Мұнай өңдеуді тереңдету
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ 11
1 Әдеби шолу 12
1.1 Бастапқы айдаудың түрлері 12
1.2 Мұнайды мазут пен гудронға дейін айдау 15
1.3 Атмосфералық және атмосфералы-вакуумдық процестерінің өнімдерінің
түрлері 16
1.4 Бастапқы мұнай айдау қондырғыларының технологиялық сызбалары 17
1.5 Қондырғылар сызбасы 20
1.6 Мұнай өңдеуді тереңдету 24
1.7 Шетел ұсынатын мұнай мен мазутты айдаудың сызбанұсқасы 27
1.8 Өндірістің орнын таңдау 30
1.8.1 Мұнай қоспасының физика-химиялық қасиеттері 30
1.8.2 Атмосфералы- вакуумдық қондырғының сызбанұсқасын сипаттау 31
1.8.3 Технонологиялық сызбаны сипаттау 32
2 Технологиялық бөлім 34
2.1 АВҚ қондырғысының технологиялық режимі 34
2.2 Вакуумды колоннаның технологиялық есебі 34
2.3 Вакуумды колоннаның жылулық балансы 35
2.4 Вакуумды колоннаның негізгі өлшемдерін есептеу 36
2.5 Вакуумды колоннаның механикалық есебі 39
3 Бақылау өлшегіш аспаптары және автоматтандыру 42
3.1 Автоматтандыру құралдарын таңдау 43
3.1.1 Температура өлшеуге арналған аспаптар мен түрленгіштер 43
3.1.2 Қысымды өлшеуге арналған аспаптар мен түрлендіргіштер 45
3.1.3 Шығынды өлшеуге арналған аспаптар мен түрлендіргіштер 45
3.1.4 Деңгейді өлшеуге арналған аспаптар мен түрлендіргіштер 46
3.2 Реттеудің автоматтандырылған жүйесін реттеу заңдылығы 47
4 Еңбекті қорғау 48
4.1 Қазақстан Республикасының еңбек туралы заңы 48
4.2 Технологиялық процесті қауіпсіз жүргізудің негізгі ережелері 49
4.2.1 Өндірісті қолданғандағы қауіпсіздік шаралары 50
4.2.2 Жарылыс өрт қауіптілігін, зияндығы тұрғысынан технологиялық процестің
сипаттамасы 51
4.2.3 Жеке қорғаныс құралдары 52
4.3 Еңбек қорғаудағы өндірістік тазалық шаралары 53
4.4 Жарықтандыру 53
4.5 Өндірістік шу мен діріл 55
4.6 Өртке қарсы шаралар 55
5 Қоршаған ортаны қорғау 57
5.1 Мұнай өңдеу зауытындағы зиянды қалдықтарынан ауаны және суды қорғау 57
5.1.1 Ауаны қорғау 59
5.1.2 Су қоймаларының ластанбауын шешудің негізгі жолдары 61
5.1.3 Су қоймаларын өндірістік қалдықтарынан тазарту 62
6 Экономикалық бөлім 63
6.1 Капиталды шығындардың есептеулері 64
6.2 Өндірістің негізгі жұмысшыларының санын есептеу 64
6.3 Өнімнің өзіндік құнын анықтау 67
6.4 Негізгі техника экономикалық көрсеткіштерінің есептеулері 69
ҚОРЫТЫНДЫ 71
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 72
КІРІСПЕ
Дүниежүзілік экономикасының қазіргі заман даму жағдайында мұнай және
газ ең құнды шикізаттар болып табылады. Аталмыш шикізаттың қолданылу аясы
шексіз десе де болады.
Барлық өнімдерге қойылатын тұтынушылық талаптар әртүрлі болып келеді
және қандай да бір мұнай өнімінің қолданылу немесе пайдалану шарттарының
үнемі өзгеріп отыратын шарттарына тәуелді болып келеді. Технология мен
техниканың аса маңызды міндеттерінің бірі бастапқы шикізаттың өндірістік-
технологиялық бағалауы болып табылады: өңделмеген мұнай, дистилляты және
қалдық мұнай өнімдері, табиғи, ілеспе және өнеркәсіптік көміртегі газдары.
Өндірістік-технологиялық бағалау ең басты шикізаттың құрамы мен қасиетін
сипаттайтын физика-механикалық көрсеткіштері бойынша жүзеге асырылады.
Мұнай өңдеу өндірісінің алдында тұрған басты міндеттерінің бірі халық
шаруашылығын қамтамасыз ету саласын жоғары сапалы өнімдерімен қамтамасыз
ету болып табылады.
Мұнай өңдеуіш және мұнай химиялық өнеркәсібінің алдында тұрған аса
маңызды проблемалар мұнайды қолдану тиімділігін арттыру, оның өңделуін ары
қарай тереңдету, мұнай мен газ кондесатын өндіру мөлшерін 625-640
млн.тоннаға жеткізу, мұнай және мұнай өңдеу өндірісінің дамуын жалғастыру,
Каспий аймағындағы тереңдікте орналасқан мұнай кен орындарын өндірістік
жетілдіруге ден қою, мұнай және газ кен орындарын меңгеруді тездету, кен
орындарын өңдеудің тиімді жүйелерін қолдану, бұрғылау жұмыстарының
технологиясын жақсарту, олардың техникалық қамсыздандыруын арттыру және
мұнайды ұлғайта, пласттарды беру және прогрессивті технологиялық
процесстерді қолдану арқылы мұнай өндірісінің тиімділігін арттыру [1].
Өнеркәсіптің мұнай өңдеу және мұнай химиялық салаларын тұтынатын түрлі
өнімдерді өндіреді: сұйық жанармай, майлау және арнайы майлар,
консистенттік майлағыштар, битумдер, парафиндер, синтетикалық қышқылдар,
спирттер, полимеризация өнімдері, этиленгликоль, хош иісті көміртегілер,
ацетон, фенол және өнімнің басқа да түрлері.
Қолданыстағы саясаттың инвестициялық саясатын өзгерту капиталдық
салымдардың жартысынан көбін қайта құрлымға және техникалық қайта
жабдықтауға жіберу мүмкіндігін тудырады. Келесі жылы жұмыс атқарушылар
санын азайта отырып, еңбек өнімділігін арттыру есебінен өндірістің өсімінің
барлық көлемін қамтамасыз ету жоспарлануда [2].
Маңғышлақ ірі кен орындарын игеруде мұнай құрамында парафин мөлшері
өте көп болғандықтан және ол ұңғымаларды, кәсіпшілік аясында және сыртқа
мұнай тасымалдау процесстерін күрделенумен байланысты қиындықтар туды.
Мұнайға балауыздың магистральды құбырларға түсуін баяулататын, мұнайды
термалды өңдеу мақсатында түрлі химиялық реагенттерді қосудың кеңінен
тәжрибелі эксперименттері жүргізіледі.
1 Әдеби шолу
1.1 Бастапқы айдаудың түрлері
Жоғарыда атап өткеніміздей өзара еріткіш көмірсутектерінің аса күрделі
қоспасы болып табылады [3]. Оны бүтінімен құрамдас бөліктеге бөліп тастау
тіптен мүмкін емес, алайда ондай бөлу де мұнай өнімдерін өндірістік
мақсатта қолдану барысында талап етілмейді. Өндірістік тәжрибеде мұнайды
айдаудың температуралық шектерімен ерекшелетін шектерімен ерекшеленетін
фракцияларға бөледі. Ондай бөлу дистиляциялау және ректификациялау
процестерін қолдана отырып, мұнайды бастапқы айдау жабдықтарында жүзеге
асырылады.
Нәтижесінде алынған фракциялар ары қарай өңдеуге қажетті шикізат
ретінде немесе тауарлық өнім ретінде қолданылады. Бастапқы айдау - мұнай
өңдеудің ең бірінші технологиялық процесі. Бастапқы айдау жабдықтары әр
мұнай өңдеу зауыттарында бар.
Дистиляция. Дистиляциялану немесе айдау дегеніміз өзара еріткіш
қабілетіне не сұйықтықты фракцияларға бөлу процесі, олар бір-бірінен және
бастапқы қоспадан қайнау температуралары арқылы ерекшеленеді. Айдау
барысында қоспа қайнауға дейін қыздырылады және жартылай буға айналып
кетеді. Алынған булар сорапталып, конденсацияланады. Айдау нәтижесінде
дистиллят пен қалдыққа қол жеткіземіз, олар құрамдары жағынан бастапқы
қоспадан ерекшеленеді.
Айдауды бір реттік, көп реттік немесе сатылы буландыру арқылы жүзеге
асыруға болады.
Өнімдер қоспасын белгіленген бір температураға дейін қыздыру уақыты
барысында пайда болған булар жүйеден шығарылмай, сұйықтықпен байланыста
қала береді. Жылу қатынасы аяқталғаннан кейін, барлық бу сұйықтық қоспасы
сеператорға жіберіледі. Бұл жерде жиналған бу бірден (бір реттік)
сұйықтықтан ажыратылады.
Бір реттік булану процессінің сатылы булануға қарағанда бір
артықшылығы бар. Бір ретті булану кезінде, төмен қайнағыш фракциялар буға
айнала отырып, аппаратта қалып отырады, қатты қайнап жатқан фракциялардың
парциялды қысымы төмендейді, соның нәтижесінде айыруды төмен
температураларда жүзеге асыру мүмкіндігі туады. Сатылы булану кезінде
керісінше, жеңіл фракцияларды алдымен, ал ауырларды соңында айдайды.
Сондықтан жеңіл буға айналған жеңіл фракциялар аппараттан шығарылған, олар
ауыр фракциялардың қайнау температурасына ықпалын тигізбейді. Сатылы
булану кезінде керісінше, жеңіл фракцияларды алдымен, ал ауырларды соңында
айдайды. Сондықтан жеңіл буға айналған жеңіл фракциялар аппараттан
шығарылған, олар ауыр фракциялардың қайнау температурасына ықпалын
тигізбейді. Жеңіл фракциялардың ықпал етуінің арқасында, бір реттік
буландыруды қолдана отырып, сатылы буландыру мен салыстырғанда айдау
шикізатының қайнау сойын 50-100 °С дейін төмендетуге болады.
Қазіргі заман қондырғыларында мұнай айдау бір реттік булануда қолдану
арқылы жүзеге асырылады.
Өзімізге белгілі болғандай, мұнай құрамында 400-5000С және одан да
жоғары температуралар интервалында атмосфералық қысым жағдайында қайнайтын
көмірсутектері бар, ал көмірсутектерінің термалдық тұрақтылығы тек 380-
4000С температурасында сақталады. Ал одан жоғары температура жағдайында
жүктеу процесі – көмірсутектер крекингі басталады, сонымен қатар аса жоғары
ыстықта қайнайтын көмірсутектері өте төмен термалдық тұрақтылыққа ие болады
[4].
Көмірсутектерінің жіктелуін болдырмау үшін, олардың қайнау
температураларын азайту қажет. Ол мұнайды вакуумда айдау арқылы жүзеге
асырылады. 450-5000С. Температура интервалы жағдайында атмосфералық қысым
ықпалы мен қайнап кететін мұнай фракциясы 200-2500С жағдайында вакуумда
айдалынған болуы мүмкін (қалдық қысымы 20-40 мм рт.ст.).
Мұнай өндіру тәжрибесінде қайнау температурасын көмірсутектерінің
парциалды қысымын азайтатын су буымен жүзеге асырылатын айдауды қолданады.
Фракцияның қайнау температурасын түсіру үшін инертті газ (азот,
көмірқышқыл газы және т.б.) айдау арқылы да жүзеге асыруға болады. Алайда
бұл әдіс кеңінен қолданылдмайды, себебі инертті газдың болуы мұнай
фракцияларының конденсациялану жағдайын нашарлатады. Қазіргі заманның
бастапқы мұнай айдау қондырғыларында төмендетілген қысым мен су буын
енгізудің біріктірілген ықпалы қолданылады.
Ректификациялау. Өзара еріткіш сұйықтықтарды бір реттік буландыру және
буды кейін конденсациялау нәтижесінде екі фракцияға қол жеткіземіз:
құрамында төменгі температурада қайнайтын фракциялары бар жеңіл және
бастапқы шикізатпен салыстырғанда, соның салдарынан айдау бір фазаны төмен
температурада қайнайтынмен, ал екіншісін жоғары температурада қайнайтын
құрамдас бөліктермен қорландыру жүзеге асырылады. Алайда мұнайдың
компоненттерін қажетті түрде бөліп, айдау арқылы берілген температуралар
интервалында қайнайтын нәтижелі өнімдерді алу мүмкін емес. Сондықтан да
бастапқы буландырудан кейін мұнай булары ректификациядан өтеді.
Ректификациялау дегеніміз булар мен сұйықтықтардың ағымға қарсы көп
реттік түйісулері есебінен қайнау температуралары арқылы ерекшеленетін
диффузиялық процесс.
Булар мен сұйықтықтардың түйісулері тік цилиндрлік аппараттарда –
ректификациялық колонналарда жүзеге асырылады, ол колонналар арнайы
жабдықтармен – колонна бойымен жоғары көтерілетін бу мен төмен қарай ағатын
сұйықтықтың тығыз контактісін қамтамасыз ететін ректификациялық
табақшалармен және саптамалармен жабдықталған (Сурет 1).
I – сулық суландыру; II – ректификат; III – ағынды ыстық айналдыру; IV
– қалдық; V – шикізат.
1- сурет. Ректификациялық колоннаның сызбасы
Ортаңғы бөлігіне бу, сұйықтық және бу тәріздес сұйықтық қоспасы
түрінде шикізат жеткізіледі, оны – жоғары температурада қайнайтын және
төменгі температурада қайнайтын екі түрге бөлу қажет. Ең қарапайым
жағдайды, бастапқы шикізат екі компоненттен тұрады (мысалы, бензол мен
толуол, бутан мен изобутан т.б.). Алайда көптеген жағдайда шикізат
ректификациялау арқылы біреуі төмен қайнайтын компоненттен, екіншісі жоғары
қайнайтын компоненттен тұратын екі өнімге бөлетін компонентті шикізат
түрінде кездеседі. Шикізат жіберілетін зона эвапорциялық деген атқа ие,
себебі оның ішінде эфаорация – жылу алмастырғышта немесе пеште қыздырылған
қоспаның бу және сұйықтық фазаларына бір реттік булануы жүзеге асады. Кей
жағдайларда эвапорациялық зона колоннадан алшақтатылған, сонымен эвапорация
жеке аппаратта жүзеге асырылады. Алайда көптеген колонналарда, атап
айтқанда бастапқы айдау қондырғыларында бір сатылы булану мен
ректификациялау бірігіп жүзеге асырылады.
Өндірістік ректификациялық колоннаның жұмыс жасау принципі
зертханаларда аналогты. Жұмыс жасап тұрған ректификациялық колоннаның әрбір
табақшасы арқылы төрт ағым өтеді:
• сұйықтық – жоғарыда орналасқан табақшадан ағатын флегма;
• төменде орналасқан табақшаларда түсетін булар;
• төменде орналасқан табақшаларға жіберілетін флегма – сұйықтығы;
• жоғарыда орналасқан табақшаға көтерілетін булар.
Табақшаға келіп түсетін бу мен сұйықтық тепе-теңдік жағдайында
болмайды, алайда түйісе отырып, сол күйге жету талпыныстарын жасайды.
Жоғарыда орналасқан табақшадан сұйық ағыны жоғары температура зонасына
түседі, сондықтан оның құрамынан төмен температурада қайнайтын компоненттер
ұшып кетеді, соның нәтижесінде соңғының сұйықтық құрамындағы шоғырлануы
азаяды. Басқа жағынан алып қарағанда, төменде орналасқан табашадан келіп
түсетін бу ағымы төменірек температура зонасына келіп түседі, және жоғары
температурада қайнайтын өнімдердің жартысы осы ағымнан сұйыққа айнала
отырып, конденсациялайды. Жоғары температурада қайнайтын бу компоненттері
осылайша төмендейді, ал төмен температурада қайнайтыны – көтеріледі. Бу мен
сұйықтықтың фракциялық құрамы колонна биіктігі бойынша үзіліссіз өзгеріп
отырады. Шикізаттың кіре берісінен жоғары орналасқан ректификациялық
колоннаның жартысы концентрациялық деп аталады, ал төменгі бөлікте
орналасқан концентрациялы деп аталады. Колоннаның екі жағында да
ректификацияның бірдей процесі жүріп отырады.
Концентрациялық бөліктің жоғарғы жағынан қажетті тазалықтағы мақсатты
өнім – ректификат шығарылады, ал төменгі жағынан – төменгі температурада
қайнайтын компоненттер мен жеткілікті деңгейде байытылған сұйықтық
шығарылады. Айдалым бөлігінде осы сұйықтықтан төменгі температурада
қайнайтын компоненттер булану арқылы шығарылып тасталады. Осы колоннаның
төменгі бөлігінен сұйықтық түрінде екінші мақсаттық компонент – қалдық
шығарылады.
Ректификациялық колоннаның қалыпты жұмыс жасауы үшін колоннаның
жоғарғы бөлігінен төмен орналасқан табақшаларға сұйықтықтың (флегма) ағуы
қажет. Сондықтан дайын өнімнің бөлігі (ректификаттың) конденсациялаудан
кейін колоннаның жоғарғы табақшасына суару түрінде қайтып оралады. Басқа
жағынан алып қарастырғанда, колоннаның қалыпты жұмыс жасауына колоннаның
төменгі бөлігінен жоғары қарай будың көтерілуі қажет. Колоннада бу ағымын
жасау үшін колоннадан шығарылатын қалдық қыздырылып, буланып қайта
колоннаға оралады.
1 суретте ректификациялық колоннаға қатысты құрылымы көрсетілген. Тек
қана концентрациялық бөлімі ғана бір колоннада кездеседі, шикізат
колоннаның төменгі табақшасы арқылы шығарылады. Немесе тек компонент бөлігі
ғана болады, ол кезде шикізат жоғарғы табақшаға жеткізіледі.
1.2 Мұнайды мазут пен гудронға дейін айдау
Құбырлы қондырғыларда мұнайды бастапқы айдау вакуум астында
атмосфералық қысым жағдайында жүзеге асырылады. Атмосфералық қысым арқылы
жұмыс жасайтын құбырлы қондырғылар арқылы мұнайды айдау кезінде мұнай
құрамынан ашық түсті дистилляттар- бензин, керосин, дизельдік болып бөлініп
шығарылады [5]. Атмосфералық қысым кезінде айдаудан қалған қалдық 330-3500С
температурадан жоғары температурада айырылатын фракция- мазут болып
табылады. Бұл қондырғылардың аты атмосфералық құбырлы қондырғы (АҚ).
Жоғары температураларда қайнайтын мұнай фракцияларын шығару үшін мазут
вакуумды қолдану арқылы жұмыс жасайтын қондырғылар арқылы айдалады. Мазутты
айдау кезінде шығатын қалдық гудрон деп аталады.
Мұнай өңдеу зауытының жалпы сызбасына және айдауға түсетін мұнайдың
қасиеттеріне байланысты атмосфералық айдау қондырғысы немесе атмосфералық
және вакуумдық айдауды біріктіретін – атмосфера –вакумдық құбырлы
қондырғылармен (АВҚ) жабдықталады.
Зауытты ашық түсті өнімдердің максималды көлемін алу қажеттілігі туған
жағдайда, айдауды гудрон шыққанша жүргізеді. Мазут құрамынан бөлініп
шығатын қара қоңыр түсті дистиллят фракциялары мен гудроннан кейінгі жеңіл
өнім түрлерін (крекинг, кокстеу және т.б.).шығару мақсатында түрлі
технологиялық процестерді қолдану арқылы қайта өңделеді. Гудронға дейін
айдауды зауытта мұнай майларын, коксті, битум өндірісі ұйымдастырылған
кезде де жүзеге асырады. Егер жақын орналасқан аймақтар қажеттілігіне отын
жанармайларының максималды көлемі қажет болса, онда тек мазутты айдаумен
ғана шектеледі.
1.3 Атмосфералық және атмосфералы-вакуумдық процестерінің өнімдерінің
түрлері
Мұнайды бастапқы айдау нәтижесінде атмосфералық қысым жағдайында мына
өнімдер өндіріледі [6].
1. Негізінен пропан мен бутаннан тұратын сұйытылған көмірсутек
газ. Өнім мөлшері мұнайдың кен орнындағы қондырғыларда
қаншалықты терең тұрақталғанына байланысты болады. Бұл өнімді
күкіртті қосылыстардан тазартылғаннан соң, шаруашылықта отын,
газдарды бөлу қондырғыларына, шикізат есебінде пайдалануға
болады.
2. Бензин фракциясы. 30-180 0С температурасында айдалады,
тауарлық автобензин компоненті ретінде қолданылады,
каталитикалық риформинг қондырғылардың компоненті ретінде
қолданылады. Екіншілік айдау нәтижесінде алынған тікелей
айдалатын жеңіл фракциялар жеке хош иісті көмірсутекті жасауға
арналған шикізат – бензол, толуол, ксилол.
3. Керосиндік фракциясы. 120 -315 0С аралығында айдалады. Ауа
реактивті қозғалтқыштарында, жарық алуда, тракторлардың
карбюратор қозғалтқыштарында отын есебінде пайдаланады.
Гидротазалау, сілтімен әрекеттеу немесе меркаптансыздандыру
қондырғыларында күкіртті қосылыстардан бөлу және пайдалану
сапасын жақсарту мақсатында қосымша әрекеттерден өтеді.
4. Дизель фракциясы. 180-3500С аралығында айдалады. Бұрын дизел
фракциясын атмосфералық газойль, соляр майы деп атап келеді.
Бұл фракцияны автомобилдерде, тракторларда, тепловоздарда,
теңіз және өзен кемелерінде орналасқан дизель
қозғалтқыштарының отыны есебінде пайдаланады. Қажет болған
жағдайда, оны гидрогенизациялық әдіспен күкірттен тазалайды.
5. Мазут. 350 0С жоғары температурада айдалады. Қазан отыны
есебінде пайдаланады, кейбір кездерде термиялық крекинг
қондырғысының шикі заты бола алады.
6. Мазутта вакуумда айдаудан алынатын өнімдер ассортименті,
мұнайды өңдеу вариантына байланысты. Мазутты өңдеудің екі
жүйесі бар: май және отын алу. Май алу жүйесінде мазутты
өңдеуден 2-3 дистиллятты фракциялар алады, оның әрқайсысын
одан әрі тазалаудан өткізеді; тазаланған өнімдерді әртүрлі
қатынастарда араластырып, базалық майлардың қажетті сорттарын
дайындайды.
Вакуумдық дистилляттар саны мазутты айдау майлық сызба кезінде
өңделетін мұнай түрімен анықталады.
Қазіргі кезде қолданыста бар сызбаға сәйкес бастапқы айдау
қондырғылары арқылы шығыс мұнайларынан май алу үшін үш вакуумдық
дистилляттар алу қажет:
• Жеңіл (фракция 300-400 °С),
• Орташа (фракция 400-500 °С),
• Ауыр фракция (фракция 450-500 °С).
Дислилляттың әрқайсысы содан кейін тазалаудан өтеді, тазартылған
өнімдер түрлі мөлшерде араластырылады. Рецептураға байланысты қоспадан
қандай да бір май түрін аламыз.
Мазутты өңдеу жанармай сызбасы жағдайында өндірілетін вакуумдық
дистиллят 350-5000С температурасында айдалады және каталитикалық крекинг
немесе гидрокрекинг үшін шикізат ретінде қолданылады. Бұл фракцияны кей
кезде вакуумды газойль деп те атайды.
7. Гудрон – мұнай айдаудан қалған қалдығы, 5000С жоғары
температурада айдалады. Ол 30-400С температурасында қататын
жабысқақтығы жоғары өнім. Ол термиялық крекинг, кокстеу
қондырғыларында битум мен жабысқақтығы жоғары майларды
дайындау мақсатында шикізат ретінде қолданылады.
1.4 Бастапқы мұнай айдау қондырғыларының технологиялық сызбалары
Атмосфералық және вакуумдық құбырлы қондырғылар бір-біріне тәуелсіз
жұмыс жасайды немесе бір қондырғы құрамында бірлеседі. Қолданыстағы
атмосфералық құбырлы қондырғылар технологиялық сызбалары негізінде келесі
топтарға бөлінеді [8].
• Мұнайды бір реттік буландыру қондырғылары;
• Мұнайды екі реттік буландыру қондырғылары;
• Алдын-ала жеңіл факцияларды буландыру қондырғысы.
Бір реттік буландыру қондырғысының принципиалды сызбасы 2 суретте
келтірілген. Аралық парктен немесе ЭЛОУ қондырғысынан мұнай шикізат сорабы
арқылы сорылып алынады және жылу алмастырғыш және құбырлы пеш арқылы
ректификация колоннаға жіберіледі. Эвапорациялық кеңістікте мұнайдың бір
реттік булануы орын алады. Мұнай буларын содан кейін ректификация арқылы
мақсатты фракцияларға бөледі, ал сұйықтықтан ректификацияны қолдану арқылы
тез қайнайтын фракцияларды алып тастайды. Екі реттік булану қондырғысының
схемасы 2 суретте келтірілген.
I-мұнай, II- газ, III-бензин, IV-керосин, V-дизельді фракция, VI-
мазут, VII-су VII-су I-мұнай, II-газ, III-бензин, IV-керосин,V-дизельді
фракция, VI-мазут,VII-су
2 – сурет. Мұнайдың екі рет булануымен атмосфералық айдаудың
схемасы
Жылу алмастырғыштарда қызған мұнай бензинсіздендіретін ректификациялық
колоннаға түседі, бұл жерде мұнайдың булануы жүреді. Пайда болған булардың
саны көп емес, себебі мұнай тек 200-220 °С-ге дейін ғана қыздырылады. Булар
негізінен жеңіл бензиндік фракциялардан тұрады. Бензинсіздендіру
колоннасының ректификациялық табақшадан ауыр фракциялар бөлінеді және бу
түрінде колоннадан шығып кетеді. Бензин буларымен қоса АҚ қондырғысына
түсетін мұнаймен су және газ булары.
Жартылай бензинсіздендірілген мұнайды сорғышпен алып және құбырлы
пеш арқылы негізгі атмосфералық колоннаға жібереді, мұнда мұнайдың қайта
булануы жүреді және булардың ректификациясына ауыр бензинді (кейіннен
бензинсіздендірілген колоннадағы бензинмен араластырылады), керосинді және
дизельді фракцияны айырады. Қалдығы мазут.
Аралық жағдайды алдын-ала буланған схема алады. Осы секілді
қондырғыларда мұнай жылу алмастырғыштардан алдын-ала буландырғыштарға
(эвапоратор – толық цилиндрлік аппарат) түседі, мұнда бір реттік булану
жүреді және мұнайдан жеңіл фракцияның булары бөлінеді. Сұйық бөлігі пеш
арқылы ректификациялық колоннаға түседі. Сондай-ақ осында жеңіл фракцияның
булары эвапоратордан келеді. Бұл схемада булану екі рет өтеді, ал
ректификация өзге айдалатын фракциялармен бірге жүргізіледі, сондай-ақ бір
реттік булану схемасымен де.
Бір реттік булану схемасының артықшылығы жеңіл және ауыр фракциялардың
бірге булануы. Ол ауыр компоненттердің мұнай қыздыруының салыстырмалы
(300-325 °С) температурасында терең бөлінуіне көмектеседі. Бір реттік
буланудың қондырғылары компонентті, құбыр ұзындығы қысқа, басқа
қондырғыларға қарағанда отынды аз талап етеді. Бір реттік булану схемасының
кемшіліктері мыналар:
• бензинді фракция жоғары (15 %-дан көп ) мұнайды айдау кезінде жылу
алмастырғыш және пештің змеевиктік құбырларында қысым көбейеді,
ал ол қатты және металды көп қажет ететін аппаратураны қолдануға
итермелейді, шикізаттық сорғыштың айдаушының линиясындағы қысымды
көбейту.
• егер айдауға құрамындағы су дұрыс жойылмаған мұнай берілсе, онда
ол пештегі қысымның көбеюіне әкеледі және пештік құбырлардың
фланецтік жалғауларын бұзуы мүмкін.
• егер айдауға мұнай толығымен тұзсыздандырылмаса, онда қызуы
кезінде пештің құбырларында минералды тұздар қалуы мүмкін, соған
байланысты пештің змеевиктерінде жергілікті қызып кетулер болады,
ал ол өз кезегінде аварияға әкелуі ықтимал- құбырдың күюі.
• күкіртті және дұрыс емес тұзсыздандырылған мұнайды өңдеу
кезінде қуатты негізгі колоннаны коррозиядан қорғау қажет, ол өз
кезегінде жоғары лигерленген болат және түрлі-түсті металға
шығынды арттырады.
Екі рет буланғанда газ, су және бензиннің едәуір бөлігі пешке түспес
бұрын мұнайдан жоғалады. Бұл жағдай пештің, сол секілді бір реттік
ректификациялық колоннаның жұмыс істеу жағдайын жеңілдетеді және екі рет
буландыру схемасының артықтығы осыда. Екі рет буландыру схемасы мұнайдың
түрі өзгергенде тиімді. Екі рет буландыру қондырғыларында бір рет буландыру
қондырғыларына тән ақаулар жойылған.
Дегенмен бір рет буландырудағы секілді дистиллятордың тереңдігін алу
үшін буландыруда температураны қыздыруға (360-3700С) тура келеді. Екі
реттік буландыру схемасында ректификациялық колонналар, жүктеу сорғыштар
саны екі есе өседі, конденсациялық аппаратура көлемі кеңейеді.
Алдын-ала буландыру схемасының артықшылығы эвапоратордағы жеңіл
фракциялар айдалуының арқасында пештегі қысымды азайтуға мүмкіндік береді.
Схеманың кемшілігі – негізгі колоннаның көлемінің өсуі, себебі
эвапоратордан бөлінген барлық бу пештен алынған бумен сол колоннаға
жөнелтіледі.
Қондырғыларда және вакуумдық айдау блоктарында да бір реттік және екі
реттік буландыру схемалары қолданылады (3 сурет).
Әсіресе бір реттік мазутты буландыру вакуумдық блоктары кең тараған
(3а сурет). Бұлар отандық мұнай өңдеу зауыттарының көбінде салынған. Бірақ
эксплутация тәжірибесі көрсеткендей, мұндай блоктардан жақсы айдау
мүмкіндігімен ректификация вакуумдық дистиллят сапалы майларды алу үшін
мүмкін емес.
I-мазут; II-су буы; III-конденсирленбеген газдар және булар; IV, V,
VI-май айдағыштар; VII-гудрон
3-сурет. Мазутты бір реттік (а) және екі реттік (б) буланумен мазутты
вакуумдық айдау сызбасы
Вакуумды дистиллят тазалығына жету вакуум колоннасындағы
ректификациялық табақшалардың санын көбейту арқылы болады.Алайда бұл шешім
тиімсіз, себебі табақша санының артуы кезінде вакуум төмендейді,
колоннаның төменгі табақшаларында температура көтеріледі, таңдау тереңдігі
төмендейді және дистиллят сапасы бұзылады. Вакуумды дистиллят сапасын
түзеудің рационалды жолы – екі рет буландыру схемасымен айдау.
Схемамен бірінші колоннада кең майлы фракцияны айдау қарастырылған, ол
пеште қайта қыздырылғаннан кейін екінші вакуумды колоннаның фракциясының
қысқа шекті айдауларында бөлінеді.
Екі сатылы вакуумды айдау кезінде қосымша отын, бу, салқындататын су
мөлшері қолданылады. Бірақ қол жеткізілген май дистилляторының сапасы,
сондай-ақ тауарлық май да бұл шығынды ақтайды.
1.5 Қондырғылар сызбасы
Мұндай өңдеу зауыттарында жоғарыда келтірілген барлық мұнай және
мазут айдау схемалары қолданылады, жеке атмосфералық және вакуумдық айдау
қондырғылары аралас құбырлы атмосфера- вакуумды қондырғылар салынуда.
Жылына 1 млн.т. өнімділігімен негізінен шығыстық күкіртті мұнайды
өңдеуге және көптеген мұнай өңдеу зауыттарында эксплутацияланатын қондырғы
схемасы 4 суретте келтірілген.
Аралық парк резервуарынан мұнайды Н-1 сорғышымен алып, екі ағыммен
шикізат жылу алмастырғыштарынан өткізеді. Қондырғыда коррозияны болдырмас
үшін мұнайға сілтінің ерітіндісін қосады. Тұрақтандыру үшін беріледі
немесе қондырғыдан шығарылады.
I-мұнай; II-газ; III-стабилизацияның басы; IV-фракция н.к.-85 °С;V-
фракция 85-180 °С; VI-фракция 180-240 фракция °С; VII-фракция 240-300 °С;
VIIIфракция 300-350 °С; IX-вакуумды колоннаның бірінші айдауы (фракция
350 °С); X-вакуумды колоннаның екінші айдауы (фракция 350-400 °С); XI-
вакуумды колоннаның үшінші айдауы (фракция 400-450 °С); XII-вакуумды
колоннаның төртінші айдауы (фракция 450-490 °С); XIII-гудрон (фракция
490 °С);XIV-су буы;XV-су;XVI-сілті; XVII-аммиакты су.
4–сурет. Атмосфера- вакуумды құбырлы қондырғының технологиялық
сызбасы
Бірінші ағымдағы мұнай Т-1- 180-2400С фракциясымен, Т-2-де вакуумды
колоннаның 1-ші айдауымен, Т-3-240-3600С фракциясымен, Т-4-300-350 0С
фракциясымен, Т-7-вакуумды колоннаның 3-ші айдауымен, Т-8- гуронмен
қыздырылады.
Мұнайдың 2-ші ағымы Т5 атмосфералық колоннаның суландыру жылу
алмастырғыштары арқылы Т-6 вакуумды колоннаның орта циркуляциялық суландыру
мен Т-9-да гудрон арқылы өтеді. Жылу алмастырғыштардан соң мұнай бір ағымға
жалғасады және 220 0С-мен бірінші К-1 бензинсіздендіргіш колоннасына
түседі.
К-1 колоннасының жоғарғы өнімі-бензин фракциясының буы қайнау шегі 120-
150 0С ХК-1 тиеу типтес конденсат- тоңазытқышта конденсацияланады және Е-1
рефлюксті ыдысқа түседі, бұдан жоғарғы фракция өнімнің жартысы Н-3
сорғышы арқылы К-1-ге суланған (флегма) ретінде қайтып келеді, ал
балансты мөлшер Н-5 сораппен К-4 бензин стабилизаторына шығарылады.
Е-1 рефлюксті ыдыста газ бөліну жүреді, ол атмосфералық айдау
қондырғысына мұнаймен бірге түседі. Сондықтан рефлюсті ыдыстың газдарында
және бензинсіздендіру колоннасында жоғары, ол 3-4 ат құрайды.
К-1 төменгі өнімі- бензинсіздендірілген мұнайды- Н-2 сорғышымен алып,
П-1 құбырлы пешіне жібереді, оның пайдалы жылу жүктемесі 16 млн.ккалсағ
құрайды. К-1 қайта оралып, өзімен бірге қосымша жылу мөлшерін,
ректефикацияға қажетін әкелді.
Қалған қыздырылған жартылай бензинсіздендірілген мұнай К-2
атмосфералық колоннаға түседі, мұнда бірнеше фракцияға бөлінеді. К-2
керісінше жоба бойынша мұнай температурасы 3200С болуы керек, ал практика
жүзінде әлдеқайда жоғары-350 0С.
Колонна астының температурасын төмендету үшін және мазуттан жарық
мұнай өнімдерін алу үшін К-2 ректификациясына су буының бар кезінде
жалғайды. Бу колоннаның төменгі бөлігінде 1,5-2% қалдыққа мөлшерінде
беріледі.
К-2 колоннасының үстінен бензин фракцияларының буы 180 0С қайнау
шегімен, сондай-ақ су буы кетеді. Булар ХК-2 конденсатор-тоңазытқышқа
түседі, конденсациядан кейін өнім Е-2 суды бөлуші ыдысқа түседі. Суда
тұрған ауыр бензинді Н-6 сорғышымен алады және К-1 жоғары айдауымен бірге
К-4-ке жібереді. Е-2-дегі бензиннің жартысы К-2-ге өткір суландырғыш
ретінде қайтып келеді.
Сондай-ақ К-2 колоннасынан 3 бүйірлі айдау шығарылады- 180-2400С
фракциясы, 240-3000С және 300-3500С. Бастапқыда бұл айдаулар К-3
колоннасының бусыздандыру жеке секцияларына түседі, бұнда бүірлі
айдаулардан су буының көмегімен жеңіл фракциялар жоғалтылады. Жеңіл
фракциялардан босаған негізгі өнімдер сұйық күйінде қондырғыдан
шығарылады, ал жеңіл булардың фракциялары К-2-ге қайтып келеді. Су буының
шығыны негізгі өнімге шаққанда 1,5-2 % құрайды. 180-2400С фракциялары
қондырғыдан Т-1 және Х-2 тоңазытқышы арқылы шығарылады. 240-3000С және
300-3500С фракциялары сәйкес жылу алмастырғыштарға артық жылуды мұнай
қондырғысына береді, аяқтаушы тоңазытқыштарда суытылады және қондырғыдан
шығарылады.
К-2 колоннасының жұмыс істеу жағдайын жақсарту үшін және артық жылуды
шығару үшін колоннада циркуляциялық суландыруды шығару қарастырылған. Бұл
суландыру 20 табақшадан алынады, Т-5 жылу алмастырғышы арқылы шығады және К-
2-нің 24 табақшаға қайтып келеді.
К-5-тің астына гудронның жеңіл компоненттерінің булану жағдайын
жеңілдету үшін сулы бу енгізіледі.
К-5-тің үстінен сулы буды, газдарын, ауа және мұнай өнімдерінің
кейбіреулері А-1 барометрлік конденсаторға түседі, сумен суытылады және
ара-тұра конденсацияланады. Конденсацияланбаған газдар екі сатылы
эжектормен сорылып алынады.
I-мұнай; II-стабилизацияның басы; III-62 °С н.к. фракциясы; IV-62-
85 °С фракциясы; V-85-105 °С фракциясы; VI-105-140 °С фракциясы ; VII-140-
180 °С фракциясы; VIII-180-220 °С фракциясы; IX-220-350 °С фракциясы; X-
350 °С фракциясы; XI-су буы; XII-демульгатор
5 – сурет. ЭЛОУ–АТ-6 мұнайды алғашқы өңдеу қондырғысының
комбинирленген технологиялық схемасы
Вакуумды колоннада төрт бүйірлі айдауды алу қарастырылған: 16,12,8
және 5 табақшада. Бұл айдаулар тікелей табақшадан алынған. Қуаттылығы
жылына 1млн.т АСТ-да бензиндерді қысқа фракцияларға бөлетін К-6 екінші рет
айдау колоннасы мен К-4 стабилизаторы бар. Стабилизатордың міндеті-
бензиннен жеңіл көмірсутектікті жою (пропан және бутан).
Жоғарыда келтірілген атмосфералық – вакуумды айдау қондырғыға отандық
өзге де қондырғылар схемасы ұқсас.
Отандық бірнеше мұнай өңдеу зауыттарында тұзсыздандыру қондырғылары
аралас және мұнайды атмосфералық айдау қондырылары тұрғызылан,
тұзсыздандыру және атмосфералық – вакуумды айдау қуаттылығы 6 млн.т жылына
–ЭЛОУ-АТ-6 (5 сурет) және ЭЛОУ-АҚ-6.
Алғашқы айдау қондырғысының айырықша белгісі жаңа түрлі қондырғыларды
қолдану. Бұлардың конденсация үшін тері құбырлы тоңазытқыш –
конденсаторлар және ауамен суыту конденсаторлары, мұнайды қыздыру үшін
үлкейтілген жылу алмастырғыштар қолданылады. Алғашқы айдау қондырғыларында
АҚ және АВҚ-да жиналған тәжірибе еске алынған.
1 – кесте
Қондырғының басты аппараттарының сипаттамасы
Өлшемдердің мағынасы ЭЛОУ-АТ-6 ЭЛОУ-АҚ-6
Диаметр, м
Бензинсіздендіруші
колонна 5,0 3,0
Атмосфералы колонна 5,77,0 3,8
Стабилизатор 2,83,6 1,2
Вакуумды колонна 6,49,0 6,4
Жылу алмастырғышы мен 630-800 100
мұнайды қыздыру (бір
аппарат), м2
Пештердің жылу 580 90
жүктемесі,
млн.ккалсағ
Атмосфералық айдау 106 16
Вакуумды пеш 34 8
1.6 Мұнай өңдеуді тереңдету
Мұнайды терең өңдеу мұнай өңдеу өнеркәсібінің техникалық прогресінің
аса маңызды бағыты.
Бұл мұнай табу мен өңдеуді стабилизациялау жағдайында мотор
майларына, майлау материалдарына, электроды кокске, химиялық және
микробиологиялық өнеркәсіптегі өсіп келе жатқан сұранысты
қанағаттандырудың жалғыз жолы. Ғылыми-зерттеу институттарының салалары
мұнайды терең өңдеу технологиялық процестерін жүргізіп жатыр. Өнеркәсіпте
келесі прцестер іске асуы мүмкін:
- (регенеративті гидрокрекинг) 7-10 МПН қысымында;
- мазутты стационарлы катализатор қабатында гидротұзсыздандыру
(15 МПа қысымында);
- гудронды жеңіл еріткішпен деасфальтизациялау;
- гудронды гидровисбрекинглеу;
- гудронның термиялық деасфальтизациялау;
- каталитикалық пиролиз;
- мазутты адсорбационды – каталитикалық өңдеуі;
Мұнайды терең өңдеуде сутекті өндіру процесіне көп көңіл бөлінеді,
сондай-ақ мембраналық технологияны ойластыру мен енгізу.
Жақын арада Қарашығанақ газ конденсатында және теңіз мұнайының кең
көлемді өңдеуі басталды.
Қарашығанақ конденсатында ашық мұнай өнімдерінің 80%-дан астамы, теңіз
мұнайында 70%-дан астамы сақталған. Бұл шикізаттарды қолдану өңдеуді
тереңдетуді және шаруашылықтың сұраныстарын қандырады.
Мұнай өңдеудің тереңдеуі, кең көлемді ақша салымдары және
эксплутациялық шығындар мұнай өнімдерінің құнын көтереді. Мұнай өңдеудің
тереңдеуінен өзге мазутты вакуумды айдау процесінің тереңдеуі.
Мұнай өнімдерінің ашық таңдауының тереңдеуі және катализдік крекингтің
қуатын пиролиздеу үшін ауырлататын вакуумды дистилятты қолдану керек.
Бұл дистилятты 530-550 0С температурасына дейін айдау вакуумды
қондырғының контактты құрылғысын және суды дайындауды эффективті пайдалану
арқылы жетеді.
АВҚ қондырғысының вакуумды колоннасының буландыру және эвапорциондық
бөліктерінің ректификациялық табақшалардың жұмыстары жақсартылды, клапанды
контактты элементтері балансталды, жіпті отбойник орнатылған,
циркуляциялық суландыру шығуы оптималданған. Модернизацияның арқасында
колонналардағы қысымның өзгерулері және колоннаның үстіндегі қысым
түзелген. Мазутты айдау процесі интенсификацияланған, колонналардың
өнімділігі көбеюінің арқасында температурасы 510-520 0С к.к. тең фракционды
құрамды тереңдетілген вакуумды дистиллят алынған. ЭЛОУ-АВҚ қондырғысының
вакуумды, колоннасында 4,5 және 11 ректификациялық табақшалардың
демонтирленген, 2 мен 3 табақшаларының бос кесуі және жұмыс істеу алаңы
өзгертілген, 6,8 бен 10 табақшалары толығымен ашылған соның арқасында
фракция 350 0С-ге дейін колоннадан шығарылмайды.
Мазут құрамында гуронды пайдалану қарайтылған фракцияны шығаруды және
төменгі циркуляциялық сусыздандыруды жоқ қылады.
Бұдан басқа вакуумды жасаушы жүйе жұмысы жақсартылған, пештің
змеевиктеріне қыздырылған буды беру көбейтілген.
Отандық зауыттардағы жоғары октанды тауарлық автомобиль бензиндерін
негізінен түзу бензиндік фракцияларын катализдік риформирлау арқылы алады.
Түзу айдау бензиндерінің детонациондық төзімділігін эффективті көтеру
тәсілі катализдік риформингпен аралас өңдеу. Риформингте бар селективті
гидрокренинг арқылы дұрыс прафинді көмірсутек. Риформинг катализінің
селективті гидрокренингі жеке, сондай-ақ риформинг катализінің қондырғысы
жарақталған арнайы реакторда да іске асырылды. Алайда бұл аралас варианттар
қосымша қаржы және эксплутациялық шығындармен байланысты, ол технико-
экономикалық көрсеткіштерге кері әсер етеді. Бұл варианттың артықшылығы
катализдік риформингтен аралас процеске аударылуының жеңілдігі, қаржы және
эксплуатациондық қосымша шығындардың жоқтығы, қиын жағдайда жұмыс істеуге
арналмаған ескі қондырғылардан жоғары октанды компоненттерді алу
мүмкіндігі.
Катализдік риформингтің қышқылдық қондырғыларында гидро тазаланған
бензинді фракцияны өңдеуді өткізген, жоғары қысымда және су құрамында бар
газдардағы рецеркуляцияларда жұмыс істейді.
Селективті гидрокрекинг катализаторында риформингті өңдеу нәтижесінде
тек балауызды көмірсутегінің қалыпты құрылымының таралуы ғана орын алмай
қоймай, сонымен қатар хош иісті көмірсутектері шығуының өсімі селективті
гидрокрекинг катализаторында нафтенді көмірсутектерінің балауыз және хош
иісті көмірсутектеріне айналу реакциясының орын алуымен түсіндіріледі.
Риформатты өңдеу нәтижесінде нафтенді көмірсутектерінің шығуы осы
катализаторда 2-2,7% дейін, хош иісті көмірсутектерінің шығуы 2,6-4,3 %
азаюы деректері соңғы аталғаны куәландырады.
Процесстерді біріктіру кезінде каталитикалық риформингке қарағанда
бірдей октандық саны бар бензинді 15-18 0С төмен температурада алады.
Процесстің температурасын көтеру заңды түрде бензиннің октандық
санының өсуіне алып келеді, сонымен қатар риформинг жағдайында да
біріктірілген процесс кезінде де бензиннің шамамен бірдей дәрежеде
октандық санының өсуіне және температурасының өсуіне алып келеді.
Біріктірілген катализатор процессінде риформатқа қарағанда хош иісті
көмірсутектерінің мөлшері аз болады, сондықтан тауарлық бензинді алу
кезінде оны араластыру үшін изопарафинді (изопентан және басқалар) мөлшері
аз болуы қажет. Қол жеткізген нәтижелер октандық саны 95 және одан да көпті
құрайтын бензинді өндіру барысында селективті гидрокрекинг, каталитикалық
риформинг процесстердің бірктіруінің жөнді екеніне ұқсайды.
Қазіргі таңда мұнай өңдеу зауыттарында жарияланған бастапқы айдау
процессі қолданылады.
Мұнайды бастапқы айдаудан өткізу қондырғысы шектеулі көлемде ғана
мұнай көмірсутегі фракцияларын алуға негізделген. Мұнайды атмосфералық
айдаудан өткізу секциясында 3-4 көп емес ашық түсті компоненттерді алатын
(бензин, лигроин, керосин және дизель жанармайы), ал вакуумдық айдау
секциясында болса , тек қана 2-3 май фракциялары мен гудрон болатын.
Қазіргі заман қондырғылары мұнай өнімдерінің әр түрін өндіру
мүмкіндігін береді. Аса кең таралған (тұзсыздандырылған) Ромашинский және
Тумазинский кен орындарының мұнайларынан АВҚ қондырғылары арқылы 12 түрлі
компоненттерге дейін алуға болады.
Түрлі мұнай түрлерін немесе қоспаларды өңдеген кезде жекелеген
фракциялардың шығуы әртүрлі, ал компоненттері шамамен бірдей болып шығады.
АВҚ қондырғысында жабдықталатын арнайы блок арқылы кең бензиндік
фракциясын жекелеген жіңішке фракцияларға бөледі. Аталған жіңішке
фракциялар мұнай химиялық синтезінің шикізаты ролін атқарады. Мұнай өңдеу
зауыттарында бензинді екінші рет айдау кезіндегі АҚ процесстерін жеке
тұрған қондырғының аспаптарымен үйлестіру бұрынғыдай шарт емес. Мұнайды
бастапқы айдау процесстерінің ағымдары екіншілік процесстерді және басты
органикалық синтезінің көптеген технологиялық қондырғыларына шикізат ролін
атқарады. Бұл ағымдар қойылған талаптарды қосымша дайындықтар жүргізусіз
қанағаттандыруы қажет.
Екіншілік процесстердің өндірістік технологиялық және басқа да
көрсеткіштері: риформинг, каталитикалық крекинг, термалдық крекинг,
пиролиздеу, селективті тазалау, деасфальтизациялау, депарафинизациялау,
кокстеу, гудронды өндіру көп жағдайда мұнайдың бастапқы айдау процессіне
байланысты.
7,8,9,10- дистилляттық майларды селективті түрде тазалау; карбамид
арқылы депарафинизациялау; адсорбциялық тазалау; 11,12,13-кокс,пеш
жанармайын, сараптық мазуттарды өндіру; 14- газды өңдеу, шикізатты өндіру;
15,16,17- деасфальтизациялау; I, II, III, IV, V- ашық түсті мұнай
өнімдерінің компоненттері (°С) н.к.- 62,62-85; 85-105; 105-120; 120-140;
140-240; 240-300; 300-350; VI-мазут, 350; VII-газ; VIII-гудрон,500; IX
–XIII-вакуумдық фракциялар (°С); 350-400; 400-420; 420-490 (500);490
(500);
6-сурет. АВҚ қондырғыларында өндірілетін өнімдер және оларды қолдану
жолдары
1.7 Шетел ұсынатын мұнай мен мазутты айдаудың сызбанұсқасы
Екінші дүниежүзілік соғыстан кейінгі АҚШ-тағы мұнай өңдеу
өнеркәсібінің дамуы мұнай өнімдерін сапасын үзіліссіз көтерумен
сипатталады. Өндіріс технологиясы аясында крекинг, риформинг және
полимеризациялау процесстерін кеңінен қолдану нәтижесінде АҚШ мұнай өңдеу
зауыттарындағы басты өнім автокөлік бензині болып табылады. Орташа есеппен
ол мұнай зауыттарының барлық өнімдерінің 50 пайызына дерлік мөлшерін
құрайды. Мұнайды өңдеуге дайындау саласындағы жұмыстар ең алдымен мұнайды
сусыздандыру және тұзсыздандыру термалдық және электрлік әдістерін
жақсартуға негізделген. Барлық жаңадан құрылып жатқан зауыттарда әдетте
фирма қондырғылары секілді төменгі жиілік тұзсыздандыру қондырғылары
құрылады.
Жекелеген фирмалар жеке электрлік жолмен тұзсыздандыру қондырғыларын
құрудан бас тартады, олардың орнына қондырғылар сызбасына мұнайды алдын-
ала жылытуға арналған ыстық ағым (дистиллят) жылуын қолдану арқылы
электрлік дегидраторлар қамтылған.
Мұнайды термалдық және электрлік дайындаумен қатар өңделмеген мұнай
құрамынан бейорганикалық тұздарды және кей жерлерде мышьяктың, металдың
және басқа да қоспаларының іздерін кетіруге мүмкіндік тудыратын химиялық
тұзсыздандыру процесстері дамытылуда.
Шетелдерде түрлі типтегі мұнай және мазут сызбалары кездеседі. 7
суретте мұнайды алдын-ала буға айналдыру сызбасы бойынша жұмыс жасайтын
АВҚ қондырғысының атмосфералық бөлімі көрсктілген, жылына 6,0 млн тонна
өндіретін мұндай қондырғы Уайтинг (АҚШ), Индиана штатында мұнай өңдеу
зауытында құрылған.
1,3,5- жылу алмастырғыштары; 2- электродегидраторлар; 4- буландрғыш; 6-
пеш; 7,8- циркуляциялық суарғыш тоңазытқыштары; 9- негізгі ректификациялық
колонна; I-жуатын су; II-өңделмеген мұнай;III-бұғаз қоспасы; IV-
бензиндендірілген мұнай; V-бензин мен су булары; VI-IX-ашық түсті мұнай
өнімдерінің компоненттерінің екі жақтық фракциялары; X-су буы; XI-мазут
қалдығы;
7-сурет. Уайтинг зауытындағы АВҚ қондырғысының атмосфералық бөлімі
Өңделмеген мұнай жылу алмастырғышта 3 қыздырылғаннан кейін жеңіл
фракцияларды айдау үшін буландырғышқа 4 түседі.
Жеңіл фракциялар булары буландырғыштың жоғарғы жағынан негізгі
ректификациялық колоннаға бағытталады. Бензиндендірілген мұнай
буландырғыштың төменгі жағынан жылу алмастырғыш арқылы пешке жіберіледі,
сол жерден ол да колоннаға барып түседі. Колоннаның 9 биіктігі бойынша
температураларда қажетті ауытқуы флегманың екі ағымдарын айналдыру арқылы
сақталып тұрады. Негізгі ректификациялық колонналардан жеңіл, орташа және
ауыр бензин, жанармай және газойль алынады. Колоннаның төменгі жағынан ары
қарай өңделуден өту үшін вакуумды секцияға бағытталады.
Орташа және жоғары күкірт деңгейлі мұнайды өңдеп, лигроин жеңіл
бензині, жеңіл де ауыр газойль және вакуумды колонна қалдығы- гудронды
тәулігінен шамамен 20000 т өңдейтін Делвордағы (АҚШ) ең ірі қондырғы
үлкен қызығушылықты тудыруда. Бұл қондырғының атмосфералық бөлімі екі
мәртелік буландыру сызбасы бойынша жұмыс атқарады. Бірінші колоннаның
жеңіл фракциялар шығады, ал екінші колонна болса ақ түсті мұнай өнімдерінің
басты компоненттерін алуға негіз болған.
Мазутты көптеген жағдайларда бір колонна сызба бойынша қуалайды. 8
суретте Уатинг (АҚШ, Индиана штаты) зауытында вакуумдық айдау сызбасы
келтірілген
1- пеш; 2-вакуумдық колонна; 3-үшсатылы эжектор; 4,5-жылу алмастырғыш;
I-мазут, II-таралу газдары; III-циркуляциялық суару; IV- V-май
фракциялары; VI-су буы; VII-гудрон
8 – сурет. Уатингі (АҚШ) зауытында вакумудық айдау сызбасы
Ыстық мазут атмосфералық колоннаның төменгі жағынан АВҚ вакуумдық
бөлігінде орналасқан пешке бағытталады. Пеште жоғарғы температураға дейін
қыздырылған мазут вакуумдық колоннаның ортасына түседі. Сол жерге су буын
жібереді.
Вакуумдық колонналардың екі жақты дистиллятты фракциялары таңдап
алынды. Колоннадағы артық жылу 4 және 5 жыл циркулляцияғышта екі айналып
тұрған суару арқылы жылу алмастырғыш арқылы төмендетіледі. Жылу
циркулерлеуші суарғышы қондырғыға келіп түсетін мұнайды қыздыру үшін
қолданылады. Вакуумдық колоннаның төменгі жағынан гудрон шығарылады.
Колоннаның жоғарғы жағындағы вакуумды үш сатылы эжектор 3 тіреп тұрады.
1.8 Өндірістің орнын таңдау
Атырау мұнай өңдеу зауыты Қазақстандағы ең алғашқы зауыт. 1943 жылы
зауыттың құрылысы басталады. Атырау мұнай өңдеу зауыты тура мұнай
кәсіптерінің арасында орналасқан: Маңғыстау түбегі, Жайық пен Орал
арасындағы аймақ. Зауытты жаңартудан кейін Атырау мен Маңғыстау түбегінің
арасында орналасқан Теңіз және Корольдік кен орындарында өндірілетін Теңіз
шикі мұнайында өңделетін болады.
Қазақстанның мұнай өңдеу өнеркәсібіндегі қолданыстағы кәсіпорындардың
арасында Атырау мұнай өңдеу зауытының үлесі салмақты. Ол өнімдердің негізгі
түрлерін өндіруде үлкен үлестік салмаққа ие. Атырау мұнай өңдеу зауытындағы
өнімдердің келесі түрлерін шығарады: АИ-93, автобензин А-76, дизельді отын,
уайт-спирт, вакуумды дистиллят, пеш отыны, шикі және қызартылған кокстар,
мазут, сұйытылған газ, сондай-ақ халық тұтынатын тауарлар-сұйық жуу құралы
және басқа да көрсеткіштері технологиялық схеманы суреттеу кезінде
қаралатын болады.
1.8.1 Мұнай қоспасының физика-химиялық қасиеттері
МӨЗ мұнай өндірістерінің арасында орналасқан: маңғыстау жартылай
аралының (Мағышлақ шикі мұнайы), Волга және Орал аймақтарының арасында
және Атырау және Маңғыстау жартылай аралдарында орналасқан Теңіз және
Королевское кен орындарында өндірілген Теңіз шикі мұнайы. МӨЗ да қайта
өндірілетін мұнайлардың физика-химиялық сипаттамалары 2 кестеде
келтірілген.
2– кесте
Маңғышлақ, Мартыш және Теңіз мұнайларының физика-химиялық қасиеттері
Көрсеткіштердің аттары, Маңғышлақ Мартыш мұнайы Теңіз мұнайы
өлшем бірліктері мұнайы
200С, кгм3 кезіндегі
тығыздық 850-860 840-850 800-810
500С, сСт жағдайындағы
тұтқырлық 15,8-18 6,2 2,7
Қатаю температурасы, 0С 25-28 -39 -24
Хлорлы тұздардың мөлшері,
мгл 300 300 300
Су құрамы, % масс 0,5 0,5 0,5
Механикалық қоспалардың
құрамы, % масс 0,1 0,1 0,1
Құрамындағы азот мөлшері,
мгл 1780 505 195
2-кестенің жалғасы
Көрсеткіштердің аттары, Маңғышлақ Мартыш мұнайы Теңіз мұнайы
өлшем бірліктері мұнайы
Құрамындағы күкірт мөлшері,
% масс 0,336 0,216 0,677
Фракциялық құрамы, % масс
Н.к.-0С 0,6 1,02 2,74
20-800С 2,29 2,29 9,17
80-1800С 9,8 12,51 27,24
180-2500С 8,69 13,09 15,2
250-3500С 14,76 21,96 19,68
350-5500С 31,74 32,35 15,01
5500С 32,12 16,85 10,96
1.8.2 Атмосфералы- вакуумдық қондырғының сызбанұсқасын сипаттау
Мұнай алдымен резервуар паркіндегі электротұздандыру және сусыздандыру
қондырғыларына түседі: ЭЛОУ–АҚ-ға қосындысы Маңғыстау, Мартышинск, Теңіз
кен орындарынан түседі.
Тұссызданған және сусызданған мұнайдан алынған бензиндік және
дизельдік дистилляторы алғашқы айдау қондырғысы арқылы алынады б.қ-1800 С
бензиндік фракциясы каталитикалық риформингіне шикі зат ретінде жіберіледі,
б.қ-2000С фракциясы автомобильдік бензинді дайындауға жұмсалады.
Дизельдік фракция дизельдік жанармай компоненті ретінде қолданылады.
3060С жоғары фракция М-10 мазут маркасының тауарлық өндіріс коипоненті
түрінде қолданылады.
АВҚ атмосфералық дистилляттары: ТС-1 (авиакеросин) және уайт-спирт-
тауарлық өнімдер, дизельдік жанармайды дайындайтын дизельдік фракцияның
компоненті ретінде қолданылады. Вакуум қондырғысының өзге осы қондырғыдан
вакуумдік дистиллят -390-5000С фракция (вакуумдік газойль) және гудрон
алынады, ол кокстеу қондырғысында шикізат болып табылады.
Каталитикалық риформинг қондырғысында қайта өңдеу нәтижесінде АҚ және
АВҚ бензиндік фракцияларын дебутандалған бензин –АИ-80, АИ-91, АИ-93
тауарлық бензин маркілерінің компонентін алады.
1.8.3 Технонологиялық сызбаны сипаттау
Н-4 сорғышы (Н-4 а,4б) арқылы мазут төрт параллельді ағыммен П-2
пештен айдалады. Мазуттың ағымдарға тарауы ағымның пешке кірер жерінде
орналасқан шығын регуляторының поз.26, ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
КІРІСПЕ 11
1 Әдеби шолу 12
1.1 Бастапқы айдаудың түрлері 12
1.2 Мұнайды мазут пен гудронға дейін айдау 15
1.3 Атмосфералық және атмосфералы-вакуумдық процестерінің өнімдерінің
түрлері 16
1.4 Бастапқы мұнай айдау қондырғыларының технологиялық сызбалары 17
1.5 Қондырғылар сызбасы 20
1.6 Мұнай өңдеуді тереңдету 24
1.7 Шетел ұсынатын мұнай мен мазутты айдаудың сызбанұсқасы 27
1.8 Өндірістің орнын таңдау 30
1.8.1 Мұнай қоспасының физика-химиялық қасиеттері 30
1.8.2 Атмосфералы- вакуумдық қондырғының сызбанұсқасын сипаттау 31
1.8.3 Технонологиялық сызбаны сипаттау 32
2 Технологиялық бөлім 34
2.1 АВҚ қондырғысының технологиялық режимі 34
2.2 Вакуумды колоннаның технологиялық есебі 34
2.3 Вакуумды колоннаның жылулық балансы 35
2.4 Вакуумды колоннаның негізгі өлшемдерін есептеу 36
2.5 Вакуумды колоннаның механикалық есебі 39
3 Бақылау өлшегіш аспаптары және автоматтандыру 42
3.1 Автоматтандыру құралдарын таңдау 43
3.1.1 Температура өлшеуге арналған аспаптар мен түрленгіштер 43
3.1.2 Қысымды өлшеуге арналған аспаптар мен түрлендіргіштер 45
3.1.3 Шығынды өлшеуге арналған аспаптар мен түрлендіргіштер 45
3.1.4 Деңгейді өлшеуге арналған аспаптар мен түрлендіргіштер 46
3.2 Реттеудің автоматтандырылған жүйесін реттеу заңдылығы 47
4 Еңбекті қорғау 48
4.1 Қазақстан Республикасының еңбек туралы заңы 48
4.2 Технологиялық процесті қауіпсіз жүргізудің негізгі ережелері 49
4.2.1 Өндірісті қолданғандағы қауіпсіздік шаралары 50
4.2.2 Жарылыс өрт қауіптілігін, зияндығы тұрғысынан технологиялық процестің
сипаттамасы 51
4.2.3 Жеке қорғаныс құралдары 52
4.3 Еңбек қорғаудағы өндірістік тазалық шаралары 53
4.4 Жарықтандыру 53
4.5 Өндірістік шу мен діріл 55
4.6 Өртке қарсы шаралар 55
5 Қоршаған ортаны қорғау 57
5.1 Мұнай өңдеу зауытындағы зиянды қалдықтарынан ауаны және суды қорғау 57
5.1.1 Ауаны қорғау 59
5.1.2 Су қоймаларының ластанбауын шешудің негізгі жолдары 61
5.1.3 Су қоймаларын өндірістік қалдықтарынан тазарту 62
6 Экономикалық бөлім 63
6.1 Капиталды шығындардың есептеулері 64
6.2 Өндірістің негізгі жұмысшыларының санын есептеу 64
6.3 Өнімнің өзіндік құнын анықтау 67
6.4 Негізгі техника экономикалық көрсеткіштерінің есептеулері 69
ҚОРЫТЫНДЫ 71
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 72
КІРІСПЕ
Дүниежүзілік экономикасының қазіргі заман даму жағдайында мұнай және
газ ең құнды шикізаттар болып табылады. Аталмыш шикізаттың қолданылу аясы
шексіз десе де болады.
Барлық өнімдерге қойылатын тұтынушылық талаптар әртүрлі болып келеді
және қандай да бір мұнай өнімінің қолданылу немесе пайдалану шарттарының
үнемі өзгеріп отыратын шарттарына тәуелді болып келеді. Технология мен
техниканың аса маңызды міндеттерінің бірі бастапқы шикізаттың өндірістік-
технологиялық бағалауы болып табылады: өңделмеген мұнай, дистилляты және
қалдық мұнай өнімдері, табиғи, ілеспе және өнеркәсіптік көміртегі газдары.
Өндірістік-технологиялық бағалау ең басты шикізаттың құрамы мен қасиетін
сипаттайтын физика-механикалық көрсеткіштері бойынша жүзеге асырылады.
Мұнай өңдеу өндірісінің алдында тұрған басты міндеттерінің бірі халық
шаруашылығын қамтамасыз ету саласын жоғары сапалы өнімдерімен қамтамасыз
ету болып табылады.
Мұнай өңдеуіш және мұнай химиялық өнеркәсібінің алдында тұрған аса
маңызды проблемалар мұнайды қолдану тиімділігін арттыру, оның өңделуін ары
қарай тереңдету, мұнай мен газ кондесатын өндіру мөлшерін 625-640
млн.тоннаға жеткізу, мұнай және мұнай өңдеу өндірісінің дамуын жалғастыру,
Каспий аймағындағы тереңдікте орналасқан мұнай кен орындарын өндірістік
жетілдіруге ден қою, мұнай және газ кен орындарын меңгеруді тездету, кен
орындарын өңдеудің тиімді жүйелерін қолдану, бұрғылау жұмыстарының
технологиясын жақсарту, олардың техникалық қамсыздандыруын арттыру және
мұнайды ұлғайта, пласттарды беру және прогрессивті технологиялық
процесстерді қолдану арқылы мұнай өндірісінің тиімділігін арттыру [1].
Өнеркәсіптің мұнай өңдеу және мұнай химиялық салаларын тұтынатын түрлі
өнімдерді өндіреді: сұйық жанармай, майлау және арнайы майлар,
консистенттік майлағыштар, битумдер, парафиндер, синтетикалық қышқылдар,
спирттер, полимеризация өнімдері, этиленгликоль, хош иісті көміртегілер,
ацетон, фенол және өнімнің басқа да түрлері.
Қолданыстағы саясаттың инвестициялық саясатын өзгерту капиталдық
салымдардың жартысынан көбін қайта құрлымға және техникалық қайта
жабдықтауға жіберу мүмкіндігін тудырады. Келесі жылы жұмыс атқарушылар
санын азайта отырып, еңбек өнімділігін арттыру есебінен өндірістің өсімінің
барлық көлемін қамтамасыз ету жоспарлануда [2].
Маңғышлақ ірі кен орындарын игеруде мұнай құрамында парафин мөлшері
өте көп болғандықтан және ол ұңғымаларды, кәсіпшілік аясында және сыртқа
мұнай тасымалдау процесстерін күрделенумен байланысты қиындықтар туды.
Мұнайға балауыздың магистральды құбырларға түсуін баяулататын, мұнайды
термалды өңдеу мақсатында түрлі химиялық реагенттерді қосудың кеңінен
тәжрибелі эксперименттері жүргізіледі.
1 Әдеби шолу
1.1 Бастапқы айдаудың түрлері
Жоғарыда атап өткеніміздей өзара еріткіш көмірсутектерінің аса күрделі
қоспасы болып табылады [3]. Оны бүтінімен құрамдас бөліктеге бөліп тастау
тіптен мүмкін емес, алайда ондай бөлу де мұнай өнімдерін өндірістік
мақсатта қолдану барысында талап етілмейді. Өндірістік тәжрибеде мұнайды
айдаудың температуралық шектерімен ерекшелетін шектерімен ерекшеленетін
фракцияларға бөледі. Ондай бөлу дистиляциялау және ректификациялау
процестерін қолдана отырып, мұнайды бастапқы айдау жабдықтарында жүзеге
асырылады.
Нәтижесінде алынған фракциялар ары қарай өңдеуге қажетті шикізат
ретінде немесе тауарлық өнім ретінде қолданылады. Бастапқы айдау - мұнай
өңдеудің ең бірінші технологиялық процесі. Бастапқы айдау жабдықтары әр
мұнай өңдеу зауыттарында бар.
Дистиляция. Дистиляциялану немесе айдау дегеніміз өзара еріткіш
қабілетіне не сұйықтықты фракцияларға бөлу процесі, олар бір-бірінен және
бастапқы қоспадан қайнау температуралары арқылы ерекшеленеді. Айдау
барысында қоспа қайнауға дейін қыздырылады және жартылай буға айналып
кетеді. Алынған булар сорапталып, конденсацияланады. Айдау нәтижесінде
дистиллят пен қалдыққа қол жеткіземіз, олар құрамдары жағынан бастапқы
қоспадан ерекшеленеді.
Айдауды бір реттік, көп реттік немесе сатылы буландыру арқылы жүзеге
асыруға болады.
Өнімдер қоспасын белгіленген бір температураға дейін қыздыру уақыты
барысында пайда болған булар жүйеден шығарылмай, сұйықтықпен байланыста
қала береді. Жылу қатынасы аяқталғаннан кейін, барлық бу сұйықтық қоспасы
сеператорға жіберіледі. Бұл жерде жиналған бу бірден (бір реттік)
сұйықтықтан ажыратылады.
Бір реттік булану процессінің сатылы булануға қарағанда бір
артықшылығы бар. Бір ретті булану кезінде, төмен қайнағыш фракциялар буға
айнала отырып, аппаратта қалып отырады, қатты қайнап жатқан фракциялардың
парциялды қысымы төмендейді, соның нәтижесінде айыруды төмен
температураларда жүзеге асыру мүмкіндігі туады. Сатылы булану кезінде
керісінше, жеңіл фракцияларды алдымен, ал ауырларды соңында айдайды.
Сондықтан жеңіл буға айналған жеңіл фракциялар аппараттан шығарылған, олар
ауыр фракциялардың қайнау температурасына ықпалын тигізбейді. Сатылы
булану кезінде керісінше, жеңіл фракцияларды алдымен, ал ауырларды соңында
айдайды. Сондықтан жеңіл буға айналған жеңіл фракциялар аппараттан
шығарылған, олар ауыр фракциялардың қайнау температурасына ықпалын
тигізбейді. Жеңіл фракциялардың ықпал етуінің арқасында, бір реттік
буландыруды қолдана отырып, сатылы буландыру мен салыстырғанда айдау
шикізатының қайнау сойын 50-100 °С дейін төмендетуге болады.
Қазіргі заман қондырғыларында мұнай айдау бір реттік булануда қолдану
арқылы жүзеге асырылады.
Өзімізге белгілі болғандай, мұнай құрамында 400-5000С және одан да
жоғары температуралар интервалында атмосфералық қысым жағдайында қайнайтын
көмірсутектері бар, ал көмірсутектерінің термалдық тұрақтылығы тек 380-
4000С температурасында сақталады. Ал одан жоғары температура жағдайында
жүктеу процесі – көмірсутектер крекингі басталады, сонымен қатар аса жоғары
ыстықта қайнайтын көмірсутектері өте төмен термалдық тұрақтылыққа ие болады
[4].
Көмірсутектерінің жіктелуін болдырмау үшін, олардың қайнау
температураларын азайту қажет. Ол мұнайды вакуумда айдау арқылы жүзеге
асырылады. 450-5000С. Температура интервалы жағдайында атмосфералық қысым
ықпалы мен қайнап кететін мұнай фракциясы 200-2500С жағдайында вакуумда
айдалынған болуы мүмкін (қалдық қысымы 20-40 мм рт.ст.).
Мұнай өндіру тәжрибесінде қайнау температурасын көмірсутектерінің
парциалды қысымын азайтатын су буымен жүзеге асырылатын айдауды қолданады.
Фракцияның қайнау температурасын түсіру үшін инертті газ (азот,
көмірқышқыл газы және т.б.) айдау арқылы да жүзеге асыруға болады. Алайда
бұл әдіс кеңінен қолданылдмайды, себебі инертті газдың болуы мұнай
фракцияларының конденсациялану жағдайын нашарлатады. Қазіргі заманның
бастапқы мұнай айдау қондырғыларында төмендетілген қысым мен су буын
енгізудің біріктірілген ықпалы қолданылады.
Ректификациялау. Өзара еріткіш сұйықтықтарды бір реттік буландыру және
буды кейін конденсациялау нәтижесінде екі фракцияға қол жеткіземіз:
құрамында төменгі температурада қайнайтын фракциялары бар жеңіл және
бастапқы шикізатпен салыстырғанда, соның салдарынан айдау бір фазаны төмен
температурада қайнайтынмен, ал екіншісін жоғары температурада қайнайтын
құрамдас бөліктермен қорландыру жүзеге асырылады. Алайда мұнайдың
компоненттерін қажетті түрде бөліп, айдау арқылы берілген температуралар
интервалында қайнайтын нәтижелі өнімдерді алу мүмкін емес. Сондықтан да
бастапқы буландырудан кейін мұнай булары ректификациядан өтеді.
Ректификациялау дегеніміз булар мен сұйықтықтардың ағымға қарсы көп
реттік түйісулері есебінен қайнау температуралары арқылы ерекшеленетін
диффузиялық процесс.
Булар мен сұйықтықтардың түйісулері тік цилиндрлік аппараттарда –
ректификациялық колонналарда жүзеге асырылады, ол колонналар арнайы
жабдықтармен – колонна бойымен жоғары көтерілетін бу мен төмен қарай ағатын
сұйықтықтың тығыз контактісін қамтамасыз ететін ректификациялық
табақшалармен және саптамалармен жабдықталған (Сурет 1).
I – сулық суландыру; II – ректификат; III – ағынды ыстық айналдыру; IV
– қалдық; V – шикізат.
1- сурет. Ректификациялық колоннаның сызбасы
Ортаңғы бөлігіне бу, сұйықтық және бу тәріздес сұйықтық қоспасы
түрінде шикізат жеткізіледі, оны – жоғары температурада қайнайтын және
төменгі температурада қайнайтын екі түрге бөлу қажет. Ең қарапайым
жағдайды, бастапқы шикізат екі компоненттен тұрады (мысалы, бензол мен
толуол, бутан мен изобутан т.б.). Алайда көптеген жағдайда шикізат
ректификациялау арқылы біреуі төмен қайнайтын компоненттен, екіншісі жоғары
қайнайтын компоненттен тұратын екі өнімге бөлетін компонентті шикізат
түрінде кездеседі. Шикізат жіберілетін зона эвапорциялық деген атқа ие,
себебі оның ішінде эфаорация – жылу алмастырғышта немесе пеште қыздырылған
қоспаның бу және сұйықтық фазаларына бір реттік булануы жүзеге асады. Кей
жағдайларда эвапорациялық зона колоннадан алшақтатылған, сонымен эвапорация
жеке аппаратта жүзеге асырылады. Алайда көптеген колонналарда, атап
айтқанда бастапқы айдау қондырғыларында бір сатылы булану мен
ректификациялау бірігіп жүзеге асырылады.
Өндірістік ректификациялық колоннаның жұмыс жасау принципі
зертханаларда аналогты. Жұмыс жасап тұрған ректификациялық колоннаның әрбір
табақшасы арқылы төрт ағым өтеді:
• сұйықтық – жоғарыда орналасқан табақшадан ағатын флегма;
• төменде орналасқан табақшаларда түсетін булар;
• төменде орналасқан табақшаларға жіберілетін флегма – сұйықтығы;
• жоғарыда орналасқан табақшаға көтерілетін булар.
Табақшаға келіп түсетін бу мен сұйықтық тепе-теңдік жағдайында
болмайды, алайда түйісе отырып, сол күйге жету талпыныстарын жасайды.
Жоғарыда орналасқан табақшадан сұйық ағыны жоғары температура зонасына
түседі, сондықтан оның құрамынан төмен температурада қайнайтын компоненттер
ұшып кетеді, соның нәтижесінде соңғының сұйықтық құрамындағы шоғырлануы
азаяды. Басқа жағынан алып қарағанда, төменде орналасқан табашадан келіп
түсетін бу ағымы төменірек температура зонасына келіп түседі, және жоғары
температурада қайнайтын өнімдердің жартысы осы ағымнан сұйыққа айнала
отырып, конденсациялайды. Жоғары температурада қайнайтын бу компоненттері
осылайша төмендейді, ал төмен температурада қайнайтыны – көтеріледі. Бу мен
сұйықтықтың фракциялық құрамы колонна биіктігі бойынша үзіліссіз өзгеріп
отырады. Шикізаттың кіре берісінен жоғары орналасқан ректификациялық
колоннаның жартысы концентрациялық деп аталады, ал төменгі бөлікте
орналасқан концентрациялы деп аталады. Колоннаның екі жағында да
ректификацияның бірдей процесі жүріп отырады.
Концентрациялық бөліктің жоғарғы жағынан қажетті тазалықтағы мақсатты
өнім – ректификат шығарылады, ал төменгі жағынан – төменгі температурада
қайнайтын компоненттер мен жеткілікті деңгейде байытылған сұйықтық
шығарылады. Айдалым бөлігінде осы сұйықтықтан төменгі температурада
қайнайтын компоненттер булану арқылы шығарылып тасталады. Осы колоннаның
төменгі бөлігінен сұйықтық түрінде екінші мақсаттық компонент – қалдық
шығарылады.
Ректификациялық колоннаның қалыпты жұмыс жасауы үшін колоннаның
жоғарғы бөлігінен төмен орналасқан табақшаларға сұйықтықтың (флегма) ағуы
қажет. Сондықтан дайын өнімнің бөлігі (ректификаттың) конденсациялаудан
кейін колоннаның жоғарғы табақшасына суару түрінде қайтып оралады. Басқа
жағынан алып қарастырғанда, колоннаның қалыпты жұмыс жасауына колоннаның
төменгі бөлігінен жоғары қарай будың көтерілуі қажет. Колоннада бу ағымын
жасау үшін колоннадан шығарылатын қалдық қыздырылып, буланып қайта
колоннаға оралады.
1 суретте ректификациялық колоннаға қатысты құрылымы көрсетілген. Тек
қана концентрациялық бөлімі ғана бір колоннада кездеседі, шикізат
колоннаның төменгі табақшасы арқылы шығарылады. Немесе тек компонент бөлігі
ғана болады, ол кезде шикізат жоғарғы табақшаға жеткізіледі.
1.2 Мұнайды мазут пен гудронға дейін айдау
Құбырлы қондырғыларда мұнайды бастапқы айдау вакуум астында
атмосфералық қысым жағдайында жүзеге асырылады. Атмосфералық қысым арқылы
жұмыс жасайтын құбырлы қондырғылар арқылы мұнайды айдау кезінде мұнай
құрамынан ашық түсті дистилляттар- бензин, керосин, дизельдік болып бөлініп
шығарылады [5]. Атмосфералық қысым кезінде айдаудан қалған қалдық 330-3500С
температурадан жоғары температурада айырылатын фракция- мазут болып
табылады. Бұл қондырғылардың аты атмосфералық құбырлы қондырғы (АҚ).
Жоғары температураларда қайнайтын мұнай фракцияларын шығару үшін мазут
вакуумды қолдану арқылы жұмыс жасайтын қондырғылар арқылы айдалады. Мазутты
айдау кезінде шығатын қалдық гудрон деп аталады.
Мұнай өңдеу зауытының жалпы сызбасына және айдауға түсетін мұнайдың
қасиеттеріне байланысты атмосфералық айдау қондырғысы немесе атмосфералық
және вакуумдық айдауды біріктіретін – атмосфера –вакумдық құбырлы
қондырғылармен (АВҚ) жабдықталады.
Зауытты ашық түсті өнімдердің максималды көлемін алу қажеттілігі туған
жағдайда, айдауды гудрон шыққанша жүргізеді. Мазут құрамынан бөлініп
шығатын қара қоңыр түсті дистиллят фракциялары мен гудроннан кейінгі жеңіл
өнім түрлерін (крекинг, кокстеу және т.б.).шығару мақсатында түрлі
технологиялық процестерді қолдану арқылы қайта өңделеді. Гудронға дейін
айдауды зауытта мұнай майларын, коксті, битум өндірісі ұйымдастырылған
кезде де жүзеге асырады. Егер жақын орналасқан аймақтар қажеттілігіне отын
жанармайларының максималды көлемі қажет болса, онда тек мазутты айдаумен
ғана шектеледі.
1.3 Атмосфералық және атмосфералы-вакуумдық процестерінің өнімдерінің
түрлері
Мұнайды бастапқы айдау нәтижесінде атмосфералық қысым жағдайында мына
өнімдер өндіріледі [6].
1. Негізінен пропан мен бутаннан тұратын сұйытылған көмірсутек
газ. Өнім мөлшері мұнайдың кен орнындағы қондырғыларда
қаншалықты терең тұрақталғанына байланысты болады. Бұл өнімді
күкіртті қосылыстардан тазартылғаннан соң, шаруашылықта отын,
газдарды бөлу қондырғыларына, шикізат есебінде пайдалануға
болады.
2. Бензин фракциясы. 30-180 0С температурасында айдалады,
тауарлық автобензин компоненті ретінде қолданылады,
каталитикалық риформинг қондырғылардың компоненті ретінде
қолданылады. Екіншілік айдау нәтижесінде алынған тікелей
айдалатын жеңіл фракциялар жеке хош иісті көмірсутекті жасауға
арналған шикізат – бензол, толуол, ксилол.
3. Керосиндік фракциясы. 120 -315 0С аралығында айдалады. Ауа
реактивті қозғалтқыштарында, жарық алуда, тракторлардың
карбюратор қозғалтқыштарында отын есебінде пайдаланады.
Гидротазалау, сілтімен әрекеттеу немесе меркаптансыздандыру
қондырғыларында күкіртті қосылыстардан бөлу және пайдалану
сапасын жақсарту мақсатында қосымша әрекеттерден өтеді.
4. Дизель фракциясы. 180-3500С аралығында айдалады. Бұрын дизел
фракциясын атмосфералық газойль, соляр майы деп атап келеді.
Бұл фракцияны автомобилдерде, тракторларда, тепловоздарда,
теңіз және өзен кемелерінде орналасқан дизель
қозғалтқыштарының отыны есебінде пайдаланады. Қажет болған
жағдайда, оны гидрогенизациялық әдіспен күкірттен тазалайды.
5. Мазут. 350 0С жоғары температурада айдалады. Қазан отыны
есебінде пайдаланады, кейбір кездерде термиялық крекинг
қондырғысының шикі заты бола алады.
6. Мазутта вакуумда айдаудан алынатын өнімдер ассортименті,
мұнайды өңдеу вариантына байланысты. Мазутты өңдеудің екі
жүйесі бар: май және отын алу. Май алу жүйесінде мазутты
өңдеуден 2-3 дистиллятты фракциялар алады, оның әрқайсысын
одан әрі тазалаудан өткізеді; тазаланған өнімдерді әртүрлі
қатынастарда араластырып, базалық майлардың қажетті сорттарын
дайындайды.
Вакуумдық дистилляттар саны мазутты айдау майлық сызба кезінде
өңделетін мұнай түрімен анықталады.
Қазіргі кезде қолданыста бар сызбаға сәйкес бастапқы айдау
қондырғылары арқылы шығыс мұнайларынан май алу үшін үш вакуумдық
дистилляттар алу қажет:
• Жеңіл (фракция 300-400 °С),
• Орташа (фракция 400-500 °С),
• Ауыр фракция (фракция 450-500 °С).
Дислилляттың әрқайсысы содан кейін тазалаудан өтеді, тазартылған
өнімдер түрлі мөлшерде араластырылады. Рецептураға байланысты қоспадан
қандай да бір май түрін аламыз.
Мазутты өңдеу жанармай сызбасы жағдайында өндірілетін вакуумдық
дистиллят 350-5000С температурасында айдалады және каталитикалық крекинг
немесе гидрокрекинг үшін шикізат ретінде қолданылады. Бұл фракцияны кей
кезде вакуумды газойль деп те атайды.
7. Гудрон – мұнай айдаудан қалған қалдығы, 5000С жоғары
температурада айдалады. Ол 30-400С температурасында қататын
жабысқақтығы жоғары өнім. Ол термиялық крекинг, кокстеу
қондырғыларында битум мен жабысқақтығы жоғары майларды
дайындау мақсатында шикізат ретінде қолданылады.
1.4 Бастапқы мұнай айдау қондырғыларының технологиялық сызбалары
Атмосфералық және вакуумдық құбырлы қондырғылар бір-біріне тәуелсіз
жұмыс жасайды немесе бір қондырғы құрамында бірлеседі. Қолданыстағы
атмосфералық құбырлы қондырғылар технологиялық сызбалары негізінде келесі
топтарға бөлінеді [8].
• Мұнайды бір реттік буландыру қондырғылары;
• Мұнайды екі реттік буландыру қондырғылары;
• Алдын-ала жеңіл факцияларды буландыру қондырғысы.
Бір реттік буландыру қондырғысының принципиалды сызбасы 2 суретте
келтірілген. Аралық парктен немесе ЭЛОУ қондырғысынан мұнай шикізат сорабы
арқылы сорылып алынады және жылу алмастырғыш және құбырлы пеш арқылы
ректификация колоннаға жіберіледі. Эвапорациялық кеңістікте мұнайдың бір
реттік булануы орын алады. Мұнай буларын содан кейін ректификация арқылы
мақсатты фракцияларға бөледі, ал сұйықтықтан ректификацияны қолдану арқылы
тез қайнайтын фракцияларды алып тастайды. Екі реттік булану қондырғысының
схемасы 2 суретте келтірілген.
I-мұнай, II- газ, III-бензин, IV-керосин, V-дизельді фракция, VI-
мазут, VII-су VII-су I-мұнай, II-газ, III-бензин, IV-керосин,V-дизельді
фракция, VI-мазут,VII-су
2 – сурет. Мұнайдың екі рет булануымен атмосфералық айдаудың
схемасы
Жылу алмастырғыштарда қызған мұнай бензинсіздендіретін ректификациялық
колоннаға түседі, бұл жерде мұнайдың булануы жүреді. Пайда болған булардың
саны көп емес, себебі мұнай тек 200-220 °С-ге дейін ғана қыздырылады. Булар
негізінен жеңіл бензиндік фракциялардан тұрады. Бензинсіздендіру
колоннасының ректификациялық табақшадан ауыр фракциялар бөлінеді және бу
түрінде колоннадан шығып кетеді. Бензин буларымен қоса АҚ қондырғысына
түсетін мұнаймен су және газ булары.
Жартылай бензинсіздендірілген мұнайды сорғышпен алып және құбырлы
пеш арқылы негізгі атмосфералық колоннаға жібереді, мұнда мұнайдың қайта
булануы жүреді және булардың ректификациясына ауыр бензинді (кейіннен
бензинсіздендірілген колоннадағы бензинмен араластырылады), керосинді және
дизельді фракцияны айырады. Қалдығы мазут.
Аралық жағдайды алдын-ала буланған схема алады. Осы секілді
қондырғыларда мұнай жылу алмастырғыштардан алдын-ала буландырғыштарға
(эвапоратор – толық цилиндрлік аппарат) түседі, мұнда бір реттік булану
жүреді және мұнайдан жеңіл фракцияның булары бөлінеді. Сұйық бөлігі пеш
арқылы ректификациялық колоннаға түседі. Сондай-ақ осында жеңіл фракцияның
булары эвапоратордан келеді. Бұл схемада булану екі рет өтеді, ал
ректификация өзге айдалатын фракциялармен бірге жүргізіледі, сондай-ақ бір
реттік булану схемасымен де.
Бір реттік булану схемасының артықшылығы жеңіл және ауыр фракциялардың
бірге булануы. Ол ауыр компоненттердің мұнай қыздыруының салыстырмалы
(300-325 °С) температурасында терең бөлінуіне көмектеседі. Бір реттік
буланудың қондырғылары компонентті, құбыр ұзындығы қысқа, басқа
қондырғыларға қарағанда отынды аз талап етеді. Бір реттік булану схемасының
кемшіліктері мыналар:
• бензинді фракция жоғары (15 %-дан көп ) мұнайды айдау кезінде жылу
алмастырғыш және пештің змеевиктік құбырларында қысым көбейеді,
ал ол қатты және металды көп қажет ететін аппаратураны қолдануға
итермелейді, шикізаттық сорғыштың айдаушының линиясындағы қысымды
көбейту.
• егер айдауға құрамындағы су дұрыс жойылмаған мұнай берілсе, онда
ол пештегі қысымның көбеюіне әкеледі және пештік құбырлардың
фланецтік жалғауларын бұзуы мүмкін.
• егер айдауға мұнай толығымен тұзсыздандырылмаса, онда қызуы
кезінде пештің құбырларында минералды тұздар қалуы мүмкін, соған
байланысты пештің змеевиктерінде жергілікті қызып кетулер болады,
ал ол өз кезегінде аварияға әкелуі ықтимал- құбырдың күюі.
• күкіртті және дұрыс емес тұзсыздандырылған мұнайды өңдеу
кезінде қуатты негізгі колоннаны коррозиядан қорғау қажет, ол өз
кезегінде жоғары лигерленген болат және түрлі-түсті металға
шығынды арттырады.
Екі рет буланғанда газ, су және бензиннің едәуір бөлігі пешке түспес
бұрын мұнайдан жоғалады. Бұл жағдай пештің, сол секілді бір реттік
ректификациялық колоннаның жұмыс істеу жағдайын жеңілдетеді және екі рет
буландыру схемасының артықтығы осыда. Екі рет буландыру схемасы мұнайдың
түрі өзгергенде тиімді. Екі рет буландыру қондырғыларында бір рет буландыру
қондырғыларына тән ақаулар жойылған.
Дегенмен бір рет буландырудағы секілді дистиллятордың тереңдігін алу
үшін буландыруда температураны қыздыруға (360-3700С) тура келеді. Екі
реттік буландыру схемасында ректификациялық колонналар, жүктеу сорғыштар
саны екі есе өседі, конденсациялық аппаратура көлемі кеңейеді.
Алдын-ала буландыру схемасының артықшылығы эвапоратордағы жеңіл
фракциялар айдалуының арқасында пештегі қысымды азайтуға мүмкіндік береді.
Схеманың кемшілігі – негізгі колоннаның көлемінің өсуі, себебі
эвапоратордан бөлінген барлық бу пештен алынған бумен сол колоннаға
жөнелтіледі.
Қондырғыларда және вакуумдық айдау блоктарында да бір реттік және екі
реттік буландыру схемалары қолданылады (3 сурет).
Әсіресе бір реттік мазутты буландыру вакуумдық блоктары кең тараған
(3а сурет). Бұлар отандық мұнай өңдеу зауыттарының көбінде салынған. Бірақ
эксплутация тәжірибесі көрсеткендей, мұндай блоктардан жақсы айдау
мүмкіндігімен ректификация вакуумдық дистиллят сапалы майларды алу үшін
мүмкін емес.
I-мазут; II-су буы; III-конденсирленбеген газдар және булар; IV, V,
VI-май айдағыштар; VII-гудрон
3-сурет. Мазутты бір реттік (а) және екі реттік (б) буланумен мазутты
вакуумдық айдау сызбасы
Вакуумды дистиллят тазалығына жету вакуум колоннасындағы
ректификациялық табақшалардың санын көбейту арқылы болады.Алайда бұл шешім
тиімсіз, себебі табақша санының артуы кезінде вакуум төмендейді,
колоннаның төменгі табақшаларында температура көтеріледі, таңдау тереңдігі
төмендейді және дистиллят сапасы бұзылады. Вакуумды дистиллят сапасын
түзеудің рационалды жолы – екі рет буландыру схемасымен айдау.
Схемамен бірінші колоннада кең майлы фракцияны айдау қарастырылған, ол
пеште қайта қыздырылғаннан кейін екінші вакуумды колоннаның фракциясының
қысқа шекті айдауларында бөлінеді.
Екі сатылы вакуумды айдау кезінде қосымша отын, бу, салқындататын су
мөлшері қолданылады. Бірақ қол жеткізілген май дистилляторының сапасы,
сондай-ақ тауарлық май да бұл шығынды ақтайды.
1.5 Қондырғылар сызбасы
Мұндай өңдеу зауыттарында жоғарыда келтірілген барлық мұнай және
мазут айдау схемалары қолданылады, жеке атмосфералық және вакуумдық айдау
қондырғылары аралас құбырлы атмосфера- вакуумды қондырғылар салынуда.
Жылына 1 млн.т. өнімділігімен негізінен шығыстық күкіртті мұнайды
өңдеуге және көптеген мұнай өңдеу зауыттарында эксплутацияланатын қондырғы
схемасы 4 суретте келтірілген.
Аралық парк резервуарынан мұнайды Н-1 сорғышымен алып, екі ағыммен
шикізат жылу алмастырғыштарынан өткізеді. Қондырғыда коррозияны болдырмас
үшін мұнайға сілтінің ерітіндісін қосады. Тұрақтандыру үшін беріледі
немесе қондырғыдан шығарылады.
I-мұнай; II-газ; III-стабилизацияның басы; IV-фракция н.к.-85 °С;V-
фракция 85-180 °С; VI-фракция 180-240 фракция °С; VII-фракция 240-300 °С;
VIIIфракция 300-350 °С; IX-вакуумды колоннаның бірінші айдауы (фракция
350 °С); X-вакуумды колоннаның екінші айдауы (фракция 350-400 °С); XI-
вакуумды колоннаның үшінші айдауы (фракция 400-450 °С); XII-вакуумды
колоннаның төртінші айдауы (фракция 450-490 °С); XIII-гудрон (фракция
490 °С);XIV-су буы;XV-су;XVI-сілті; XVII-аммиакты су.
4–сурет. Атмосфера- вакуумды құбырлы қондырғының технологиялық
сызбасы
Бірінші ағымдағы мұнай Т-1- 180-2400С фракциясымен, Т-2-де вакуумды
колоннаның 1-ші айдауымен, Т-3-240-3600С фракциясымен, Т-4-300-350 0С
фракциясымен, Т-7-вакуумды колоннаның 3-ші айдауымен, Т-8- гуронмен
қыздырылады.
Мұнайдың 2-ші ағымы Т5 атмосфералық колоннаның суландыру жылу
алмастырғыштары арқылы Т-6 вакуумды колоннаның орта циркуляциялық суландыру
мен Т-9-да гудрон арқылы өтеді. Жылу алмастырғыштардан соң мұнай бір ағымға
жалғасады және 220 0С-мен бірінші К-1 бензинсіздендіргіш колоннасына
түседі.
К-1 колоннасының жоғарғы өнімі-бензин фракциясының буы қайнау шегі 120-
150 0С ХК-1 тиеу типтес конденсат- тоңазытқышта конденсацияланады және Е-1
рефлюксті ыдысқа түседі, бұдан жоғарғы фракция өнімнің жартысы Н-3
сорғышы арқылы К-1-ге суланған (флегма) ретінде қайтып келеді, ал
балансты мөлшер Н-5 сораппен К-4 бензин стабилизаторына шығарылады.
Е-1 рефлюксті ыдыста газ бөліну жүреді, ол атмосфералық айдау
қондырғысына мұнаймен бірге түседі. Сондықтан рефлюсті ыдыстың газдарында
және бензинсіздендіру колоннасында жоғары, ол 3-4 ат құрайды.
К-1 төменгі өнімі- бензинсіздендірілген мұнайды- Н-2 сорғышымен алып,
П-1 құбырлы пешіне жібереді, оның пайдалы жылу жүктемесі 16 млн.ккалсағ
құрайды. К-1 қайта оралып, өзімен бірге қосымша жылу мөлшерін,
ректефикацияға қажетін әкелді.
Қалған қыздырылған жартылай бензинсіздендірілген мұнай К-2
атмосфералық колоннаға түседі, мұнда бірнеше фракцияға бөлінеді. К-2
керісінше жоба бойынша мұнай температурасы 3200С болуы керек, ал практика
жүзінде әлдеқайда жоғары-350 0С.
Колонна астының температурасын төмендету үшін және мазуттан жарық
мұнай өнімдерін алу үшін К-2 ректификациясына су буының бар кезінде
жалғайды. Бу колоннаның төменгі бөлігінде 1,5-2% қалдыққа мөлшерінде
беріледі.
К-2 колоннасының үстінен бензин фракцияларының буы 180 0С қайнау
шегімен, сондай-ақ су буы кетеді. Булар ХК-2 конденсатор-тоңазытқышқа
түседі, конденсациядан кейін өнім Е-2 суды бөлуші ыдысқа түседі. Суда
тұрған ауыр бензинді Н-6 сорғышымен алады және К-1 жоғары айдауымен бірге
К-4-ке жібереді. Е-2-дегі бензиннің жартысы К-2-ге өткір суландырғыш
ретінде қайтып келеді.
Сондай-ақ К-2 колоннасынан 3 бүйірлі айдау шығарылады- 180-2400С
фракциясы, 240-3000С және 300-3500С. Бастапқыда бұл айдаулар К-3
колоннасының бусыздандыру жеке секцияларына түседі, бұнда бүірлі
айдаулардан су буының көмегімен жеңіл фракциялар жоғалтылады. Жеңіл
фракциялардан босаған негізгі өнімдер сұйық күйінде қондырғыдан
шығарылады, ал жеңіл булардың фракциялары К-2-ге қайтып келеді. Су буының
шығыны негізгі өнімге шаққанда 1,5-2 % құрайды. 180-2400С фракциялары
қондырғыдан Т-1 және Х-2 тоңазытқышы арқылы шығарылады. 240-3000С және
300-3500С фракциялары сәйкес жылу алмастырғыштарға артық жылуды мұнай
қондырғысына береді, аяқтаушы тоңазытқыштарда суытылады және қондырғыдан
шығарылады.
К-2 колоннасының жұмыс істеу жағдайын жақсарту үшін және артық жылуды
шығару үшін колоннада циркуляциялық суландыруды шығару қарастырылған. Бұл
суландыру 20 табақшадан алынады, Т-5 жылу алмастырғышы арқылы шығады және К-
2-нің 24 табақшаға қайтып келеді.
К-5-тің астына гудронның жеңіл компоненттерінің булану жағдайын
жеңілдету үшін сулы бу енгізіледі.
К-5-тің үстінен сулы буды, газдарын, ауа және мұнай өнімдерінің
кейбіреулері А-1 барометрлік конденсаторға түседі, сумен суытылады және
ара-тұра конденсацияланады. Конденсацияланбаған газдар екі сатылы
эжектормен сорылып алынады.
I-мұнай; II-стабилизацияның басы; III-62 °С н.к. фракциясы; IV-62-
85 °С фракциясы; V-85-105 °С фракциясы; VI-105-140 °С фракциясы ; VII-140-
180 °С фракциясы; VIII-180-220 °С фракциясы; IX-220-350 °С фракциясы; X-
350 °С фракциясы; XI-су буы; XII-демульгатор
5 – сурет. ЭЛОУ–АТ-6 мұнайды алғашқы өңдеу қондырғысының
комбинирленген технологиялық схемасы
Вакуумды колоннада төрт бүйірлі айдауды алу қарастырылған: 16,12,8
және 5 табақшада. Бұл айдаулар тікелей табақшадан алынған. Қуаттылығы
жылына 1млн.т АСТ-да бензиндерді қысқа фракцияларға бөлетін К-6 екінші рет
айдау колоннасы мен К-4 стабилизаторы бар. Стабилизатордың міндеті-
бензиннен жеңіл көмірсутектікті жою (пропан және бутан).
Жоғарыда келтірілген атмосфералық – вакуумды айдау қондырғыға отандық
өзге де қондырғылар схемасы ұқсас.
Отандық бірнеше мұнай өңдеу зауыттарында тұзсыздандыру қондырғылары
аралас және мұнайды атмосфералық айдау қондырылары тұрғызылан,
тұзсыздандыру және атмосфералық – вакуумды айдау қуаттылығы 6 млн.т жылына
–ЭЛОУ-АТ-6 (5 сурет) және ЭЛОУ-АҚ-6.
Алғашқы айдау қондырғысының айырықша белгісі жаңа түрлі қондырғыларды
қолдану. Бұлардың конденсация үшін тері құбырлы тоңазытқыш –
конденсаторлар және ауамен суыту конденсаторлары, мұнайды қыздыру үшін
үлкейтілген жылу алмастырғыштар қолданылады. Алғашқы айдау қондырғыларында
АҚ және АВҚ-да жиналған тәжірибе еске алынған.
1 – кесте
Қондырғының басты аппараттарының сипаттамасы
Өлшемдердің мағынасы ЭЛОУ-АТ-6 ЭЛОУ-АҚ-6
Диаметр, м
Бензинсіздендіруші
колонна 5,0 3,0
Атмосфералы колонна 5,77,0 3,8
Стабилизатор 2,83,6 1,2
Вакуумды колонна 6,49,0 6,4
Жылу алмастырғышы мен 630-800 100
мұнайды қыздыру (бір
аппарат), м2
Пештердің жылу 580 90
жүктемесі,
млн.ккалсағ
Атмосфералық айдау 106 16
Вакуумды пеш 34 8
1.6 Мұнай өңдеуді тереңдету
Мұнайды терең өңдеу мұнай өңдеу өнеркәсібінің техникалық прогресінің
аса маңызды бағыты.
Бұл мұнай табу мен өңдеуді стабилизациялау жағдайында мотор
майларына, майлау материалдарына, электроды кокске, химиялық және
микробиологиялық өнеркәсіптегі өсіп келе жатқан сұранысты
қанағаттандырудың жалғыз жолы. Ғылыми-зерттеу институттарының салалары
мұнайды терең өңдеу технологиялық процестерін жүргізіп жатыр. Өнеркәсіпте
келесі прцестер іске асуы мүмкін:
- (регенеративті гидрокрекинг) 7-10 МПН қысымында;
- мазутты стационарлы катализатор қабатында гидротұзсыздандыру
(15 МПа қысымында);
- гудронды жеңіл еріткішпен деасфальтизациялау;
- гудронды гидровисбрекинглеу;
- гудронның термиялық деасфальтизациялау;
- каталитикалық пиролиз;
- мазутты адсорбационды – каталитикалық өңдеуі;
Мұнайды терең өңдеуде сутекті өндіру процесіне көп көңіл бөлінеді,
сондай-ақ мембраналық технологияны ойластыру мен енгізу.
Жақын арада Қарашығанақ газ конденсатында және теңіз мұнайының кең
көлемді өңдеуі басталды.
Қарашығанақ конденсатында ашық мұнай өнімдерінің 80%-дан астамы, теңіз
мұнайында 70%-дан астамы сақталған. Бұл шикізаттарды қолдану өңдеуді
тереңдетуді және шаруашылықтың сұраныстарын қандырады.
Мұнай өңдеудің тереңдеуі, кең көлемді ақша салымдары және
эксплутациялық шығындар мұнай өнімдерінің құнын көтереді. Мұнай өңдеудің
тереңдеуінен өзге мазутты вакуумды айдау процесінің тереңдеуі.
Мұнай өнімдерінің ашық таңдауының тереңдеуі және катализдік крекингтің
қуатын пиролиздеу үшін ауырлататын вакуумды дистилятты қолдану керек.
Бұл дистилятты 530-550 0С температурасына дейін айдау вакуумды
қондырғының контактты құрылғысын және суды дайындауды эффективті пайдалану
арқылы жетеді.
АВҚ қондырғысының вакуумды колоннасының буландыру және эвапорциондық
бөліктерінің ректификациялық табақшалардың жұмыстары жақсартылды, клапанды
контактты элементтері балансталды, жіпті отбойник орнатылған,
циркуляциялық суландыру шығуы оптималданған. Модернизацияның арқасында
колонналардағы қысымның өзгерулері және колоннаның үстіндегі қысым
түзелген. Мазутты айдау процесі интенсификацияланған, колонналардың
өнімділігі көбеюінің арқасында температурасы 510-520 0С к.к. тең фракционды
құрамды тереңдетілген вакуумды дистиллят алынған. ЭЛОУ-АВҚ қондырғысының
вакуумды, колоннасында 4,5 және 11 ректификациялық табақшалардың
демонтирленген, 2 мен 3 табақшаларының бос кесуі және жұмыс істеу алаңы
өзгертілген, 6,8 бен 10 табақшалары толығымен ашылған соның арқасында
фракция 350 0С-ге дейін колоннадан шығарылмайды.
Мазут құрамында гуронды пайдалану қарайтылған фракцияны шығаруды және
төменгі циркуляциялық сусыздандыруды жоқ қылады.
Бұдан басқа вакуумды жасаушы жүйе жұмысы жақсартылған, пештің
змеевиктеріне қыздырылған буды беру көбейтілген.
Отандық зауыттардағы жоғары октанды тауарлық автомобиль бензиндерін
негізінен түзу бензиндік фракцияларын катализдік риформирлау арқылы алады.
Түзу айдау бензиндерінің детонациондық төзімділігін эффективті көтеру
тәсілі катализдік риформингпен аралас өңдеу. Риформингте бар селективті
гидрокренинг арқылы дұрыс прафинді көмірсутек. Риформинг катализінің
селективті гидрокренингі жеке, сондай-ақ риформинг катализінің қондырғысы
жарақталған арнайы реакторда да іске асырылды. Алайда бұл аралас варианттар
қосымша қаржы және эксплутациялық шығындармен байланысты, ол технико-
экономикалық көрсеткіштерге кері әсер етеді. Бұл варианттың артықшылығы
катализдік риформингтен аралас процеске аударылуының жеңілдігі, қаржы және
эксплуатациондық қосымша шығындардың жоқтығы, қиын жағдайда жұмыс істеуге
арналмаған ескі қондырғылардан жоғары октанды компоненттерді алу
мүмкіндігі.
Катализдік риформингтің қышқылдық қондырғыларында гидро тазаланған
бензинді фракцияны өңдеуді өткізген, жоғары қысымда және су құрамында бар
газдардағы рецеркуляцияларда жұмыс істейді.
Селективті гидрокрекинг катализаторында риформингті өңдеу нәтижесінде
тек балауызды көмірсутегінің қалыпты құрылымының таралуы ғана орын алмай
қоймай, сонымен қатар хош иісті көмірсутектері шығуының өсімі селективті
гидрокрекинг катализаторында нафтенді көмірсутектерінің балауыз және хош
иісті көмірсутектеріне айналу реакциясының орын алуымен түсіндіріледі.
Риформатты өңдеу нәтижесінде нафтенді көмірсутектерінің шығуы осы
катализаторда 2-2,7% дейін, хош иісті көмірсутектерінің шығуы 2,6-4,3 %
азаюы деректері соңғы аталғаны куәландырады.
Процесстерді біріктіру кезінде каталитикалық риформингке қарағанда
бірдей октандық саны бар бензинді 15-18 0С төмен температурада алады.
Процесстің температурасын көтеру заңды түрде бензиннің октандық
санының өсуіне алып келеді, сонымен қатар риформинг жағдайында да
біріктірілген процесс кезінде де бензиннің шамамен бірдей дәрежеде
октандық санының өсуіне және температурасының өсуіне алып келеді.
Біріктірілген катализатор процессінде риформатқа қарағанда хош иісті
көмірсутектерінің мөлшері аз болады, сондықтан тауарлық бензинді алу
кезінде оны араластыру үшін изопарафинді (изопентан және басқалар) мөлшері
аз болуы қажет. Қол жеткізген нәтижелер октандық саны 95 және одан да көпті
құрайтын бензинді өндіру барысында селективті гидрокрекинг, каталитикалық
риформинг процесстердің бірктіруінің жөнді екеніне ұқсайды.
Қазіргі таңда мұнай өңдеу зауыттарында жарияланған бастапқы айдау
процессі қолданылады.
Мұнайды бастапқы айдаудан өткізу қондырғысы шектеулі көлемде ғана
мұнай көмірсутегі фракцияларын алуға негізделген. Мұнайды атмосфералық
айдаудан өткізу секциясында 3-4 көп емес ашық түсті компоненттерді алатын
(бензин, лигроин, керосин және дизель жанармайы), ал вакуумдық айдау
секциясында болса , тек қана 2-3 май фракциялары мен гудрон болатын.
Қазіргі заман қондырғылары мұнай өнімдерінің әр түрін өндіру
мүмкіндігін береді. Аса кең таралған (тұзсыздандырылған) Ромашинский және
Тумазинский кен орындарының мұнайларынан АВҚ қондырғылары арқылы 12 түрлі
компоненттерге дейін алуға болады.
Түрлі мұнай түрлерін немесе қоспаларды өңдеген кезде жекелеген
фракциялардың шығуы әртүрлі, ал компоненттері шамамен бірдей болып шығады.
АВҚ қондырғысында жабдықталатын арнайы блок арқылы кең бензиндік
фракциясын жекелеген жіңішке фракцияларға бөледі. Аталған жіңішке
фракциялар мұнай химиялық синтезінің шикізаты ролін атқарады. Мұнай өңдеу
зауыттарында бензинді екінші рет айдау кезіндегі АҚ процесстерін жеке
тұрған қондырғының аспаптарымен үйлестіру бұрынғыдай шарт емес. Мұнайды
бастапқы айдау процесстерінің ағымдары екіншілік процесстерді және басты
органикалық синтезінің көптеген технологиялық қондырғыларына шикізат ролін
атқарады. Бұл ағымдар қойылған талаптарды қосымша дайындықтар жүргізусіз
қанағаттандыруы қажет.
Екіншілік процесстердің өндірістік технологиялық және басқа да
көрсеткіштері: риформинг, каталитикалық крекинг, термалдық крекинг,
пиролиздеу, селективті тазалау, деасфальтизациялау, депарафинизациялау,
кокстеу, гудронды өндіру көп жағдайда мұнайдың бастапқы айдау процессіне
байланысты.
7,8,9,10- дистилляттық майларды селективті түрде тазалау; карбамид
арқылы депарафинизациялау; адсорбциялық тазалау; 11,12,13-кокс,пеш
жанармайын, сараптық мазуттарды өндіру; 14- газды өңдеу, шикізатты өндіру;
15,16,17- деасфальтизациялау; I, II, III, IV, V- ашық түсті мұнай
өнімдерінің компоненттері (°С) н.к.- 62,62-85; 85-105; 105-120; 120-140;
140-240; 240-300; 300-350; VI-мазут, 350; VII-газ; VIII-гудрон,500; IX
–XIII-вакуумдық фракциялар (°С); 350-400; 400-420; 420-490 (500);490
(500);
6-сурет. АВҚ қондырғыларында өндірілетін өнімдер және оларды қолдану
жолдары
1.7 Шетел ұсынатын мұнай мен мазутты айдаудың сызбанұсқасы
Екінші дүниежүзілік соғыстан кейінгі АҚШ-тағы мұнай өңдеу
өнеркәсібінің дамуы мұнай өнімдерін сапасын үзіліссіз көтерумен
сипатталады. Өндіріс технологиясы аясында крекинг, риформинг және
полимеризациялау процесстерін кеңінен қолдану нәтижесінде АҚШ мұнай өңдеу
зауыттарындағы басты өнім автокөлік бензині болып табылады. Орташа есеппен
ол мұнай зауыттарының барлық өнімдерінің 50 пайызына дерлік мөлшерін
құрайды. Мұнайды өңдеуге дайындау саласындағы жұмыстар ең алдымен мұнайды
сусыздандыру және тұзсыздандыру термалдық және электрлік әдістерін
жақсартуға негізделген. Барлық жаңадан құрылып жатқан зауыттарда әдетте
фирма қондырғылары секілді төменгі жиілік тұзсыздандыру қондырғылары
құрылады.
Жекелеген фирмалар жеке электрлік жолмен тұзсыздандыру қондырғыларын
құрудан бас тартады, олардың орнына қондырғылар сызбасына мұнайды алдын-
ала жылытуға арналған ыстық ағым (дистиллят) жылуын қолдану арқылы
электрлік дегидраторлар қамтылған.
Мұнайды термалдық және электрлік дайындаумен қатар өңделмеген мұнай
құрамынан бейорганикалық тұздарды және кей жерлерде мышьяктың, металдың
және басқа да қоспаларының іздерін кетіруге мүмкіндік тудыратын химиялық
тұзсыздандыру процесстері дамытылуда.
Шетелдерде түрлі типтегі мұнай және мазут сызбалары кездеседі. 7
суретте мұнайды алдын-ала буға айналдыру сызбасы бойынша жұмыс жасайтын
АВҚ қондырғысының атмосфералық бөлімі көрсктілген, жылына 6,0 млн тонна
өндіретін мұндай қондырғы Уайтинг (АҚШ), Индиана штатында мұнай өңдеу
зауытында құрылған.
1,3,5- жылу алмастырғыштары; 2- электродегидраторлар; 4- буландрғыш; 6-
пеш; 7,8- циркуляциялық суарғыш тоңазытқыштары; 9- негізгі ректификациялық
колонна; I-жуатын су; II-өңделмеген мұнай;III-бұғаз қоспасы; IV-
бензиндендірілген мұнай; V-бензин мен су булары; VI-IX-ашық түсті мұнай
өнімдерінің компоненттерінің екі жақтық фракциялары; X-су буы; XI-мазут
қалдығы;
7-сурет. Уайтинг зауытындағы АВҚ қондырғысының атмосфералық бөлімі
Өңделмеген мұнай жылу алмастырғышта 3 қыздырылғаннан кейін жеңіл
фракцияларды айдау үшін буландырғышқа 4 түседі.
Жеңіл фракциялар булары буландырғыштың жоғарғы жағынан негізгі
ректификациялық колоннаға бағытталады. Бензиндендірілген мұнай
буландырғыштың төменгі жағынан жылу алмастырғыш арқылы пешке жіберіледі,
сол жерден ол да колоннаға барып түседі. Колоннаның 9 биіктігі бойынша
температураларда қажетті ауытқуы флегманың екі ағымдарын айналдыру арқылы
сақталып тұрады. Негізгі ректификациялық колонналардан жеңіл, орташа және
ауыр бензин, жанармай және газойль алынады. Колоннаның төменгі жағынан ары
қарай өңделуден өту үшін вакуумды секцияға бағытталады.
Орташа және жоғары күкірт деңгейлі мұнайды өңдеп, лигроин жеңіл
бензині, жеңіл де ауыр газойль және вакуумды колонна қалдығы- гудронды
тәулігінен шамамен 20000 т өңдейтін Делвордағы (АҚШ) ең ірі қондырғы
үлкен қызығушылықты тудыруда. Бұл қондырғының атмосфералық бөлімі екі
мәртелік буландыру сызбасы бойынша жұмыс атқарады. Бірінші колоннаның
жеңіл фракциялар шығады, ал екінші колонна болса ақ түсті мұнай өнімдерінің
басты компоненттерін алуға негіз болған.
Мазутты көптеген жағдайларда бір колонна сызба бойынша қуалайды. 8
суретте Уатинг (АҚШ, Индиана штаты) зауытында вакуумдық айдау сызбасы
келтірілген
1- пеш; 2-вакуумдық колонна; 3-үшсатылы эжектор; 4,5-жылу алмастырғыш;
I-мазут, II-таралу газдары; III-циркуляциялық суару; IV- V-май
фракциялары; VI-су буы; VII-гудрон
8 – сурет. Уатингі (АҚШ) зауытында вакумудық айдау сызбасы
Ыстық мазут атмосфералық колоннаның төменгі жағынан АВҚ вакуумдық
бөлігінде орналасқан пешке бағытталады. Пеште жоғарғы температураға дейін
қыздырылған мазут вакуумдық колоннаның ортасына түседі. Сол жерге су буын
жібереді.
Вакуумдық колонналардың екі жақты дистиллятты фракциялары таңдап
алынды. Колоннадағы артық жылу 4 және 5 жыл циркулляцияғышта екі айналып
тұрған суару арқылы жылу алмастырғыш арқылы төмендетіледі. Жылу
циркулерлеуші суарғышы қондырғыға келіп түсетін мұнайды қыздыру үшін
қолданылады. Вакуумдық колоннаның төменгі жағынан гудрон шығарылады.
Колоннаның жоғарғы жағындағы вакуумды үш сатылы эжектор 3 тіреп тұрады.
1.8 Өндірістің орнын таңдау
Атырау мұнай өңдеу зауыты Қазақстандағы ең алғашқы зауыт. 1943 жылы
зауыттың құрылысы басталады. Атырау мұнай өңдеу зауыты тура мұнай
кәсіптерінің арасында орналасқан: Маңғыстау түбегі, Жайық пен Орал
арасындағы аймақ. Зауытты жаңартудан кейін Атырау мен Маңғыстау түбегінің
арасында орналасқан Теңіз және Корольдік кен орындарында өндірілетін Теңіз
шикі мұнайында өңделетін болады.
Қазақстанның мұнай өңдеу өнеркәсібіндегі қолданыстағы кәсіпорындардың
арасында Атырау мұнай өңдеу зауытының үлесі салмақты. Ол өнімдердің негізгі
түрлерін өндіруде үлкен үлестік салмаққа ие. Атырау мұнай өңдеу зауытындағы
өнімдердің келесі түрлерін шығарады: АИ-93, автобензин А-76, дизельді отын,
уайт-спирт, вакуумды дистиллят, пеш отыны, шикі және қызартылған кокстар,
мазут, сұйытылған газ, сондай-ақ халық тұтынатын тауарлар-сұйық жуу құралы
және басқа да көрсеткіштері технологиялық схеманы суреттеу кезінде
қаралатын болады.
1.8.1 Мұнай қоспасының физика-химиялық қасиеттері
МӨЗ мұнай өндірістерінің арасында орналасқан: маңғыстау жартылай
аралының (Мағышлақ шикі мұнайы), Волга және Орал аймақтарының арасында
және Атырау және Маңғыстау жартылай аралдарында орналасқан Теңіз және
Королевское кен орындарында өндірілген Теңіз шикі мұнайы. МӨЗ да қайта
өндірілетін мұнайлардың физика-химиялық сипаттамалары 2 кестеде
келтірілген.
2– кесте
Маңғышлақ, Мартыш және Теңіз мұнайларының физика-химиялық қасиеттері
Көрсеткіштердің аттары, Маңғышлақ Мартыш мұнайы Теңіз мұнайы
өлшем бірліктері мұнайы
200С, кгм3 кезіндегі
тығыздық 850-860 840-850 800-810
500С, сСт жағдайындағы
тұтқырлық 15,8-18 6,2 2,7
Қатаю температурасы, 0С 25-28 -39 -24
Хлорлы тұздардың мөлшері,
мгл 300 300 300
Су құрамы, % масс 0,5 0,5 0,5
Механикалық қоспалардың
құрамы, % масс 0,1 0,1 0,1
Құрамындағы азот мөлшері,
мгл 1780 505 195
2-кестенің жалғасы
Көрсеткіштердің аттары, Маңғышлақ Мартыш мұнайы Теңіз мұнайы
өлшем бірліктері мұнайы
Құрамындағы күкірт мөлшері,
% масс 0,336 0,216 0,677
Фракциялық құрамы, % масс
Н.к.-0С 0,6 1,02 2,74
20-800С 2,29 2,29 9,17
80-1800С 9,8 12,51 27,24
180-2500С 8,69 13,09 15,2
250-3500С 14,76 21,96 19,68
350-5500С 31,74 32,35 15,01
5500С 32,12 16,85 10,96
1.8.2 Атмосфералы- вакуумдық қондырғының сызбанұсқасын сипаттау
Мұнай алдымен резервуар паркіндегі электротұздандыру және сусыздандыру
қондырғыларына түседі: ЭЛОУ–АҚ-ға қосындысы Маңғыстау, Мартышинск, Теңіз
кен орындарынан түседі.
Тұссызданған және сусызданған мұнайдан алынған бензиндік және
дизельдік дистилляторы алғашқы айдау қондырғысы арқылы алынады б.қ-1800 С
бензиндік фракциясы каталитикалық риформингіне шикі зат ретінде жіберіледі,
б.қ-2000С фракциясы автомобильдік бензинді дайындауға жұмсалады.
Дизельдік фракция дизельдік жанармай компоненті ретінде қолданылады.
3060С жоғары фракция М-10 мазут маркасының тауарлық өндіріс коипоненті
түрінде қолданылады.
АВҚ атмосфералық дистилляттары: ТС-1 (авиакеросин) және уайт-спирт-
тауарлық өнімдер, дизельдік жанармайды дайындайтын дизельдік фракцияның
компоненті ретінде қолданылады. Вакуум қондырғысының өзге осы қондырғыдан
вакуумдік дистиллят -390-5000С фракция (вакуумдік газойль) және гудрон
алынады, ол кокстеу қондырғысында шикізат болып табылады.
Каталитикалық риформинг қондырғысында қайта өңдеу нәтижесінде АҚ және
АВҚ бензиндік фракцияларын дебутандалған бензин –АИ-80, АИ-91, АИ-93
тауарлық бензин маркілерінің компонентін алады.
1.8.3 Технонологиялық сызбаны сипаттау
Н-4 сорғышы (Н-4 а,4б) арқылы мазут төрт параллельді ағыммен П-2
пештен айдалады. Мазуттың ағымдарға тарауы ағымның пешке кірер жерінде
орналасқан шығын регуляторының поз.26, ... 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