Мұнайды өңдеу процестері

                                          МАЗМҰНЫ

 

 Кіріспе ....................................................................................................................3 

I бөлім. Мұнай саласының дамуы және мұнайға сипаттама

       1.1 Мұнай саласының даму тарихы және қазіргі жағдайы...........................4

        1.2 Мұнайдың элементтік және топтық құрамы..........................................7

       1.3 Мұнайдың жіктелуі және технологиялық сипаттама..........................10                                  II бөлім. Мұнайды өңдеу процестері. 

         2.1 Мұнайды өңдеу процестерінің жіктелуі:.............................................15

                   - физикалық;

                   - химиялық;

        2.2 Мұнайды технологиялық процестерге дайындау...............................19

         2.3 Мұнайды ректификациялау әдісі..........................................................21

Қорытынды .........................................................................................................26

Пайдаланылған әдебиеттер ..............................................................................27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                     

 

 

                              

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КІРІСПЕ

Курстық жұмыстың тақырыбы: Мұнай және мұнай өнімдерін өңдеу технологиясының сызба нұсқасы. 

Курстық жұмыстың өзектілігі: Қазақстан Республикасы әлемдегі мұнай қоры бойынша алғашқы 10 мемлекеттің құрамына кіреді. Еліміздің 62% территориясы мұнайлы-газды аудан болып табылады. Қазіргі таңда республикада 200-ден астам мұнай-газ кен орындары ашылды. Осы кен орындары негізінен Батыс Қазақстанда орналасқан. Болжанған мәліметтерге қарағанда Құрлықтағы мұнай қоры 7,8 млрд.т, Каспий шельфіндегі біздің секторда 13 млрд.т құрайды.

     Қазақстан перспективті  мұнай қоры бойынша әлемдегі  Сауд Арабия мемлекетінен кейінгі 2-ші орында болса, барланған мұнай  көлемі бойынша 13-ші, мұнай өндіру  деңгейі бойынша 28-ші орында тұр.

     Қазақстан өзіндік мұнай қоры потенциялы бойынша, мұнайды экспорттаушы Кувейт, Ливия, БАӘ сияқты ірі мемлекеттерден кем түспейді.

    Кен орындарындағы игерілген шикі мұнайдың элементтік, фракциялық және компоненттік құрамын толық анализдеу, мұнай химиясы өндірісінің анықтамасы ретінде іске асады. Мұнай құрамында қайта келмейтін табиғи ресурстар болғандықтан, қорғау және сақтау, экономикалық тиімді өңдеу жолдарын комплексті ұйымдастыру қажеттілігі туындап отыр.   

Курстық жұмыстың мақсаты: Мұнайға жалпы сипаттама беру және мұнайды өңдеу технологиясымен таныстыру. Сонымен қатар ректификация әдісімен, үздіксіз әрекетті ректификациялық қондырғының жұмыс барысы туралы мәлімет беру.

  

   

 

 

 

 I.   Мұнай саласының дамуы және мұнайға сипаттама

1. Мұнай саласының даму тарихы және қазіргі жағдайы .

      Мұнайды өндірумен адамзат бұрынғы заманнан шұғылданып келе жатқандығы белгілі және оны біздің эраға дейін VI ғасырдан бері өндіреді. Алғашында ең қарапайым әдістер қолданылатын: су қоймаларының бетінен мұнайды жинап алу,құдықтардың көмегімен мұнай сіңген құмдықты немесе әктастарды өңдеу. Алынған мұнайды құрылыста қолданып немесе дәріге қосып, оталдырғыш қоспа алуға, жарық беруге және басқа да көптеген жағдайларда пайдаланған.  Дегенмен мұнай өндірісінің бастамасы ретінде 1859 жылы АҚШ-та ұңғымаларды мұнайға механикалық бұрғылау жасау кезеңі пайда болған уақытты есептеу қабылданған, қазіргі кезде дүниежүзінде өндірілетін мұнайдың барлығы бұрғылау ұнғымасының көмегімен алынады. Бүгінгі күні жанғыш қазбаларды негізінен энергетикалық отын ретінде қолданады, атап айтқан мұнай мен газдың жылу шығару қасиеті оларды өте пайдалы қазбаларға жатқызады. 

          Мұнай мен газдың нағыз шын қоры туралы сұрақ геологиялық және геохимиялық жағдайда мұнай мен газдың түзілуі туралы білімді қажет етеді. Мұнай орындарын дәл бағалауға мүмкіндік беретін мұнайды барлау мен өндірудің жоғары технологиясының дамуына қарамастан қор мөлшері әрдайым қадағаланып отырады. Мұнай көлемін максималды алынатын мөлшері өндіріліп қойған, ал мұнайды өндіру әлі жалғасады.  Мұнай қорының таусылмайтындағы туралы сұраққа жауап беру үшін оның шығу тегін қарастырған жөн. Ғылым мен технологиялардың дамуына байланысты пайдалы қазбалардың сол немесе басқа түрлерінің шығу тегінің алғы шарттары да бірге дамып отырады.

        Ондаған жылдар бойы мұнайдың шығу тегі туралы екі концепцияның- биогенді (органикалық) және абиогенді (бейорганикалық немесе минералдық) қарама қайшылығы сақталуда. Өткен 100 жылдықта мұнай проблемасы туралы химиялық, геохимиялық және геологиялық мәліметтердің біразы жинақталған болатын. Дегенмен мұнай түзілетін бастапқы зат туралы, мұнайдың концентрленген шөгінділерінің бүтін кен орындарына қалыптасу процесі осы күнге дейін аяғына дейін шешілген жоқ. Мұнайдың органикалық генезисі туралы көзқарастарды нақты деп есептейтін ғалымдардың көп болуына қарамастан, олардың біразы келіспеушілік тудырып, оның минералдық шығу тегінің пайдасына жаңа дәйектер іздеуде.

          Мұнайдың шығу тегі туралы гипотеза алғаш рет XVIII ғасырдың бірінші жартысында пайда болды. Оны М.В. Ломоносов «О слоях земных» (1733ж.) еңбегінде жазған болатын, осыған іле-шала бұл ойды неміс ғалымы И.Генкель және француз ғалымы Б. де Молье тұжырымдады.  М.В. Ломоносов өзінің трактатында мұнайдың бастапқы  құрамы тас көмір, ал И. Генкель мен Б. де Молье - өсімдіктер мен жануарлардың қалдықтары болып табылады деп жазды. Кейінірек академик В.И. Вернадский мұнайда органикалық әлемде кездесеттін азотты қосылыстардың болатындығына көңіл аударды.

           1919 жылы Н.Д. Зелинский Балқаш көлінен батпақтар мен көлдердің түбіндегі өсімдіктердің шіріп қалған лай қабаты-сапропельді өңдеу жұмыстарын жүргізді.

    Жалпы алғанда, барлық  елдің мұнайының құрамы мен  құрылысының ұқсастығы, бірыңғай  ішікі құрылымы мен мұнайдың элементтік құрамының бірдей болуы сияқты мәселелер органикалық теорияның аргументтерінің артығырақ екенін көрсетті.

       Ресей мұнай ісінің дамуында Д.И. Менделеевтің ерекше роль атқарғандығын атап өткен жөн. Менделеев мұнай айдау технологиясын өзгертіп, сұйықтық үздіксіз құйылып тұруы үшін ыдысқа саңылау жасауды ұсынды. Бұл өз кезегінде қалдықтарды аластау үшін процесті тоқтатпауға мүмкіндік береді. Ол мұнайды арбамен тасып жүрмес үшін өндіріс орнынан түтік шығарып, осындай түтікті керосин тұтынушыға тікелей тиеуі үшін зауыттан жағалауға дейін тартты.

         1932 жылы И.М. Губкин өзінің «Учение о нефти» кітабында сол кездегі мұнай мен газдың даму тарихынан қорытындыларын жасады. Мұнай түзілу үшін бастапқы зат ретінда сапропельді, яғни теңіздер мен басқа да су қоймаларының шөгінділерінде ыдыраған өнімдерді қарастырды. 

            Органикалық заттардың мұнайға ауысуының 1-ші сатысында өсімдік және жануарлар қалдықтарының тұнбаға түсуі болады. Әрі қарай 2-ші биохимиялық сатысында жинақталған органикалық тұнба жаймен өзгеріп, тығыздалып, біртіндеп суынан айырылады.

3-ші сатысы – шөгінділердің  тау жыныстарына айналуы. Органикалық  тұнбаның бөліктері бетінде жаңа  тұнбалардың қабаты пайда болып  біртіндеп 1,5-2 км тереңдікке жылжиды.

       Егер мұнай органикалық заттардың өзгеруінің ұзақ процестері есебінен түзілсе, оның қоры бітіп қалуы мүмкін және адамзат энергиясының альтернативті көздері туралы ойланулары керек. Егер мұнай көміртек пен сутектен тереңнен синтезделіп алған өнім болса, оның қорын сарқылмайды деп санауға болады. Геологиялық ғылым мен мұнай өндіру практикасының алдында мұнайдың нақты қорын анықтау және ескі, қайтадан ашылатын кен орындарының ерекшеліктерін ескере отырып, жұмыстар жүргізу мәселелері тұр.

            Қазақстанда  тәуелсіздік алған жиырма жыл ішінде еліміз мұнай өндірудің жылдық көрсеткішін 4 есе ұлғайтты. Ал әлем бойынша бұл көрсеткіш 1.5 есе ғана көбейді. Ғаламдық мұнай нарығындағы Қазақстанның үлесі 10% асты. Еліміздің мұнай және газ министрлігінің 2010-2014 жылдарға арналған Стратегиялық жоспары бойынша, Қазақстанда жұмыс істейтін мұнай өндіруші компаниялар 2015 жылға қарай мұнай өндіру көлемін жылына 100млн т-ға, 2020 жылы 130 млн т-ға жеткізуді көздеп отыр. Осыған орай, Қазыналы өлке –Каспий айлағында ондаған жаңа мұнай газ жобалары қолға алынуда. Салаға бағытталған  жүздеген миллиард доллар инвестицияның 80% астамы шетелдік компаниялар мен бірлескен кәсіпорындар арқылы жүзеге асырылып жатыр.

 

1.2 Мұнайдың элементтік  және топтық құрамы.

    Мұнайдың сапасы және оны әрі қарай өңдеу маңызды физикалық және химиялық сипаттамаларымен анықталады. Оның тығыздығын, тұтқырлығын, химиялық құрамын осы және басқа да көптеген қасиеттерінің өзгеру заңдылықтарын білмейінші мұнайдың  сапасын, сәйкесінше оның бағасын және өңдеу сұлбасын анықтау мүмкін емес. Табиғатта мұнай- жанғыш майлы сұйықтық, судан жеңіл, өзіне тән иісі бар, көбінесе қара түсті болады. Мұнайдың түсі жоғары молекулалы шайырлы заттардың құрылысы мен санына байланысты,ашық сары түстен қараға дейін, кейбір мұнайлар жарыққа шағылысқанда жасыл немесе пурпур түске флуоресцирленді. Мұнай түрлері қасиеттері бойынша бір-бірінен ерекшеленеді: түсі, тығыздығы, ұшқыштығы, қайнау температурасы. Дегенмен кез-келген мұнай-суда мүлдем ерімейтін, құрамы бойынша-көп компонентті ( бірнеше мың әр түрлі химиялық қосылыстар ) көміртек атомдарының саны 100-ге дейін және оданда көп кетероорганикалық қосылыстар мен кейбір металдардың қоспасынан тұратын көмірсутектердің күрделі қоспасы. 

     Көмірсутектердің молекулалары құрылымы  бойынша әртүрлі, олардың құрамында көміртек атомының жәй және күрделі атомдары болады, олардың ішінде нормальді, тармақталған, сақина тұйықталған, көп шығыршықты құрылымды айта кеткен жөн.

    Мұнайдың химиялық құрамының әртүрлілігіне қарамастан оның элементтік құрамы 5 химиялық элементтің- көміртек,сутек, оттек, күкірт, азот міндетті түрде болуымен сипатталады.

 

 

 

 Мұнай мен мұнай өнімдерінің  көп бөлігін көміртек ( 83-87% ) және  сутек (12-14 %) құрайды. Гетероатомдық қосылыстардың мөлшері мұнайдың жасы мен шығу тегіне байланысты. Гетероатомды гетероорганикалық қосылыстар- құрамында күкірт, азот және оттек, сонымен қатар барлық мұнайда болатын минералды қосылыстар.

     Күкірт мөлшері 0,2 ден 8,0% -ға дейін, оданда көп болуы мүмкін, оттек мұнайда 0,05-тен 3,6%-ға дейін болады, ал азот 1,7%-тен аспайды. Мұнайдың құрамынан аз мөлшерде басқа да кейбір элементтер, оның ішінде металдар табылған. Табиғи жанғыш газ негізінен газ тәрізді парафинді көмірсутектер- метан, этан, пропаннан тұрады. 

    Гетероорганикалық қосылыстардың шикі мұнайда 10-20% жетуі мүмкін. Көптеген мұнайдың күлінде никель, ванадий, натрий, күміс, кальций, алюминий, мыс және басқалары табылған. Бұл элементтер кейбір органикалық қосылыстардың құрамында болған болуы керек.

    Мұнайдың барлық түрінің  басты массасын шектеулі СnH2n+2 көмірсутектер мен СnH2n нафтендер және СnH2n-2 –ден СnH2n-6, ароматты көмірсутектермен қоспасы құрайтындығы қазіргі кезде белгілі.

   Топтық құрамы. Мұнайға сипаттама беру мен оған кіретін компоненттерді жіктеу, сонымен қатар болашағын болжау үшін мұнайдың элементтік құрамын білу жеткіліксіз. Осы міндетті шешу үшін мұнайдың құрылымдық –топтық құрамын анықтайды.Құрылымдық-топтық талдау көмірсутектер кластарының арендердің,циклоалкандардың және алкандардың құрамын анықтауға мүмкіндік береді.

     Топтық құрамы мынадай  көмірсутектерден тұрады: 

• Парафинді (метанды) көмірсутектер (алкандар);
• Нафтен көмірсутектері (циклоалкандар);
• Ароматты көмірсутектер (арендер);
• Гибридті көмірсутектер (парафин-нафтен-ароматты).

Шикі мұнайда көмірсутектер әртүрлі қатынаста болады. Мұнайдың көптеген аралық немесе аралас типтері болады. Шикі мұнайда құрамы мен құрылысы бойынша табиғи  газдарға сәйкес келетін еріген газдардың біршама мөлшері болады және жеңіл парафинді көмірсутектерден тұрады.

   Парафинді мұнайда нафтенді  немесе асфальтенді мұнайға қарағанда бензин мөлшері көп, күкірт аз болады ол жағар май мен парафиндер алуда басты шикізат болып табылады. Қазақстанда парафинді мұнайға Маңғыстау (Өзен, Жетібай) мұнайы жатады. Шикі мұнайдың нафтенді түрінде бензин мөлшері аз, бірақ күкірт пен мазут, сондай ақ асфальт көп болады.                                                               

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3 Мұнайдың жіктелуі және технологиялық сипаттама.

Мұнай газ кен орындарының қалыптасуы, оларды іздестіру мен барлау, мұнайдың химиялық құрамы мен өңдеу жолдары және сол сияқты көптеген сұрақтарға  мұнайлардың жіктелуі жауап беруге тиісті. Дегенмен мұнайлардың бірыңғай жіктелуін құрастыру қиын мәселе болып табылады. Химиялық құрамы едәуір күрделілігіне байланысты, бір кен орынының әр түрлі ұңғымаларының мұнайлары өзгеше болады. Белгілі физико-химиялық және т.б сипаттамалары бойынша талдау, олардың жіктелуін қиындатады. Сондықтан қазіргі кезде бірыңғай жіктелу болмағанымен, көптеген жалпы схемалар бар.