Мұнай химиясы

Сурет 5.1. Мұнайды алғашқы өңдеуге арналған ЭЛОУ-АТ-6 комбинирленген

қондырғысының технологиялық схемасы.

1, 12, 14, 23, 24, 29, 40, 32-35 –насостар; 2-5, 7, 25 – жылуалмастырғыштар; 6-

электродегидраторлар; 8, 16, 21, 22, 26 – колонналар; 9, 10, 18, 19, 27 – конденсатор-

тоңазытқыштар; 11, 13, 20 – сыйымдылықтар; 15, 31 – құбырлы пештер; 17 – тоңазытқыш; В– бензинді екіншілік айдау торабы; I-мұнай; II-тұрақтандыру басы; III-қ.б.-62°С фракциясы; IV-62-85°С фракциясы; V-85-105°С фракциясы; VI-105-140°С фракциясы; VII-140-185°С фракциясы; VIII-180-230°С фракция; IX-230-350°С фракция; X-350°С-ден жоғары фракция; XI-су буы; XII-деэмульгатор.

Мазутты вакуумда айдау. Мұнай типіне байланысты атмосфералық

айдау қалдығынан (мазуттан) майлық дистилляттар немесе вакуумдық газойль бөледі. Майлық дистилляттарды май өңдеу торабына, ал газойльдерді каталитикалық крекинг қондырғысының шикізаты ретінде пайдаланады. Бөлінетін компоненттердің қайнау температураларын төмендету және шикізаттың термиялық ыдырауының алдын алу үшін мазутты вакуумда айдайды. Вакуумның тереңдеуімен компоненттердің қайнау температуралары күрт төмендейді. Вакуум барометрлік конденсаторлармен және вакуумдық насостармен (поршендік, ротациялық, әжекторлармен немесе ағынды) жасалады.

3. АТ (АВТ) – бензинді екі рет айдауға арналған қондырғы

Колонна (16)-ның үстіңгі жағынан бензин фракциясының булары мен су

буы шығарылады. Булар ауамен және сумен салқындатылатын конденсатор-

тоңазытқыштарда (19), (20) конденсацияланғаннан кейін су бөлгіш-

сыйымдылыққа (21) беріледі. Судан бөлінген бензин сыйымдылыққа (18)

беріледі, сыйымдылықтан (21) бензиннің бір бөлігі колонна (16)-ға суландыру ретінде кайтарылады (сурет 5.1).

Бензин фракциясы қ.б.-180С° сыйымдылықтан (18) насоспен (46) жылуалмастырғышқа (45) беріледі де 230-350°С фракциямен 170°С-ге дейін қыздырылады да тұрақтандыру колоннасына (26)-ның үстіңгі өнімі тұрақтандыру басы - конденсатор-тоңазытқышқа (37) беріледі. (37)-ден конденсатор (38)-ге беріледі, одан үстіңгі өнімнің бір бөлігі суландыру ретінде (26)-ға қайтарылады, ал баланстық мөлшері қондырған шығарылады. Колонна (26)-ның төменгі өнімі - тұрақты бензин фракциясы бензинді екіншілік айдау торабына беріледі де және фракцияларға бөлінеді. Бензин фракциясы (қ.б.-180°С) жылуалмастырғыш (2) арқылы колоннаға (3) беріледі, оның үстінен қ.б.-85°С фракция айдалады. Бұл фракция содан кейін колонна (10)-ға беріледі де екі фракцияға бөлінеді: қ.б.-62°С және 62-85°С (сурет 5.2). Колонна (3)-тің төменгі жағынан 85-180°С фракция колонна (15)-ке беріледі. Колонна (15)-тің үстіңгі жағынан 85-105°С фракциясы алынады, ал төменгі бөлігінен 140-180°С фракция алынады. Осы колоннаның бүйірлік  погоны 105-140°С фракциясы. Бүйірлік погон буландыру колоннасы (19)-ға беріледі. Колонналар (3), (10), (15)-те ректификация процесін өткізуге қажетті жылуды пештер (9) бен (23)-те циркуляцияланатын төменгі өнімді қыздырумен жүзеге асырылады. Реактификациялық калонналар (3), (10), (15)–тің жоғарғы өнімдері қаптама құбырлы конденсаторлар (4), (11) және (16)–да конденсацияланады. Конденсаттар рефлюксті сыйымдылықтар (5), (12), (17)–де жиналады, одан конденсаттың бір бөлігі өткір суландыру ретінде калоннаға қайтарылады, баланстық мөлшер қондырғыдан шығарылады.

Сурет 5.2. бензинді екіншілік айдау қондырғысының технологиялық схемасы.

1,6,8,13,14,18,20,22 – насостар; 2-жылуалмастырғыш; 3,10,15,19-колонналар; 4,11,16-

конденсатор-тоңазытқыштар; 5,12,17-сыйымдылықтар; 7-буқыздырғыш; 9,23-құбырлы

пештер; 21-қайнатқыш; I-қ.б-180°С фракция; II-105-140°с фракциясы; III-85-105°С

фракциясы; IV-қ.б-62°С фракциясы; V- 140-180°С фракциясы; VI-62-85°С фракциясы.

           4. ЭЛОУ–АВТ - атмосфералы және вакуумды айдау

Мұнайды өңдеуге негізделген екіншілік айдауы бар ЭЛОУ-АВТ

қондырғысының сипаттамасы келесідей (сурет 5.3):Қондырғыға берілетін мұнай насоспен (1) екі ағын болып шикізат жылуалмастырғыштары (2) - (5) арқылы өтеді. Бірінші ағын калоннаның (16) үстіңгі (2-де) және төменгі (3-те) циркуляциялық суландылуларымен

жылуалмасу арқылы жылытылады. Екінші ағын жылуалмастырғыштар (4) жән (5) арқылы өтіп вакуум калоннасының (30) төменгі және ортаңғы циркуляциялыұқ суландырулармен жылытылады. Содан кейін мұнайдыңекіағыны да араластырылып электродегидраторларға беріледі. Сусыздандырылған және тұзсыздандырылған мұнай электртұзсыздандырудан кейін қайтадан екі ағынға бөлініп жылуалмастырғыштарға беріледі. Мұнайдың бірінші ағыны жылуалмастырғыштар (6) мен (7)-де гудронмен жылытылады, екінші ағын (9)-да калоннаның (30) төменгі циркуляциялық суландыруымен және (10)-да гудронмен жылытылады. Содан кейін мұнай бензинсіздендіру калоннасына (8) беріледі. Атмосфералық калоннада (16) екі бүйірліік погон – керосиндік (180-240°С фракция), дизельдік (240-350°С фракция) алынады.

Сурет 5.3. ЭЛОУ-АВТ-6 комбинирленген қондырғысының технологиялық схемасы.

1,14,17,22-25,31,36,39,40,42-44,46,47,49 – насостар; 2-7, 9, 10, 45 – жылуалмастырғыштар; 8,

16, 25-30 –колонналар; 11,12,19,20,33,37-конденсатор-тоңазытқыштар; 13,18,21,38 –

сыйымдылықтар; 15,32,41 – құбырлы пештер; 34-эжектор; 35,48,50-тоңазытқыштар; А-

электродегидраторлар торабы; Б-бензинді екіншілік айдау торабы; I-мұнай; II-газ; III-

тұрақтандыру басы; IV-VII-жеке бензин фракциялары; VIII-180-230°С фракция; IX-230-

280°С фракция; X-280-350°С фракция; XI-350-500°С фракция; XII-гудрон (500°С-ден жоғары фракция); XIII-350°С-ден төмен фракция; XIV-400°С-ден жоғары фракция; XV-су буы; XVI- коррозия ингибиторы. Атмосфералық колонна қалдығы – мазут – насоспен (31) құбырлы пешке (32) беріледі. Пеште 410°С-ге дейін қыздырылған мазут вакуумдық колоннаға (30) беріледі. Колоннада 6,6кПа қалдық қысым ұсталып отырады. Колоннаның төменгі жағының температурасын төмендету және гудроннан жеңіл компоненттердің булану шарттарын жеңілдету үшін (30)-дың төменгі бөлігіне су буы беріледі. Колоннаның (30) жоғарғы жағынан су буы, ыдырау газдары, ауа мен мұнай өнімінің (дизельдік фракция) азғантай бөлігі шығарылады. Олар конденсаторға (33) келіп түседі. Конденсацияланбаған газдар көп сатылы электормен (34) сорылады. Колоннада (30) үш циркуляциялық суландыру қарастырылған: үстіңгі сулаңдыру 15-табақшадан алынып, химиялық тазаланған суды қыздыруға арналған жылуалмастырғышта суытылып 18-табақшаға қайтарылады. Баланстық мөлшер (350°С-ден төмен қайнайтын фракция) колонна (16)-ға бағытталады немесе дизельдік отын ағынына араластырылады. 9-табақшадан 350-500°С (вакуумдық газоиль) фракция және орта циркуляциялық суландыру алынады. Суландыру 11–табақшаға қайтарылады, ал фракция жылуалмастырғыш (5) арқылы қондырған шығарылады. Төменгі циркуляциялық суландыру 5–табақшадан шығарылып, жылуалмастырғыштар (4) және (9)-да салқындатылып 6-табақшаға қайтарылады. Вакуумдық колонна қалдығы-гудрон (500°С-ден жоғары қайнайтын фракция) жылуалмастырғыштар (6), (7), (10) арқылы қондырғыдан шығарылады.

5. Мұнайды алғашқы өңдеуге арналған құрама (комбинирленген)

қондырғыларының автоматтандырылу принциптері

Біріншілік айдау қондырғылары шығынды, температураны, қысымды және аппараттар мен құбырлар желісіндегі өнімдер деңгейін өлшеуге және автоматты реттеуге арналған жабдықтармен көп мөлшерде жабдықталған. Біріншілік айдау қондырғыларын қалыпты пайдалану көп жағдайларда пештер жұмысына байланысты болады. Құбырлы пештің негізгі реттелетін параметрі – пештен шыға берістегі қыздырылатын өнім температурасы. Бұл температураны тұрақты етіп ұстап отыру қажет. МӨЗ-да құбырлы пештердің температуралық режиміне байланысты реттеу схемасы қолданылады (сурет 5.4). Жүйеде екі реттегіш (2 және 3) бар. Олардың біреуі (2) пештің асулық қабырғасының үстіндегі түтін газдарының температурасын тұрақты етіп ұстап отырады. Температураның берілген

мәнінен ауытқуы кезінде реттегіш клапан (1) көмегімен пешке отынның берілуін өзгертеді. Қыздырылатын өнімнің температурасының, құрамының және шығынының тұрақтылығының сақталуы кезінде және пеш имекқұбыры күйінің өзгеріссіз болуы кезінде пештен шыға берістегі өнім температурасы тұрақты болады. Бірақ бұл параметрлер өзгеруі мүмкін, нәтижесінде шыға берістегі өнім температурасы да өзгереді. өнім температурасын тұрақтандыру үшін, пештен шыға берісте термопарамен (5) байланысқан реттегіш (3) орнатылған. Ол (3) температураның өзгеруімен реттегішке (2) тапсырма береді, нәтижесінде рұқсат етілген шектерде түтін газдарының асу үстіндегі температурасын берілетін отын шығынын өзгерту нәтижесінде өзгертеді.

Сурет 5.4. Құбырлы пешті реттеудің технологиялық схемасы.

1,7-клапандар; 2,3-реттегіштер; 4,5-термопаралар; 6-диафрагма; 8-реттеуші блок.

Сонымен қатар пештердің температуралық режиміне өнім берілуінің біркелкілігі әсер етеді. өнім шығынының жие өзгеруі орын алған кезде пештегі температура өзгереді және имекқұбырларды апатсыз пайдалану мерзімі қысқарады, сондықтан пештегі өнім шығынын тұрақты етіп ұстау керек. Ол үшін сораптың шығу линиясында диафрагма (6) орнатылады. Диафрагма (6) тіркеуші жабдықпен және реттеуші блокпен (8) байланыстырылған. Реттеуші блок берілген тапсырмаға сәйкес клапанға (7) әсер етеді. МӨЗ-да құбырлы пештердің температуралық режиміне байланысты реттеу схемасы қолданылады. Реттеуді талап ететін негізгі және өте маңызды параметр болып пештен шыға берістегі шикізат температурасы саналады. Шикізаттың кіре берістегі тұрақты шығыны мен температурасында шыға берістегі температурасы құбырлы имекке берілген жылуға байланысты болады. Пештердің көпшілігі үшін бұл реттеу автоматты түрде орындалады және горелкаларға берілетін отын шығынын өзгертумен жүзеге асырылады.

Пештен шыға берістегі шикізат температурасын реттеуде қиындықтар

пешке кіре берістегі шикізат шығыны мен температурасы ауытқығанда, шикізат құрамы тұрақсыз болғанда және отын жану режиміне әсер етуші факторлар (жүйедегі қысым, отын құрамы, шығыны және температурасы) өзгергенде туындайды.

Пештерге берілетін отындық газдың құрамы мен мөлшерінің тұрақсыздығынан көптеген кәсіпорындарда пештен шыға берістегі шикізат температурасы комбинирленген горелкаларға сұйық отын беруді реттеумен реттеледі. Бірақ қысқы уақытта реттеуші клапандарды пайдалану кезінде қиындықтар туындайтын болғандықтан газтәріздес отынды беру реттеледі. Сурет 5.5-те «Гипронефтезаводы» институтымен жобаланған пештен шыға берістегі шикізат температурасын пневматикалық изодромды реттеуші құрылғысы бар электрондық өздігінен жазатын ЭПД-32 приборы көмегімен реттеу схемасы келтірілген. Шикізат температурасының өзгеруі термопараның электр қозғаушы күшінің (ЭҚК) сәйкес өзгерулеріне әкеледі, бұл ЭҚК потенциометрдің өлшегіш құрылғысы мен түрлендіріліп прибордың көрсетуші және тіркеуші механизмдері орын ауыстырады. Аталған орын ауыстыру рычагтар жүйесі арқылы 04-типті реттеуші құрылғыға сигнал ретінде беріледі (реттелетін параметрдің ағымдағы мәні). Берілген реттелетін параметрді қолмен өзгерту үшін потенциометрде задатчикті ығыстырады. Задатчикте рычагті механизм жүйесімен сигнал реттеуші құрылғыға тапсырма береді.

Сурет 5.5. «Гипронефтезаводы» институтымен жобаланған пештен шыға берістегі шикізат температурасын пневматикалық изодромды реттеуші құрылғысы бар электрондық өздігінен жазатын ЭПД-32 приборы көмегімен реттеу схемасы :

1-температураны  өлшеуге арналған прибор; 2,5-ПИ-реттегіштері  бар температура мен шығынды өлшеуге арналған приборлар; 3-БП-28Б торабы; 4-бөлуші мембрана; 6-шығын өлшеу датчигі; 7-диафрагма; 8-реттегіш клапан; 9-асулық қабырғалар үстіндегі жану өнімдерінің температурасын өлшеуге арналған термопаралар; 10-қыздырылатын өнімнің

температурасын өлшеуге арналған термопара; Т-температура; G-шығын; П-көрсетуші прибор; ПИ-пропорционалды-интегралды прибор; СПиз-изодромды реттегіші бар көрсететін самописец.

Бұл схема бойынша БПДУ-типті панель көмегімен пневматикалық

орныдаушы механизмді қолмен дистанциялық басқару қарастырылған. Аталған реттеу схемасы қарапайымдылығы мен пайдалануда ыңғайлылығына байланысты кең тараған, өйткені өлшегіш және реттегіш құрылғылар, сонымен қатар задатчик бір корпуста орналасқан. Схема сенімді, құрылғылары қымбат емес. Сурет 5.6-да пештен шыға берістегі шикізат температурасын каскадты байланысқан реттеу (КСР) көрсетілген. Реттеу асулық қабырғалар үстіндегі түтін газдарының температурасы бойынша өткізіледі. Схемада қосалқы реттегіш қолданылады. Ол термопарадан 9 (Т1), түрлендіргіштен (ЭПП-63), екіншілік көрсету приборынан (ЗРЛ-29В) және реттеуші блоктан (4РБ-32А) тұрады. Асулар үстінде орналасқан термопаралармен 8 отындық газдар температурасы өлшенеді және пештен шикізат шыға берісте орнатылған термопараның 9 (Т2) коррекциялаушы әсерінен отын беру линиясындағы орындаушы механизмге (реттеуші клапан) қорытындылаушы сигнал береді.

Сурет 5.6. Пештен шыға берістегі шикізат температурасын каскадты байланысқан

реттеу (КСР)схемасы:

1,2-температураны  өлшеуге арналған прибор; 3,4-ПИ-реттегіштері  бар температура мен шығынды өлшеуге арналған приборлар; 5-шығын өлшеу датчигі; 6-диафрагма; 7-реттегіш клапан; 8-асулық қабырғалар үстіндегі жану өнімдерінің температурасын өлшеуге арналған термопаралар; 9-топкалық газдар (Т1) және қыздырылатын өнімнің (Т2) температураларын өлшеуге арналған термопаралар; ПР-көрсетуші және тіркеуші прибор; Т-температура; G-шығын; ПИ-пропорционалды-интегралды прибор; СПиз-изодромды реттегіші бар көрсететін самописец.

Отындық газдар температурасы бойынша реттеу схемасында қосалқы

реттегішті пайдалану белгілі артықшылықтар береді: инерциялық төмендейді, пеш құбырларының және радианттық ілмектердің қауіпті қызуын болдырмайды.

Қазіргі таңда пештерге пеш жұмысы режимін басқарудың

микропроцессорлық жүйесін орнату ұсынылады, ал бұл өз алдына тақтадан

басқару пультін талап етпейді. Ректификациялық колоннаны реттеу тапсырмасы – аппараттың максималды үнемді жұмыстары шарттарында берілген бөлу дәлдігін

қамтамасыз ету. Ректификациялық колонналар әр түрлі пайдалану шарттарында жұмыс істейтін болғандықтан, оларды реттеу схемалары әр түрлі болуы мүмкін. Көп компонентті қосылыстарды бөлу кезінде колонналарда шығын және қоректендіру құрамы, колоннаның жоғарғы және төменгі бөліктерінің температуралары, қысым, колоннаның төменгі бөлігіндегі қалдық деңгейі қолмен немесе автоматты реттеледі. Колоннаның жоғарғы бөлігінің температурасын берілген деңгейде суландыру шығынын өзгертумен реттеп отыралы. Колоннаның төменгі бөлігінің температурасын қайнатқышқа берілетін жылутасымалдағыш шығынын өзгертумен, немесе құбырлы пешке берілетін отын шығынын өзгертумен реттейді. Колоннадағы қысым келесідей реттеледі:

1) рефлюксті  сыйымдылықтан шығарылатын конденсацияланбайтын

өнімнің (газ) мөлшерін өзгертумен;

2)өнімді салқындатуға берілетін су мөлшерін (вакуум колонналарында__қолданылады) өзгертумен;

3) колоннадан  буларды шығару линиясында орнатылған  реттегіш-клапан

көмегімен.