Мұнай эмульсиялары

Әдетте деэмульгаторларды  мұнайға тек бірінші сатысында  шикізат сорабына кірерде береді. Суда еритін деэмульгаторларды қолданған  жағдайда мұндай схема тиімді емес, себебі деэмульгатор әрбір сатыда дренажды суда жартылай ериді, оның мұнайдағы  мөлшері эмульсияны бұзуға жеткіліксіз. Сондықтан да барлық саты қалыпты  жұмыс істеуі үшін деэмульгаторды артық  мөлшерде береді, яғни тұзсыздануға кететін  шығынды арттырады.

Суда еритін деэмульгаторларды 1-2% сулы ерітінді түрінде қолданады. Суда ерімейтін деэмульгаторларды тауарлық түрде және сұйылтпастан мұнайға береді.

Жобалағанда қажетті ЭЛТҚ негізгі параметрлері: температура; қысым; эмульгатор типі мен шығыны; электрмен тұзсыздандыру сатыларының саны; шаятын су шығыны және оны сатылар арасына бөлу; электрдегидратор конструкциясы және өлшемі.

Электрмен тұзсыздандыру  параметрлерін үш негізгі сатылар  – су тамшыларының соқтығысуы, бірігуі (іріленуі) және тұнуы – қарқынды болатындай етіп таңдайды.

 Температура  артқан сайын мұнай тұтқырлығы  кемиді, яғни су тамшыларының  соқтығысуы, бірігуі (іріленуі) және  тұнуы үдейді, әрі деэмульгатор  шығыны да азаяды. Әдетте температураны  тұтқырлық 2-4 мм²/с болғанға дейін көтереді.

Тұзсыздандыру процесінде электрдегидраторлардағы  қысымды мұнайдың қаныққан буларының  қысымымен, ЭЛТҚ әрбір сатысындағы  қысым құлауымен және ЭЛТҚ блогынан кейінгі технологиялық схема  бөлімшелерінің гидравликалық кедергісіне  байланысты анықтайды. Жалпы, электрдегидратор есептелген қысымнан асып кетпеуі қажет.

Екі сатылы тұзсыздандыруда шаятын суды екі  түрлі береді – параллель және тізбектей. Параллелді схемада судың  бір бөлігін электрмен тұзсыздандырудың бірінші сатысында, ал қалған мөлшерін екінші саты алдында береді. Ал тізбекті схемада шаятын суды екінші саты алдында, ал екінші саты суын бірінші сатыға береді.

ЭЛТҚ негізгі  аппараты электрдегидратор болып табылады. Көлденең электрде-гидраторлар кең  қолдау тапқан. Оның артықшылығы: меншікті өнімділігі жоғары; тұндыру жағдайы ыңғайлы; құны төмен; электр жабдықтары аз және электр схемасы қарапайым.

Мысалы, 1ЭГ160 электрдегидраторының өнімділігі шикі мұнай бойынша 240-480 м³/сағ. Аппарат көлемі 160 м³, диаметрі 3,4 м, ұзындығы 18,6 м.

Температура артқан сайын мұнай тұтқырлығы кемиді, яғни су тамшыларының соқтығысуы, бірігуі (іріленуі) және тұнуы үдейді.

 

2.1 Суаттарда мұнайды дайындау және оны тасымалдау

 

Жер қойнауынан өндірілетін мұнай құрамында  еріген газдар, су және тұз болады. Суаттарда  мұнайды дайындау дегеніміз оны  сепарациялау (қысымды төмендету  арқылы ілеспе газдардың бөлінуі), эмульсияларды  бұзу арқылы сусыздандыру және механикалық  қоспаларды тұндыруды білдіреді.

Кен орындарында  мұнайды екі немесе үш сатылы сепарациялайды. Бірінші сатының газдары 0,6-0,7 МПа  қысымда газ өңдеу зауыттарына; екінші және үшінші сатылы сепарциялау  газдары сығылған соң ГӨЗ бағытталады.

Белгілі бір  кен орны мұнайының физикалық  қасиеттерін байланысты іліспе газдарды толық құрту, сондай-ақ су-мұнай эмульсиясын  жақсы бұзу үшін соңғы сепарациялау сатысы алдында мұнайды қыздырады. Мұндай жағдайда бір жағынан мұнайдың қасиеттері жақсарады (тұтқырлығы кемиді), екінші жағынан – ГЗ өңделуі қажет  бөлінетін газдар көлемі артады.

Мұнай өндірудің  ілеспе газдары мұнай-химиясының бағалы шикізаты болып табылады, өйткені олардың құрамында әжептеуір мөлшерде С₂-С₅ көмірсутектері болады. Дегенмен суаттарда мұнайды сепарациялау жеңіл көмірсутектердің толық бөлінуін қамтамасыз ете бермейді, мұнайда С₁-С₄ көмірсутектері қалады. Бұл көмірсутектер мұнайды сақтағанда және тасымалдағанда бөлінуі мүмкін. Мұнайдың жоғалуын төмендету, сондай-ақ С₃-С₅ көмірсутектерінің қосымша мөлшерін алу мақсатында мұнайды тұрақтандыру процесін қолданады. Бұл жағдайда 2,2-3,2 мас.% С₃-С₅ көмірсутектерін іріктеп болған соң, одан әрі қажетті бензин сапасын қамтамасыз ететіндей мұнайда С₄-С₅ көмірсутектерінің жеткілікті мөлшерін сақтап қалуға болады.

Іс жүзінде  мұнайды тасымалдауға дайындаудың  әртүрлі схемалары бар, , оларды мынаған  қарап таңдайды:

  - суаттардың орналасуына;

  - мұнайдағы газ мөлшеріне;

  - мұнай мен газды тасымалдау жағдайы мен қашықтығына;

  - мұнайды дайындау және ГӨЗ қондырғыларын салу мүмкіндігіне қарай.

МӨЗ тасымалдау және жеңіл көмірсутекті шикізатты  алу мақсатында жүзеге асырылатын мұнайды  алғашқы дайындаудың кең тараған  схемасы келтірілген.

Шикі мұнай І дросселді вентилден 1 өтеді де, бірінші сатылы 2 сепараторға түседі, сепаратордағы қысым 0,6-0,7 МПа деңгейінде, яғни компрессорсыз газды ІІ ГӨЗ-на беруге жеткілікті. Одан әрі бірінші сатылы 2 сепаратордан дросселді вентиль арқылы мұнай екінші сатылы 3 сепараторға барады, онда одан әрі қысымды төмендету әсерінен қалған газ ІІІ бөлінеді. Мұнай одан әрі 4 тұндырғышқа ағып барады, ол жерде құрамынан қабат суы V мен қалған газ бөлінеді. Екінші сатыдағы сепаратордағы қысым 0,2-0,3 МПа. Тұндырғыштағы қысым атмосфералыққа жақын. Екінші сатылы сепаратор мен тұндырғыштан шыққан газдар 6 компрессормен сығылады да ГӨЗ беріледі.

Тұндырғыштан  шыққан IV мұнай тұрақтандыру колоннасына беріледі. Жеңіл көмірсутектерді кетіруге арналған мұнайды тұрақтандыру процесі әртүрлі әдістермен жүзеге асырылады. Суаттарда тек мұнайды тұрақтандыру үшін бір колонналы қондырғыны, ал екі колонналы қондырғыларды бір колоннасында мұнайды, екіншісінде газды бензинді тұрақтандыру үшін пайдаланады. Екіншісін құрамында еріген газдары (1,5%.мас астам) көп мұнайлар үшін қолданады.

Тұрақсыз (шикі) мұнай І алдымен қондырғыдан кетіп жатқан тұрақты мұнай ІІ ағымымен 1 жылу алмастырғышта, сосын 2 пеште қыздырылады да 3 ректификаттау қондырғысына (тұрақтандырғышқа) түседі. Колонна төбесінен шығатын жеңіл көмірсутектер 4 тоңазытқышта конденсацияланады да 6 сиымдылыққа жиналады, ол жерден олар ЖККФ (VII) ретінде тұтынушыларға беріледі. ЖККФ бір бөлігі жеңіл көмірсутектердің жоғалуын төмендету үшін суарушы ретінде колоннаның жоғарғы бөлігіне түседі. Тұрақты мұнай II колоннаның 3 кубынан 1 жылу алмастырғышқа өтеді, онда жылуын қондырғыға түсетін шикі мұнайға I береді де тұтынушыларға бағытталады.

Тұрақтандыру  газдарын VI отындық ретінде қолдануға, ГӨЗ беруге немесе жер қабатына қайтаруға болады.

Суаттарда мұнайды  тұзды сумен сұйылтпастан сусыздандырады, су мөлшері 5-50-ден 0,5-10%.мас дейін азаяды. Кейбір жағдайларда мұнайды екінші рет құрамындағы хлоридтерін құрту үшін таза сумен жуады да резервуарларда тұндырады. Мұнайды толық сусыздандыру мен тұзсыздандыру арнайы электрмен тұзсыздандыру қондырғыларында МӨЗ-да жүргізіледі.

Ресейде мұнайды  МӨЗ-на негізінен құбырмен тасымалдайды. Тек кейбірінде газды конденсатты  темір жолмен қабылдайды.

Ал мұнай  өнімдерін, мысалы, ашық мұнай өнімдерін (бензин, дизель отынын, реактивті қозғалтқыш отындарын) жақын мұнай базасына дейін құбырмен, одан әрі тұтынушыларға  темір жол көлігімен тасиды. Қара түсті мұнай өнімдерін тікелей  зауыттан темір жолмен жеткізеді.

 

3 Мұнайды алғашқы өңдеуге арналған құрама (комбинирленген) қондырғылар

 

 

Мұнайды алғашқы  өңдеудегі негізгі процесс алғашқы  немесе тура айдау болып саналады, оны дистилляция мен ректификацияны қолданып жүргізеді.

Қазір мұнай  айдауды қондырғыларда бір рет  буландыруды көп пайдаланады. Өндірісте  бір рет буландырумен айдауды бумен сұйық фазаны ректификациялаумен жалғастырып жүргізу мұнайды фракцияларға бөлуде жоғары нәтижеге жетуге, процестің үздіксіз жүруіне және шикізатты қыздыруға отын шығынын үнемдеуге мүмкіндік туғызады.

Ректификациялау деп  - қайнау температурасының бір  – бірінен айырмашылығы бар сұйықтардың  қарама –қарсы қайта –қайта жанасуының нәтижесінде, бөлінуінің диффузиялық процесін айтады.

Булар мен  сұйықтардың жанасуы тік цилиндр  тәрізді құралдарда арнайы жабдықтармен  жарақталған  ректификациялаушы  табақшалары  немесе насадкалары  бар, колонна бойымен жоғары көтерілуші бу мен төмен ағушы сұйықтық  арасында  өте  тығыз  жанасуды  қамтамасыз  ететін  - ректификациялық  колонналарда іске асырылады.

Мұнай өңдеу  зауытында мұнайды және мазутты  айдау жүйелерінің барлық түрлері  қолданылады, өз алдына тұрған атмосфералық айдау қондырғылары, құрастырма атмосфералық-вакуумдық  айдаудың құбырлы қондырғылары пайдаланылады.

Ең алғаш  біздің елде (1950ж) қуаты аз0,5-0,6млн. т/ж  АТ қондырғылар,

соңғы жылдары олардың қуаты 1-6 (8)млн. т/ж өсті.

АҚ-да, АВҚ-да алынатын бензин фракцияларында әдетте еріген газдар болады. Сондықтан оны ректификациялық колоннада тұрақтандыруға ұшыртады. Тұрақты бензиннің сапасын оның құрамындағы изобутан мен нормалды бутанның суммалық мөлшеріне немесе тауарлық бензиннің рұқсат етілген қаныққан булар қысымына байланысты бақылайды.

Бензинді тұрақтандыру мен оны жеке фракцияларға бөлуге бірнеше ректификациялық колонналар қажет. Олардың саны алынатын фракциялар санынан бірге аз болады. Әдетте тұрақтандыруды 0,8-1,4МПа қысымда өткізеді, ол газдардың толық немесе бір бөлігінің конденсациясын қамтамасыз етеді.

Алдын ала бензинсіздендіру колоннасы мен негізгі атмосфералық колоннасы және бензинді екіншілік айдау торабы бар ЭЛТҚ-АВТ –бензиндіекіншілік айдау комбинирленген схема жобаланған.

 

 

3.1 ЭЛТҚ – АҚ (мұнайды алғашқы) айдау қондырғысы

 

ЭЛТҚ-АТ қондырғысының технологиялық схемасы берілген шикізаттан өнімдердің таңдалған ассортиментін қамтамасыз ететін ең экономикалық жағынан тиімдісі болуы керек.

ЭЛТҚ-АТ қондырғысы схема таңдау кезінде қондырғының оптималды қуатын, АТ-ны басқа қондырғыларымен комбинирлеу мүмкіндігін, қондырғы аумағында жабдықтардың орналасу схемасын анықтау керек. Таңдалған схема айдалу тереңдігін, фракциялау дәлдігін, процесс икемділігін, үлкен жөңдеу аралық мерзім мен жоғары техникалық экономикалық көрсеткіштерді қамтамасыз етуі керек.

Қазіргі заманғы  зауыттарда технологиялық байланысты схемаларды комбинирленген  қондырғыларда  біріктіру  қолданылады.  Мұндай комбинерленудің келесідей артықшылықтары бар: жеке қондырғылар саны, құбырлар желісі ұзындығы және аралық сыйымдылықтар саны азаяды, процестердің өзінің энергитикалық қорлары эффективті қолданылады; электр қуатының, бу мен салқындатуға, ысытуға және аралық өнімдерді тасымалдауға жұмсалатын су шығыны едәуір төмендейді; қазіргі заманғы бақылау құралдары мен автоматика құралдары кеңінен қолданылады; металл шығыны, өндіріс ауданы күрт азаяды. Комбинирлеу нәтижесінде капиталдық шығындар мен өнімнің өзіндік құны күрт төмендейді, еңбек өнімділігі артады.

Мұнай өңдеу  өнеркәсібінде неғұрлым жие келесі комбинациялар қолданылады: ЭЛТҚ-АТ; АТ-бензиндерді екіншілік айдау және ЭЛТҚ-АТ бензиндерді екіншілік айдау. Осы процестерді комбинирлеу технологиядағы ұқсастығымен және бірдей жөндеу аралық ұзақтылықпен түсіндіріледі.

 

 

3.2 ЭЛТҚ-АТ қондырғысының атмосфералық торабы схемасын таңдау

 

АТ атмосфералық торабында мұнай айырудың үш схемасын қолданады: атмосфералық блокта бір  күрделі ректификациялық колоннасы  бар схема (нұсқа 1), алдын ала буландырғышы және ректификациялық колоннасы  бар схема (нұсқа 2) және алдын ала  бензинсіздендіру колоннасы мен  негізгі ректификациялық колоннасы бар схема.

Нұсқа1 құрамындағы  бензин фракцияларының мөлшері 2-10% дан  артық емес тұрақтандырылған мұнайлар үшін қолданады. Қондырғы қарапайым  және компактті. Колоннада жеңіл  және ауыр фракцияларды бірге буландыру  мұнайды пеште қыздыру температурасын төмендетуге мүмкіндік береді.

Нұсқа 2-ні пайдаланумен пеш құбырларындағы қысым құламасы төмендейді.

Бұлар  буландырғыштан  атмосфералық  колоннаға  бағытталады, сондықтан суландыру беруге жеке конденсацияланушы жабдықтар мен  насостар орнату қажет емес болады. Бір колоннада жеңіл және ауыр фракцияларды бір уақытта ректификациялау пеште қыздыру температурасын төмендетеді. Бірақ бензин фракциялары мен еріген газдар мөлшері жоғары болған жағдайда, атмосфералық колонна булар бойынша артық жүктеліммен жұмыс істейді, бұл аппарат диаметрін арттыруды талап етеді. Барлық коррозиялық агрессивті заттар сутегі хлориді, күкірт сутек, меркаптандар және басқа булармен бірге буландырғыштан колоннаға келіп түседі, яғни буландырғыш атмосфералық колоннаны коррозиядан қорғамайды.

Ең кеңінен  тарағаны нұсқа 3 ол неғұрлым икемді және бензин фракциялары мен еріген газдар мөлшерінің елеулі өзгерулері кезінде жұмыс істей алады. Коррозиялық агрессивті заттар бірінші колоннаның үстіңгі бөлігі арқылы шығарылады, сонымен негізгі колонна коррозиядан қорғалған.

Бензиннің бір  бөлігінің алдын ала шығарылуына  байланысты пеш пен жылуалмастырғыштардың  имек құбырларында жоғары қысым жасалмайды, бұл өз алдына беріктілігін өсірмей  неғұрлым арзан жабдықтар орнатуға мүмкіндік береді.

 

 

3.3 ЭЛТҚ-АҚ қондырғысының технологиялық жүйесі

 

ЭЛТҚ-АҚ қондырғысының жүйесі бойынша екі рет буландыру принципі іске асырылған. Бұл жүйе бойынша, шикі мұнай сорап арқылы, жылуалмастырғыштардан, электродегидраторлардың шоғырынан өтіп, бензинсіздендіру колоннасына түседі. Колоннаның жоғарғы жағынан шығатын өнім – жеңіл бензин фракциясын ауамен және сумен суытатын тоңазытқыштарда суытылады да, рефлюкс ыдысына түседі, одан бензиннің бір бөлігі сорап арқылы ағын есебінде беріледі де, ал негізгі балансты мөлшері өзінің қысымымен ыдысқа түседі. Колоннаның астынан шығатын өнім жартылай бензинсізденген мұнай –сораппен алынып құбырлы пешке жіберіледі. 360 ºС дейін қыздырылған мұнайдың екі ағымының біреуі колоннаға қосымша ректификациялауға қажетті жылу беру мақсатында беріледі де, ал екінші ағымы атмосфера колоннасына жіберіледі.