Мұнайды өңдеу процестері

• Физикалық;
• Химиялық;

Процестер тобы	Процестің аталымы
1	2
А. Физикалық
	1. Тұзсыздандыру және сусыздандыру 2. Атмосфералық және ваккумды  айдау 3. Сольвентті деасфальттау 4. Полюсті еріткіштермен  экстракциялық жақсарту. 5. Кристалдау арқылы депарафиндеу: адсорбиялық карбамидті
В. Химиялық.
1. Деструктивті.
Каталитикалық .	1. Каталитикалық крекинг  2. Алкилдеу 3. Полимерлеу
Термиялық .	термиялық крекинг және        висбрекинг Кокстеу Пиролиз
2. Гидрогенді
Каталитикалық	Гидрожақсарту Гидрокрекинг Гидрокаталитикалық Гидроизомерлеу Гидродепарафиндеу Гидродеароматтау
Термиялық	Гидровисбрекинг Гидропиролиз Донорлы-сольвентті крекинг
3. Тотықтыру
Каталикалық	Демеркаптанизация
Термиялық	Битум өндірісі Пектер өндірісі Көмірлер мен кокстерді тазалау

 

 

    2.2 Мұнайды технологиялық процеске дайындау.

Ұңғымадан алынған мұнай- қара-қоңыр түсті, өткір иісті, тез оталатын май тәрізді сұйықтық. Мұнай ірі резервуарларда сақталады. өңдеу заводтарына танкерлер немесе құбырлар арқылы жеткізеді.

             Әдетте, жер қойнауынан өндірілген  мұнайдың құрамында:

• серіктес газдар,
• қаттық (қаттық жер қыртысы) сулары,
• минералды тұздар
• әр түрлі механикалық қоспалар (құм, топырақ және т.б)

Мұнайдың құрамындағы газ, судың және қоспалардың болуы оның тасымалдануын және өңдеуін айтарлықтай қиындатады. Механикалық қоспалар мұнай құбырларының ішкі бетінде эрозияның пайда болуын күшейтеді. Олар өңдеу барысында жылуалмастырғыштардың және пештердің құбырларында шөгіп, оларды жиі тазалау қажеттілігін туғызады, яғни артық энергия жұмсауға және өнімділігін азайтады.

          Мұнайда  судың болуы олардың тотығуға  бейімділігін күшейтіп, технологиялық  құрал жабдықтардың коррозиясын  туғызыды және тұрақты су–мұнай  эмульсясын түзуге әсерін тигізеді. Мұнайды өндіру және тасымалдау кезінде 100˚С –қа дейін қайнайтын жеңіл фракциялар (метан, этан, пропан және т.б бензин фракциясымен бірге) біраз шығынға ұшырайды– шамамен фракцияның 5%–і. Сондықтан мұнайды тасымалдау және өңдемес бұрын алдын–ала өңдеу–оны даярлау жұмыстар жүргізіледі. Даярлау мынадай сатылардан тұрады:

• мұнайдан газды сепарация және тұрақтандыру арқылы бөлу;
• механикалық қоспалардан тазалау;
• сусыздандыру және жартылай тұссыздандыру.

           Соңғы  өнімге қатаң талап қойылатындықтан  кейде қосымша айдау жүргізіледі. Мұнайдың құрамындағы тұздарды толық еріту үшін, шикі мұнайға таза су қосып 2–3 сатымен сусыздандырады.

            Мұнайды өңдеуде шығынды азайту  үшін оны арнайы өңдеуден өткізеді.  Мұнайдағы газды бөлу үшін сепарациялау және тұрақтандыру процестері жүргізіледі.  Мұнайдағы механикалық қоспалар мен суларды тұзсыздандыру және сусыздандыру процестері арқылы кетіреді.

            Мұнай қаттарында жоғарғы қысымның әсерінен газдар мұнай құрамында ериді. Мұнайды жер бетінде бұрғылау арқылы шығарған кезде,қысым күрт төмендейді де нәтижесінде құрамындағы еріген газдар бөлініп шығады. Осы сәтте бөлінген газды ұстап қалу маңызды.

         Әдетте  ұңғымадан газ–мұнай қоспасы  жеке газды ажыратқыш қондырғыға  – сепараторға келіп түседі. Сепараторда  газ бөлініп қоспа дегаздалады. Қазіргі кезде құрылысы және тиімділігі бойынша түрлі сепараторлар қолданылады. Дегаздау процесінің негізгі мақсаты – газ–мұнай қоспадан мүмкіндігінше серіктес газдарды толығымен бөліп алу. Сонымен қатар газбен бірге мұнай тамшыларын алып кету процесін төмендету үшін сепарацияны  әдетте бірнеше сатыдан өткізеді. Сепарацияның көпсатылығы газ–мұнай қоспаның тізбекті  сепаратор–траптары арқылы жіберіліп қысымның біртіндеп төмендеуінде. Қысым төмендегенде серіктес газдар мұнайдан ажыратылады. 

            Газдан тазартылған мұнай тұндырғыштарға құйылады, бұл жерде шикі мұнайды қоспалардан және судан бөледі, сонымен қатар мұнай құрамындағы С1 –С5 көмірсутектерден, күкірттісутектерден тазалау үшін тұрақтандыру(стабилизация) процесі жүреді. 

 

 

 

 

 

 

    

 

 

 2.3 Мұнайды ректификациялау әдісі.

Атмосфералық қысымда жұмыс істейтін құбырлы қондырғыларда мұнайды айдағанда одан мөлдір дистиляттар түзіледі. Атмосфералық қысымда айдағаннан кейін пайда болатын қалдық зат ол мазут. Мазут –330–350˚С –тан жоғары температурада айдалатын фракция. Мұндай қондырғыларды атмосфералық құбырлы қондырғы  (АҚҚ) деп атайды. 

           ЭТҚ  қондырғысында сусыздандырылған  және тұзсыздандырылған мұнай  насос арқылы жылалмастырғышқа  жіберіледі. Онда мұнай 220 –230˚С температураға дейін қыздырылады да, ары қарай ректификациялық колоннаға (РК) жіберіледі.

            Атмосфералық қысымда біріншілік  айдау барысында мынандай өнімдер  түзіледі:

1. Негізінен пропан мен бутаннан тұратын сығылған (сұйыққа айналдырылған) газ. Құрамында газ мол мұнайды өңдегенде пропан бутан фракциясы айдау қондырғысынан сұйық түрінде ғана емес, сонымен бірге газ түрінде де бөлініп шығады.
2. Бензин фракциясы 30–180˚С аралығында айдалады. Бензин фракциясын автобензиннің компоненті түрінде, каталитикалық риформинг қондырғысының қажетті шикізаты ретінде пайдаланады.
3. Керосин фракциясы 120–315˚С аралығында айдалады. Реактивті авиация двигательдерінің жанармайлары, шырақ шам майларында, тракторлық карбюраторлық двигательдердің отыны ретінде қолданады.
4. Дизель фракциясы 180–315˚С 350˚С аралығында айдалады. Бұрындары дизель фракциясын атмосфералық газойль деп атаған. Бұл фракцияны автомобильдерде, тракторларда, тепловоздарда, теңіз және өзен кемелерінде орнатылған дизель двигательдерінің жанармайы ретінде пайдаланады.
5. Мазут –мұнайды атмосфералық қысымды айдағанда түзілетін қалдық. Оның бастапқы қайнау температурасы 330–350˚С. Мазут термиялық крекингтің шикізаты болып саналады және отын ретінде де пайдаланылады. Мазуттың өңдегенде түзілетін вакумдық дистиллят 350–500˚С температурада айдалады және каталитикалық крекинг пен гидрокрекингтің шикізаты ретінде қолданылады. Бұл фракцияны кейде вакумдық газойль деп атайды.
6. Гудрон - мазутты вакуумдық айдау кезінде қалатын қалдық, ол 500˚С та айдалады. Гудрон тұтқырлығы жоғары, 30–40˚С та қатып қалатын өнім болып саналады. Оны термиялық крекинг, кокстеу, битум мен тұтқырлығы жоғары майлар өндіруде пайдаланылады.

Ректификациялық колонна. Ректификациялық колонна деп арнайы қондырғылармен - ректификациялық табақшалармен немесе насадкамен – қамтамасыз етілген вертикаль цилиндр тәріздес мұнайды айдап өңдеуге арналған аппаратты айтады. (19 сурет). Табақшалар мен насадка колоннаның бойымен көтерілетін будың төмен қараай ағатын сұйықпен тығыз жанасуын қамтамасыз етеді. 

     

                                               1 сурет

Ректификациялық колоннаның жоғарғы жаынан төмен жатқан тәрелкелерге үнемі сұйық (флегма) ағып түсіп жатады (сурет). Дайын өнімнің бір бөлігі (ректификат) конденсацияланғаннан кейін байытылған сұйық (суармалау) түрінде жоғарыдағы тірелкеге қайтарылып отырады. Колоннаның төменгі жағынан бу үздікіз жоғары қарай көтеріліп отырады. Колоннада бу ағымын үнемі тудырып отыру үшін колоннадан шығарылатын қалдықтың бір бөлігі қыздырылып буға айналдырлады да колоннаға кері қайтарылып отырады.

Мұнайдың фракциялық құрамын стандартты айдау аппаратында (АРН–2 типтегі) зертханалық тәсілмен анықтайды. Әдетте 350˚С дейін қайнайтын фракцияларда ашық түсті мұнай өнімдерін алады, атап айтқанда ұшақ және автомобиль бензиндері, бензиндер–еріткіштер, дизель майларының әр түрлі сұрыптары өндіріледі. Өндірісте мұнайды фракцияларғабөлу үздіксіз жұмыс істейтін ректификациялық колонналарда жүзеге асады. Ректификациялық колонна биіктігі 50–60м. Диаметрі 3м болатын цилиндр. Оның ішінде көлденең орналасқан тесіктері бар бірнеше, ондаған қалқалардан(тәрелкелерден) тұрады.  300–350˚С–қа дейінқыздырылған мұнай ректификациялық колоннаның төменгі бөлігіне беріледі.

Мұнай буы саңылаулар арқылы біртіндеп суып жоғары көтеріледі. Неғұрлым жеңіл ұшатын көмірсутектер колоннаның ең басына дейін көтеріліп, жоғарғы тәрелкеде сұйылады. Керісінше аз ұшатындары аз ғана биіктікке көтеріліп төменде сұйылады. Түзілген сұйық фракциялар колонна тәрелкелерімен шығарылады.

Ректификациялық колоннада әр табақша арқылы 4 ағын өтеді:

1. Жоғарыда орналасқан тәрелкеден төмен ағатын сұйық–флегма;
2. төменде орналасқан тәрелкеден келетін бу;
3. Төменде орналасқан тәрелкеге ағатын сұйық –флегма;
4. Жоғарыда орналасқан тәрелкеге көтерілетін бу;

Ректификациялық колоннаның құрылысы жоғары көтерілетін будың жартылай конденсациялануына, сөйтіп табақшаларда жиналуына мүмкіндік береді. Жиналған сұйық фракция арнайы ағын арқылы төмен ағып кетеді. Қалғаны бу түріндегі өнімдер сұйық арқылы өтіп, жоғары көтеріледі. 

Көтерілу булары мен төмен түсетін сұйық (флегмамен) арасында жанасуды қамтамасыз ететін құрылымның ішкі құрылысына сәйкес ректификациялау тізбектері қондырылмалы, табақшалы, роторлы және т.б болып бөлінеді. Қысымға байланысты олар жоғары қысымдық ректификациялау, атмосфералық және вакуумдық тізбектеріне бөлінеді.  

Қондырғыны қолданудың мақсаты болып, бірін–бірі қанықтыру үшін флегма мен булардың бір–бірімен жанасу ауданын ұлғайту болып табылады.

  Қондырмалы тізбектің дұрыс жұмыс атқаруы үшін өте мәнді болып ағып түсетін флегма мен булардың біркелкі таралуы болады. Бұған қондырғы денесінің біркелкілігі, жоғары шығатын ағымның жылдамдығы, қондырғы қабаттарының біркелкі бөлінуі  және тізбектің қатаң түрдегі тіктігі тигізеді.

Ректификациялау  тізбектерінің  құрылымы және әрекеті, олардың түрлері. Қарапайым және күрделі қоспаларды  ректификациялау периодты  немесе үздіксіз жұмыс жасайтын тізбектерді іске асырылады. Мерзімді (периодты) жұмыс жасайтын тізбектер өнімділігі төмен қондырғыларда көп мөлшердегі фракцияларды алу және бөлудің жоғары нақтылығы қажет болған жағдайларда қолданады. (2 сурет).

                                      2 сурет

 

Шикізат айдаушы кубқа 1 оның диаметрі 2/3 биітігіне дейін түседі, онда тұйық газдың буымен қыздырылады. Ректификациялық қондырғының жұмыс атқаруының бірінші кезеңінде қоспаның ең ұшқыш компонентін шығарып алады, мысалы, бензол, одан соң ауа температурасын көтермелей отырып, қайнау температурасы жоғарырақ компонентті алады (бензол, толуол және т.б). Өте жоғары температурада қайнайтын қоспалар кубта қалады және қалдығын қалыптастырады. Ректификациялау процесі аяқталғаннан кейін, ол қайтадан шикізатпен толтырылады және ректификация қайтадан басталады. 

Алынатын өнімнің санына байланысты, ректифиациялау тізбектері қарапайымды және күрделі болып бөлінеді. Біріншіден, ректификациялауда екі өнім алынады, мысалы жанармай және жартылай мазут. Екіншілері үш және оданда көп өнімдерді шығаруға бағытталады. Олар бір бірімен жалғаса қосылған қарапайым тізбектерді сипаттайды, олардың әрқайсысы өзіне түсетін қоспаны екі компонентке бөліп отырады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды

Қазіргі таңда мұнай өндірісінің қарыштап дамуының нәтижесінде өндірудің тиімді тәсілдері ойлап табылуда. Мұнайды өндіру бар да, өңдеу бар. Сонымен мұнай өңдеу заводтарында технологияық процестер екі топқа бөлінетінін білдік: физикалық және химиялық. Курстық жұмысқа арқау болған физикалық өңдеу, яғни ректификация әдісі. Ректификация – мұнайдан қайнау температуралары өзара біршама жақын жататын фракцияларды алу үшін қолданады. Қазіргі кезде көптеген таза қосылыстарға сұраныстың көбеюіне байланысты ректификаия процесі кең қолданыс тапқан процестердің бірі. Ректификация процесінің қолданыс аясы кең және тиімді екенін байқадық. Аталмыш процесс мұнай фракцияларын бөлуде, таза еріткіштер мен әр түрлі қосылыстар алуда  қолданылатынын білдік.