Производство этанола

Механикалық– фильтірлеу, ультрадыбыспен қайта өңдеу.

Термиялық – мұнайды судан тұндыру және ысыту, және ыссы сумен шаю.

Электрлік – тұрақты және аралық токпен электрлік өрісте қайта өңдеу

Химиялық – әртүрлі демультаторлармен қайта өңдеу.

Ескеру керек, тым жоғары температурада бөліну процессі – УВ крекинг басталады. Бөлінуді болдырмау үшін қайнау температурасын төмендету керек. Бұл мұнайды вакуумда айдағанда жүзеге асады. 180°Сжәне 400°С температура аралығында атмосфералық қысымда қайнайтын мұнай фракциясы 170-220°С аралығында, (5-10 қалған қысым) вакуумда айдалынуы мүмкін. Қазіргі жобада теңіз, аулағыш, жерасты су және канализациялық линиялардың бетінде жиналатын араласқан мұнай қалдықтарды айдау қарастырылған.

Мұнайға қарағанда араласқан мұнай қалдықтардың құрамында 140°С температурада қайнайтын фракциялар болмайды. Арласқан мұнай қалдықтардың құрамында бензинді фракциялардың болмауы соңғы айдаудың технологиясын оңайлатады және аз мөлшерде шығындалумен мұнай өнімдерін (керосин, дизельдік отын және жеңіл май) алуға мүмкіндік береді.

Змеевиктің ішкі құбырын пайдаланудағы қалдық кокс жандыру технологиялық схемасы:

Пеш пайдалануда өндірілетін кокстың ауа – бу жандыруы құбырлы пештерді кокс қалдықтарынан өңдеу кестесі бойынша жүзеге асады. Украиндық, «Гипронефтемаш» бұл әдісті келесі ретпен жүзеге асырады. Коксты жандыру процесінде алмалы катушка көмегімен ауа және бу лигасын жағдайы (рупор=3-5 –өлш., Р=3-5 өлш), жандыру өнім түрін құбыры арқылы шығарылады, ол өнімдер тораптары жандыру кезінде бәсеңдетіледі. Змеевикті кокстан ауа бу тәсілі арқылы тазарту келесі сатымен жүргізіледі:

Шикізат насос қондырғысын тоқтатқаннан кейін, пеш Змеевтің бу үрлеу арқылы 2-3 сағат аралығында тазартады. Буландыру пеш фомасының бәсеңдетілген қызуында және будың шығу температурасы 300-3500С аспауы керек.Буландыруды 3 сағаттан кейін тоқтатып форсунканы өшіру керек.

Змеевикта мұнай өнімнің жоқтығын және екіншілік қысымдытексеріп, өнімділік торабына бәсеңдеткіш қою.

Пештің кіру, шығу құбырларын ауа – бу кестесі арқылы жалғау.

Термопар тығындарын ашып, термопар қалталарын кокстан тазалау. Кокс үлгісін анализге алу.

Коксты жандыратын құбыр қабырғасының термпература айырмасын анықтау үшін әрекеттесу термопарын тексеру.

Газаулағыш желілердің дұрыстығын тексеру.

Аспаптарды орнатып жұмысқа жарамдылығын тексеру.

Змеевикті түтін құбырынан бу шыққанша үрлеп, буды тоқтату.

Пеш змеевигінің әрбір ағыны үшін сығындалған ауа өтудің қысымын тексеру.

Кокс жандыруды өнім ұзындығы бойымен жүргізу.

Форсункаларды жағып, Змеевикке бу жіберіп температура айырмасын әр сағат сайын 50-700С көтеріп отыру.

Температура айырмасы 400-5000С жеткенде пешке бәсеңдетіп ауа жіберіп, бу мөлшерін баяулатуды ескеріп кокстың жануын құру.

Кокстың жану температурасы 420-4600С.

Коксты жандыру 30 мин асқаннан кеін жандыру өнімі құралындағы көмірқышқыл газы (СО2) мен оттек (О2) мөлшерін анықтау үшін сынама үлгісін алу. Әрі қараай сынаманы 2 сағат сайын алып тұру.

Змеевик құбырындағы кокс жану температурасы тұрақты режимге келтіріп, форсункаға өнім берілуін минимумға жеткізу.

Температура интервалын 6000С ұстап тұру.

Ауа – бу қоспасының құбыр қимасы арқылы ағынын және температуа көрсеткіші көмегімен құбырдағы кокстың тұрақты қозғалысын бақылау (tmax=7000C).

Форсунканы өшіру

Кокс бөлшектерімен өнім шығынының біркелкілігін тұрақтандыру үшін ауа – бу қоспасының берілу торабының қысымын 3-5 кгс/см2 ұстап тұру.

Коксты жандырған кезде өнімдер құрамында СО2 мөлшері 0,2-0,25% болса кокс жануының соңын көрсетеді. Бірақта жану өнімінің анализін 30 мин сайын өткізіп тұру қажет.

Жанудың соңы Змеевик құбырларының түсінің өзгеруімен пештен ауа - бу қоспасының шығуымен анықталады.

Үшқайтара тексеру кезінде СО2 мөлшері 0-0,1% болғанда коксты жандыруды тоқтату.

 Кокс толық жану  кезеңіне жетті сөніп қалған  жағдайда, ауа берілуін тоқтатып  пеш Змеевигін түтік құбырынан  таза бу шыққан үрлеу. Процестің  қалпына келтіріп белгілі ретпен  қайтадан іске қосу.

Жандыру буының бөлінуін түтік құбырынан қара түтіктің бөлінуімен сипатталады.

Құбыр түстерінің сипаттамалары: қоңыр – 5500 С, қара – қызыл 6500 С, қара - күлгін 7000 С-та болады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Қондырғының атауы және арналуы, зерттелетін процесстің мазмұны, технологиялық схемасы және оның сипаттамасы, технологиялық регламент

 

Мұнай немесе құрамында мұнай бар қалдықтарды айдаудағы технологиялық процесс келесі бөлімдерден тұрады:

1. шикізатты дайындау.
2. пеште бу - сұйықтық қоспаны алғанға дейінгі шикізатты қыздыру.
3. атмосфералық жағдайда вакуумды құруға арналған жеңіл тұрақты емес бензин, керосин және жартылай өнімді бөлу және алдыда жартылай өнім негізінде жоғарыда айтылғандай дизельдік отын, керосин, жеңіл май және вакуумда кубтық қалдықты бөліп алу.

 

П-2, ВК-1 схема бойынша вакуумдық қондырғының технологиялық схемасының сипаттамасы

 

Шикізат (атмосфералық қондырғыдағы жартылай фабрикат) Е-2 емкостьтан НЕ-2 насос арқылы П-2 пешіне тасымалданады.ВТ-1/2 рекупираторында булардың буы арқылы дизель отыны 120-1400С-қа қыздырылады.Содан кейін шикізат П-2 пешіне өтіп, змеевик (L=350-400 метр) арқылы өткен кезде осы пеште 320-3600С қыздырылады.  П-2 пештің ортаңғы радиациясында түтін газдардың температуралары 500-6000С-тан аспау керек.Шикізаттың температурасы пештің кірер, ортасында және шығарында екіншілік операторлықта орнатылған қондырғы арқылы тіркеледі.Шикізаттың П-2 пешінен шығар кезіндегі температурасы берілістің каскад схемасындағы клапан және отын шығыны арқылы реттеледі. П-2 құбырлы пештен шикізат булы-сұйық күйінде куб (V=6м³, Д=1,6м, Н=3м) және цилиндрлі бөліктен (Д=0,8-1,0м, Н=8-10м) тұратын насадкалармен толтырылған, олар Рашига сақиналары бар вакуум колоннаның (саптамалы колонна) жоғарғы бөлігіне келеді.

ВК-1 колоннасында жартылай фабрикат немесе НСП булы-сұйық қоспасы келесі фракцияларға ажыратылады: 

• Керосин фракциясы – 120-2500С
• Дизель отыны – 120-2500С
• Жеңіл май – 300-4000С
• Кубтық қалдық - >3600С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Негізгі аппараттардың және олардың сызбаларының сипаттамалары

 

Каучук тәріздес полимерлердің басқа полимерлік қосылыстардан ерекшелігі оларға жоғары иілгіштік қасиет тән, яғни кішкентай серпімділік модулінде, кең температуралық диапазонда үлкен қайтымды деформа-циялануға қабілетті. Молекулалық құрылымына негізделген бұл қасиеті олардың техникалық бағасын анықтайды.

Синтетикалық каучуктердің әртүрлі түрі өндіріледі, олардың ішінде жалпы тағайындалатын каучуктердің үлесі жоғары, жалпы әлемдік өндірістің 80%-ға жуығын құрайды. Жалпы тағайындалатын каучуктерді әдеттегі температурада каучуктерге тән эластикалық қасиеті қажет болғанда қолданады. Жалпы тағайындалатын каучуктердің ішіндегі барынша кең тараған өнім - бутадиен-стиролды каучук.

 Бутадиен-стиролды каучук – бутадиен-1,3 пен стирол немесе метилстиролдың сополимерлену өнімі.

Полимерлену шартары мен қолданылатын компоненттердің құрамына қарай құрамы мен қасиеттері бойынша ажыратылатын бутадиен-стиролды каучуктер шығарылады.

Синтетикалық каучуктер арасында олар өндіру көлемі бойынша алдығы қатарда. Бутадиен-стиролды каучук көбіне резина бұйымдары: шина және конвейерлік лента өндірісінде қолданылады. Бутадиен-стиролды каучуктің жалпы өндірілетін көлемінің шамамен 75% шина өндірісіне жұмсалады. Жеңіл және жеңіл-жүк шиналары үшін өндірілетін бұжыртабанды резина өндірісінде кең қолданылады, жолмен жақсы ілініседі және тозу төзімділігі жоғары болып келеді.

Ерітіндідегі бутадиен-стиролды каучуктерді әртүрлі қолданылатын резинотехникалық бұйымдар, кабель бұйымдары, резиналы аяқ киімдер, спорттық инвентарьлар, ойыншықтар жасауға, сонымен қатар азық-түлік өнімдерін қаптауға қолданaды.

Эмульсиялы бутадиен-стиролды каучуктердің негізгі қолданылу аймағы – шина өндірісі. Оларды сонымен қатар транспортерлік лента, әртүрлі резинатехникалық бұйымдар өндірісінде кең қолданады. Құрамында стиролдың мөлшері төмен болатын (10%) бутадиен-стиролды каучуктерді төмен температура шарттарында жұмыс істейтін бұйымдарды жасау үшін қолданады. Бутадиен-стиролды каучук негізінде g-радиация әсеріне тұрақты қорғаныс резиналарын жасайды.

Бутадиен-стиролды каучук кең ассортиментте және ірі көлемде шығарылады, бұл бастапқы мономерлердің (бутадиен және стирол) салыстырмалы қолжетімділігі, қасиеттерінің біркелкілігі және алынатын полимердің жақсы сапасы, сонымен қатар өндіру технологиясының меңгерілгенімен түсіндіріледі. Бутадиен-стиролды каучуктің өнеркәсіптік шығарылымы және оның тұтыну мөлшері өте үлкен көлемге жетті.

 

Процесс сипаттамасы

 

Жоғарымолекулалы қосылыстар алудың екі негізгі тәсілі бар: полимерлену және поликонденсация. Синтетикалық каучуктердің көп бөлігін полимерлену арқылы алады.

Полимерлену – бұл бір немесе бірнеше мономер молекуласын тізбектеп қосу арқылы жоғарымолекулалы қосылыстар алу процесі. Мұнда түзілген полимердің элементар звеносы құрамы бойынша бастапқы мономермен бірдей болады. Полимерлену массада, ерітіндіде, эмульсияда және қатты фазада жүргізіледі. Полимерлену реакциясы жалпы түрде келесі теңдеумен сипатталады:

Барлық тізбектік реакциялар секілді полимерлену 3 элементарлы сатыдан тұрады: активті орталықтың түзілуі, тізбектің өсуі және тізбектің үзілуі. Бұл реакциялар әртүлі тәсілмен жүруі мүмкін, бірақ әрқашан келесідей процестің принципиалды схемасы сақталады:

активті орталықтың түзілуі (иницирлеу)

       тізбектің өсуі

             тізбектің үзілуі

 

мұндағы: І-инициатор молекуласы; М-мономер молекуласы; RM∙- активті орталық; ~М∙, ~МММ∙- өсіп келе жатқан тізбектер; Мn- полимер молекуласы.

Активті орталықтың табиғатына қарай келесідей бөлінеді:

• радикалды полимерлену, мұнда активті орталық еркін радикалдар;
• иондық полимерлену, мұнда активті орталық иондар;
• ион-радикалды полимерлену, мұнда активті орталық ион-радикалдар болып табылады.

 

Радикалды полимерлену

Синтетикалық каучук алудың негізіне  қанықпаған көмірсутектерді радикалды полимерлеу процесі жатыр.

Реакциялық тізбекті бастайтын радикалдардың түзілуі – иницирлеу тәсіліне қарай – термиялық, фотохимиялық, радиационды және иницирленген полимерлену деп ажыратылады.

Полимерленудің барынша кең тараған тәсіліне иницирленген полимерлену жатады. Бұл кезде радикалды сырттан еркін күйде немесе реакция жағдайында еркін радикалдар түзіп ыдырайтын қосылыстар – инициаторлар түрінде енгізуге болады. Оларға гидропероксидтер (мысалы, бензолдың гидропероксидтері және изопропилбензол), персульфаттар (мысалы, натрий, калий және аммоний персульфаттары), азоқосылыстар, дисульфидтер және басқалары жатады.

Еркін радикалды сырттан енгізумен өтетін полимерлену сирек қолданылады.

Полимерлену кезінде қолданылатын инициатор мөлшері кішкентай және ол мономер массасында 0,1-1,0% аралығында болады. Инициатор ыдырағанда жоғары реакциялық қабілеттілікпен сипатталатын еркін радикалдар түзіледі. Олар мономерлермен реакцияға оңай түседі, полимерленуді иницирлейді.

 Тізбектің өсуі реакциясы еркін радикалдардың мономер молекуласымен әрекеттесуінің  тізбектелген қатарынан тұрады, мұнда өсіп жатқан тізбек полимерлену процесінде молекулалық массасы артатын еркін радикал болып табылады.

Қанықпаған қосылыстардың полимерленуі кезінде полимерлік тізбектің өсуі үлкен жылдамдықпен және жылу бөлінумен жүреді. Бұл кезде өсудің активтендіру энегиясына төмен және ол 16,4-41,9 кДж/моль-ге тең.

Реакциялық ортаға арнайы заттарды енгізу арқылы полимердің орташа молекулалық массасы, оның полидисперстілігі мен тармақталуын реттеуге болады. Бұл заттар молекулалық массаның реттегіші деп аталады. Әдетте реттегіш ретінде хлорланған көмірсутектер (көміртектің тетрахлориді, этилентетрахлорид, гексахлорэтан), меркаптандар (додецилмеркаптан, үш-бутилмеркаптан), тиогликол қышқылы және басқаларын қолданады. Енгізілетін реттегіш мөлшері мономер массасынан 0,2-ден 0,6%-ға дейін болады.

Радикалды полимерлену өсіп келе жатқан тізбекте активті еркін радикал сақталғанға дейін жүреді. Активті радикалдың  қандай да бір зат молекуласымен әрекеттесуі реакцияға қабілеттілігі аз зат түзеді, ол тізбекті жалғастыра алмай полимерлік радикалға жалғануынан тізбектің үзілуі және баяулауы немесе полимерленудің толықтай тоқтауы өтеді.

Заттың полимерленуді толықтай тоқтату немесе оны баяулатуына қарай полимерленуді тежейтін заттарды ингибиторлар (стопперлер) және баяулатқыштар деп бөледі.

Реакцияның үзілуі екі өсіп келе жатқан тізбектің әрекеттесуі кезінде рекомбинация арқасында мүмкін болады. Әдетте бұл жоғарымолекулалы массалы және қасиеттері нашарлатылған құрылымдық полимер алуға әкеледі. Полимерді құрылымдауды ескерту үшін реттегіштер енгізеді.

Полимерлену процесінің ингибиторлары әртүрлі класқа тиісті органикалық және бейорганикалық қосылыстар болуы мүмкін. Олардың қатарына көпатомды фенолдар – гидрохинон, пирокатехин, пирогаллол, ароматикалық аминдер және нитроқосылыстар, ди және полисульфидтер, дитиокарбаматтар, сонымен қатар күкірт, йод, мыс, темір және хромның сірке, салицил, акрил және метакрил қышқылдарының тұздары кіреді.