Бұл әдісті сынау кезінде көмірсутектердің жоғары парциалды қысымын
қамтамасыз ету керек. Бұл үшін процесті сутекқұрамды газ бен бастапқы
шикізаттың жоғары қатынасында, дәлірек 220-2000 нм3 сутекқұрамды газды 1м3
бастапқы шикізатқа қатынасы кезінде жүргізу керек. Кемшілігіне сутектің
үлкен шығыны мен терең емес тазарту жатады.
3.Жоғары температура мен қысым кезінде тотықты аллюмокобальтмолибденді
қабаттың қатысуымен катализденеді, ерекшелігі – түйірлер диаметрі
элементарлы күкірт қоспасында 3,2-3,0 мм аллюмокобальтмолибденді
катализатор қабатын пайдаланады және гидротазалауды тізбекті орналасқан,
түйірлер диаметрі 2,0-3,2 мм тотықты цеолит құрамды катализатор және
аллюмоникельмолибденді катализатор қабаттары қатысуымен қосымша жүргізеді.
Кемшіліктері: массалық қатынасында көрсетілгеннен асатын немесе аз
катализатор қабаттарын пайдалану берілген температурада тазару дәрежесінің
төмендеуіне әкеледі. Алынған гидрогенизаттың сапасы катализатордың жоғарғы
және төменгі қабаттары түйірлерінің бекітілген өлшемдерін сақтамағандықтан
да нашарлайды.
Қабаттар арасында орналасқан катализатордың қатысуымен дизельді отынды
гидротазарту әдісі, катализатор ретінде екіқабатты аллюмоникельмолибденді
немесе аллюмокобальтмолибденді түйірлі катализатор қолданылады, жоғарғы
қабат түйірлерінің диаметрі 1-4 мм және 10-50 мм инертті қондыруды
қолданады.
Мұнай өнімдерін гидротазалаудың тағы бір әдісі белгілі, бұл әдіс
бойынша бағананың орта стриппингінен 70-90% мөлшерінде алынатын 165-305°С
аралығындағы жеңіл дизельді фракция сол бағананың төменгі стриппингінен 10-
30% мөлшерінде алынатын 205-360°С аралығындағы ауыр дизельді араласады.
Гидротазалау процесі 350-360°С температура, 3-3,5МПа қысым, 3,5-4 сағ -1
көлемдік жылдамдығы, сутегінің шикізатқа қатынасы 500м3м3 кезінде жүреді.
Бұл кезде 20-30% ауыр дизельді фракция гидротазалауға араласпайды, олар
фракционды құрамды қайта қалыпқа келтіру үшін гидрогенизатпен араласады.
Егер де 40% ауыр дизельді фракция гидрогенизатпен араласуға кетсе де,
күкірттің жалпы үлесі 0,2% болады. Алынған нәтиже келесідей түсіндіріледі:
дизельді отынды гидротазалау процесінде катализатор бетінде абсорбциялық
қабат түзіледі, оның қалыңдығы катализатор табиғатына, процесс
жағдайларына, шикізат құрамына кіретін әртүрлі көмірсутекер санына
байланысты өзгеруі мүмкін. Кокс түзілу процесінде катализаторда көбінесе ди
және полициклді ароматты сутектер қатысады. Күкіртсіздену дәрежесінің
жоғарылауы ауыр күкіртті қосылыстар үшін катализатор бетінің үлкен өту
мүмкіндігі есебінен жүруі мүмкін. Катализаторда кокс түзілудің азаюы
адсорбциялық қабатта молекулааралық әсерлесу күштерінің әлсіреуі кезінде
жүреді. Сондықтан би және полициклді ароматты көмірсутектер катализатор
бетінде жиналмайды, реакция аймағанан кетіп қалады. 10-30% ауыр дизельді
фракцияны енгізу бенз және дибнезтиофенофтардың негізгі саны қатысатын 306-
360° арасындағы соңғы фракциялардың концентрациясын түсіреді, бұлардан
күкіртөте қиын алынады, ал бұл қосылыстар беттік-белсенді заттардың
қызметін атқаруы мүмкін.
Жеңіл дизельді фракциясы бар шикізатты гидротазалау кезінде қоспалы
шикізаттың әдеттегі қатынасындағыға қарағанда кокс түзілу азырақ,
қондырғының нақты өнімділігі 40-80%-ға өседі, шикізаттың күкіртсіздену
дәрежесі өседі.
Бір мезетте тазартылған өнімнің шығымы өседі, демек өндірістің
тиімділігі де. Бұл тиімділік жеңіл компоненттерді енгізу нәтижесінде
көмірсутектердің қаныққан буларының қысымының жоғарылауына әкеп
соғатындығымен және осылайша гидрогенолиз реакцияларының жылдамдығы
өсетіндігімен түсіндіріледі.
2 Технологиялық бөлім
2.1 Өндіріс әдісі және оның құрылыс орнын таңдау
Өнімділігі 1 млн 344 мың тонна жылына құрайтын дизель отынын
гидротазалу қондырғысын жобалауда ТМД елдері және шет елдердің
қондырғыларының технологиялық деңгейлер туралы материалдар талданды,
сонымен қатар республика территориясында орналасқан мұнай өңдеуші зауыттар
құрамына кіретін қондырғылар жағдайлары қарастырылды. Дизель отынын
гидротазалау қондырғысында жоғары сапалы қыстық және жазғы сорттардағы
(ДТЛ), (ДТ3) дизель отындарын алу процесі жүргізілетіндігі белгілі.
Дизель отынын тазалау үшін арналған гидротазалау қондырғыларында
қабылданған жалпы технологиялар бойынша 230-3500С температуралар шегінде
өтетін фракцияларды өңдеудің схемасы реакторлық блокты және тұрақтандырушы
колонна пайдалану арқылы жоғары сапалы дизель отындарын алуды қарастырады.
Құрылыс орнын таңдау үшін әсер ететін негізгі фактор болып шикізат
базасы, энергетикалық ресурстар, өнімді тұтыну орнына дейінгі қашықтық,
жұмысшы күштердің мөлшері, сонымен қатар инженерлі – техникалық жұмысшылар
мөлшері, шикізаттардың орналасуы есептеледі. Құрылыс орнын таңдау халық
шаруашылығының сәйкес тартылуы және орналасу схемасына сай қабылданады.
Өндірістік құрылысты дұрыс орналастыру шаруашылықтық құрылыс қарқынын
үдетіп қана қоймай, сонымен бірге мұнай және мұнай өнімдерін анағұрлым
терең өңдеуге мүмкіндік береді. Соның ішінде дизельді отындарды, бірақ
сонымен қатар мемлекеттік қызығушылықтарды және басқа мемлекеттермен
арадағы байланыстарды да ескерген жөн.
Республикада өнеркәсіптің ірі саласы болып мұнай өндіру және оны өңдеу
болып саналады. Өңдеуші өнеркәсіптерге отындық нұсқалар бойынша жұмыс
атқаратын ірі зауыттарды: ЖШС ПетроҚазақстанОйл Продактс, АҚ ПМӨЗ
жатқызуға болады. Бұл зауыттар өздерінің үлестерін жас тәуелсіз Қазақстан
мемлекетінің дамуына елеулі дәрежеде қосуда.
ЖШС ПКОП Республиканың Оңтүстік – Шығысында Шымкент қаласынан қашық
емес жерде орналасқан. Желдердің бағыты солтүстік – шығыстық, ол санитарлы
нормаларды, ауалық кеңістіктің тазалығын сақтауға мүмкіндік береді. Зауытты
шикізатпен қамтамасыз ету негізінен Қазақстандық кен орындармен жүзеге
асырылады. Мұнайды жеткізіп беру құбыр бойынша және темір жол вагондарымен
жүзеге асырылады. Технологиялық булармен және электр энергиясымен зауыт ТЭЦ-
3 есебінен қамтамасыз етіледі. Сумен қамтамасыз ету де үздіксіз түрде жер
асты суларынан, сонымен қатар зауыттан қашық емес жердегі Бадам өзенінен
жүзеге асырылады.
Олай болса, өнімділігі 1 млн 344 мың тоннажылына құрайтын дизель
отынын гидротазалауға арналған қондырғының құрылысын жобалау ЖШС ПКОП
схемасында жүргізіледі, ол экономикалық тиімді және рентабельді, біздің
республикамыздың дамуы үшін оңтайлы болып табылады.
2.2 Шикізат, дайын өнім және реагенттер сипаттамасы
3-кесте
Шикізат, дайын өнім және реагенттер
ШикізаттардыңМемле-кет
, тік Тексеру үшін міндетті Норма Дайындалатын
материалдардынемесе болып саналатын сапа өнімнің қолдану
, салалық көрсеткіштері саласы
реагенттердіңстандарт-
, тың
катализаторланөмірі
р- дың,
жартылай
фабрикаттарды
ң,
дайындалатын
өнімнің
сипаттамасы
1. Фракция 1. Бастапқы 285 ГОСТ 305-82 сай
230-350 0С шикізат. дизельдік отынды
тікелей фракциялық құрамы-50% алуға
айдалатын қандай температурада 360 гидротазалау
айдалады, 96 пайыздан блогына
жоғары емес бөлігі 0,76
келесі температурада
айдалады. Жалпы күкірт
мөлшері, % массалық ТШ СО1353-86
Фракциялық құрамы 290 бойынша
–50% келесі фракциялық
температурада айдалады, 90 құрамға ие
0С,жоғары емес дизель отынын
- 600С дейін айдалады, %0 алу гидротазалау
жоғары емес блогының
- тұну температурасы шикізаты
- тұтану температурасы ,40
ашық тигельде
анықталады, 0С, төмен
емес
2. Тікелей -Дизельдік индексі, кем ТИ-38 001162-73
айдалатын емес 52х бойынша дизель
дизельді отын -Фракциялық құрамы: отынын алатын
–50% келесі гидротазалау
температурада айдалады, 280 блогының
0С, жоғары емес шикізаты
-96% келесі 360
температурада айдалады,
0С, жоғары емес -10
-Тұну температурасы, %,
жоғары емес 65х
-Тұтану температурасы
ашық тигельде
анықталады. 0С, кем емес
3. Жаңа 1.Сутегі мөлшері, % кем Гидротазалау
дайындалған емес 65 блогының
сутекті газ 2. Реагенттер, шикізаты
материалдар.
4.РегенерацияЦехаралық1.Ерітінді дегі МЭА Газдарды
-ланған нормалар концентрациясы, % 5-15 күіртсутектен
ерітінді МЭА 2.Күкіртсутектің тазалау
регенера-циял мөлшепрі, гл, жоғары 3
ауының емес
қондырғысы 3. Тиосульфат мөлшері 12,0
гл, көп емес
3-кесте жалғасы
Шикізат, дайын өнім және реагенттер
5. ИКБ-2 Концентрациясы 4кб 2,5 Жабдықтар және
коррозия 2-2% масс құбырларды
ингибиторы коррозиядан
ерітіндісі қорғау
6. Инертті Цехрара-лҚұрамы, % об: 0,5 Аппараттарды
газ ық - оттегі, жоғары емес 0,1 үрлеу және
нормалар - көміртегі тотығы, 0,5 жабдықтар мен
жоғары емес нормалақұбырларды
- жанғыштар, жоғары емес нбайды тығыздыққа сынау
- көміртегі қостотығы.
2. Катализаторлар
7. ТШ-38, 40Гранулалар өлшемі, русла 2,5-3,5
Катализатор 1518-75 диаметрі.
ГS – 168 ШУ Активті компоненттер
мөлшері, % масс,
жоғары емес 4,5
а) никель тотығы (NiO) 19,5
б)молибден үш тотығы
(МаО3)
в) кремний қостотығы 6-10
(SiO2)
Зиянды қоспалардың
мөлшері, % масс, жоғары 0,2
емес 0,2
а) темір тотығы (Fe2O3)
б) натрий тотығы (Na2O) 0,64
сусымалы тығыздығы,
гсм3, кем емес 2,5
Ылғал мөлшері (ППК), %
масс, жоғары емес 1,3
Беріктік индексі, кгмм,
кем емес 2,5
Өлшемдері 2,0 кем емес
түйіршіктердің мөлшері
8. ТШ-38,40 Активті компоненттердің 12-15
Катализатор 1518-75 массалық үлесі,
ГS-168 ШУ а) молибден үш тотығы 4-5
(МаО3)
б) кобальт және никель
тотығы
Қоспалардың массалық 0,08
үлесі, %:
а) натрий тотығы (Na2О) 0,1
кем емес
б) темір тотығы (Fe2O3) 0,67-0,
кем емес 85
Сусымалы тығыздығы, гсм32-5
Гранулалар диаметрі, мм
меншікті беті, м3г кем 200
емес 0,14
Күкірт мөлшері, %
Қоспалардың массалық 1,5
үлесі, % жоғары емес
3-кесте жалғасы
Шикізат, дайын өнім және реагенттер
3.Дайындалатын өнім
9. 200С температурадағы 0,860
Гидротаза-лан тығыздығы, гсм3, жоғары
ған дизель емес 45
отыны Цетандық саны, кем емес
Фракциялық құрамы
-50% қай температурада 280
айдалады 0С, жоғары емес
Кинематикалық тұтқырлық, 3-6
200С
Тұну температурасы, -10
жоғары емес 0С,
Мөлдірсіздену
температурасы, 0С, жоғары-5
емес ГОСТ 305-82
жабық тигельде анықталған бойынша тауарлық
тұтану температурасы, 0С отын компоненті
төмен емес 62
Күкірттің массалық үлесі
(күкірттің жалпы мөлшері)
% жоғары емес
1 түрдегі отында 0,15
2 түрдегі отында 0,2
меркаптанды күкірттің 0,5
массалық үлесі, % жоғары
емес
Мысты пластинкада сынау 0,01
Судың массалық үлесі, % ұсталад
массада ы
Механикалық қоспалардың 1,5
мөлшері дейін
жоқ
10. Бензин Фракциялық құрамы: к.к 0,05 100 секция сының
0С, жоғары емес мұна йына
Күкірт мөлшері, % масс бағытта- лады,
ол 200 секциясы
сора бымен
қабылда нады.
11. 1. Күкіртсутектің Отындық газ
Көмірсутекті мөлшері, жоғары емес, 1500 ретінде
газ мгмм2 қолданылады.
13. ТШ 38 200С температурадағы Тауарлық дизель
Экономика-лық1011348-9тығыздығы, гсм3, жоғары 0,860 отыны компоненті
таза дизель 0 емес
отыны Цетандық саны, кем емес 45
Фракциялық құрамы, 0С
- 50%, айдалатын
температура, 0С, жоғары 280
емес
2.3 Қондырғының мақсаты және қысқаша мәлімет
Секция 300-1 Дизель отынын гидротазалау ЛК-6у қондырғысының негізі
болып табылады. Секция 300-1 тұрақты дизель жанармайын алу үшін
арналған, жазғы дизельді жанармайдың ГОСТ 305-82 талаптарын
қанағаттандырады.
Секция құрамына келесі блоктар кіреді:
1. Реакторлы блок, онда шикізат құрамынан күкіртті, сутегі
ортасынан ауаны және азотты тазалау жүреді.
2. Гидротазаланған фракция тұрақтылығы 320-350ºС.
3. Суқұрамды көмірсутек газдарын моноэталаминді тазалау .
4. Бензиннен және сулы конденсаттан күкіртсутегін үрлеу.
Технологиялық желілер саны және олардың тағайындалуы:
1. Гидротазалаудың сызбанұсқасы- бір ағымды, шикізатты түзу айдау, қайта
жасау бір реактормен қамтамасыздандырылады.
2. Гидротазаланған дизельді фракция тұрақтылығы жоғары қысымды
9атм.(0,9МПа) орындалады.(Тұрақты режимдегі температураны төмендету
үшін, колоннаның төменгі жағына сулы парды беру қарастырылған .)
3. Процесс кезінде пайда болатын күкіртсутек қоспалар ағымы, арнайы
колоннада су буының булануына алып келеді. Буланған газ жалпы
мұржа құбырына жіберіледі.
4. Бензиндегі күкіртсутегі тазаланған көмірсутек газымен үрленеді.
5. Қарастырылған эжектірлі реакция жүйесі кезінде секция дайындығында
ауа – парын өткізу регенерациясында, регенерация дайындылық уақытын
азайтады .
6. Суқұрамды (СҚГ) және күкіртсутегі (КСГ) газдарын моноэтаноламинді
тазалау .
2.4 Технологиялық сызбаның сипаттамасы
Дизельдік отын фракциясының шикізаты ЭСТҚ – АҚ қондырғысының 100
секциясынан қатаң байланыс бойынша қысыммен Н-301, және Н-302, Н-303
сораптары қабылдауына беріледі. Шикізат шикізаттық сораптардан араластыру
үштігіне беріледі, ол жерде сутекті газдармен араласады, ал құрамында
сутектер бар газдар ЦК-301 компрессорынан беріледі, және бұл жерде
шикізатты және құрамында сутегі бар газдарды беру жылдамдығы реттеліп
отырылады.
Сонымен қатар шикізатты (фр. 230-3500С) Н-310, Н-311 сораптарының
қабылдауына аралық резервуардан гидростатикалық қысыммен беріп және одан
ары шикізаттық сораптар Н-301, Н-302, Н-303 (303а) қабылдауына буферлі
ыдыстар ретінде пайдалана отырып беруге болады. Газды – шикізатты қоспа
600С температурамен жылуалмастырғыштар Т-301, Т-302, Т-303 құбыр аралық
кеңістіктеріне беріліп және ол жерде газ - өнімділікті ағынмен 230-3100С
температураға дейін қыздырылады. Одан ары газды – шикізатты қоспа құбырлы
пешке П-301 беріліп және газ өнімділікті ағынмен 370-4000С температураға
дейін қыздырылады. Қыздырылған газ – шикізатты қоспа реакторға Р-301 келіп
түседі.
Реакторда АКМ катализаторы қатысында күкіртті және қанықпаған
қосылыстардың гидрленуі жүреді, және бұл жағдайда күкірт сутек түзіледі.
Одан басқа, реакция зонасында көмірсутектер түзе отырып және бензиннің
жеңіл фракцияларын түзе отырыпа гидрокрекинг орын алады. Тікелей айдалатын
фракциялар гидрлеу реакциясы елеусіз ғана жылулық эффектімен жүреді, соның
нәтижесінде реактордан шығу бөлігіндегі температура 10-200С жоғарылауы
мүмкін.
Газ- шикізат қоспа Р-301 реакторынан Т-303 жылуалмастырғышына келіп
түседі, мұнда өзінің жылуын газ – шикізатты қоспаға береді. Одан соң
ағынның бір бөлігі Т-304 жылуалмастырғышына бағытталады, және өз жылуын
тұрақтандырғыш колонна К-301 шикізатына береді. 3100С температурамен газ-
өнімділікті қоспа жылуалмастырғыштарға Т-302 және Т-301 беріледі, ол жерде
150 пайызға салқындатылады. Одан ары газ - шикізат қоспа ауа тоңазтқышында
Х-301 салқындатылып және сулы тоңазтқышпен ... 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