Мұнайдың пайда болу теориясы

Біріншілік мұнай айдау  қондырғысы үшін мұнай және газды  конденсат шикізат болып табылады.

Біріншілік мұнай аудау  процесі барысында қайнау температурасының шегі,көмірсутектік және химиялық құрамы,тұтқырлық, қату температурасы және тағы басқа  қасиеттері бойынша ажыратылатын фракциялардың  және мұнай өнімдерінің кең түрлерін алады. Егер фракцияның қасиеттері стандарт нормаларына және техникалық шарттарға  сәйкес болса, от мұнай өнімі деп аталады.

28 - 180  ºС қайнау шегі бар жанармайлы фракция изомеризация, жеке ароматты көмірсутектерді (бензол,толуол),автомобильді және авиациялық жанармайлардың жоғары октанды  құрауыштарын өндіру мақсатымен каталитикалық риформинг процестері үшін шикізат ретінде қолданылатын тар фракцияларды (28 - 62, 62 - 85, 85 - 105, 105 - 140, 85 - 140, 85 – 180 ºС) алу үшін екіншілік айдау процесіне (ректификация) ұшырайды; этиленді алу кезінде пиролиздің шикізаты ретінде қолданылады.

120 – 240 ºС арасындағы қайнау шегі бар керосинді фракция реактивті қозғауыштар үшін отын ретінде қолданылады.Қажет болған жағдайда демеркаптанизация,гидротазалауға ұшырайды.Аз күкіртті мұнайлардын 150-280 ºС  немесе 150 – 315 ºС фракциясын жарықтағыш керосиндер ретінде, ал 140 – 200 ºС фракциясын лакбояушы өндірісі үшін еріткіш ретінде (уайт-спирит) ретінде қолданады.

140 -380 ºС температуралар арасында қайнайтын дизельді фракциясы қысқы дизельді отын ретінде, 180 - 360ºС фракциясы жазғы диезьді отын ретінде қолданылады.Күкіртті және жоғары күіртті мұнайды алғанда фракцияларды алдын ала күкіртсіздену процесі жүреді.

 Мазут-мұнайды атмосферлі айдаудың қалдығы.Қазанды отын немесе вакуумды айдаудың қондырғысының шикізаты ретінде қолданады.Сонымен қатар термиялық,каталитикалық крекинг және гидрокрекинг процестері үшін қолданылады.

350 - 500 ºС және 350 - 580 ºС арасында қайнайтын кең майлы фракция – вакуумды газойль – каталитикалық крекингтің және гидрокрекингтің шикізаты ретінде қолданады.

Гудрон – мазуттың вакуумды айдауының қалдығын мұнайды өңдеуді тереңдету үшін деасфальтизацияға, кокстеуге ұшыратады.

АВҚ- де алынатын, көптеген фракцияларға фракциялық құрамы жағынан да, тауарлы өнімдерге ГОСТ-тардын шарттарын қоюға болмайды.Бұл жағдайларда бөлінетін фракциялардың сапасы йехаралық нормалармен анықталады. Мысалы, дизельді отын АВҚ-да алтынатын сәйкес фракцияны гидротазалаудан кейін, зауытта алынады. Гидротазалау кезінде  өнімнің қайнау температурасы 5 – 15 ºС-қа кемиді(катализатордың қасиеттеріне және процестің тәртібіне байланысты). Осыдан, АВҚ дизельді фракцияны бөлгенде,фракцияның қайнау температурасы бойынша тұрақталатын температураға қарағанда, 5 – 15 ºС – қа жоғары болуы керек.нәтижесінде,АВҚ-да дизельді фракцияның  бөлінуі артады және гидротазалаудан кейін, тауарлы өнім алынады.Тауарлы мұнай өнімі, тек мемлекеттік шарттарға сәйкес болған уақытта ғана, нарыққа жіберіледі. Егер алынған дайын өнім мемлекет тарапынан белгіленген шарттарға сәйкес келмесе, бұл өнімнің нарыққа шығу мүмкіншілігі болмайды.

             

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  5 Мұнай айдау жүйесі

 

 

 Айдаудың транзиттік жүйесі бойынша, бір сораптан екінші сорапқа, өнім резервуар арқылы өтеді.

Резервуар арқылы айдағанда, алдыңғы сорап стансиясынан кейінгі сорап станциясына, газ  бен суды мұнайдан айырғыш резервуар  арқылы өтеді (2-сурет).

Өнім бір  сораптан екінші сорапқа айдалғанда, аралық резервуарларға соқпай, сорап станциясынан келесі станцияға тікелей бағытталады (2-сурет). Бұл, ең жетілген және тиімді жүйе. Себебі аралық резервуарда саңылаусыздандыру жақсы қамтамасыз етілгендіктен, булану әсерінен пайда болатын шығындар болмайды.

 

 

      

 

 

                             2-сурет - Мұнай айдау жуесі.

                                             1-резервуар; 2-сорап.

 

 

 

 

 

 

 

 

6 Мұнайды біріншілік  айдаудың технологиясы 

 

        АВҚ қондырғысының технологиялық сызбанұсқасы берілген шикізаттан қажет өнімнің түрін үнемді әдіспен алуды қамтамасыз етуі қажет.АВҚ сызбанұсқасын таңдаған уақытта:

• Қондырғының қуаты;
• АВҚ басқа қондырғылармен құрамдастыру мүмкіншілігі;
• Қондырғының жеке сызбанұсқалары;
• Қондырғының аймағында жабдықтардың орналасу сызбанұсқасы сияқты шарттарды анықтау қажет.

Жаңа МӨЗ үшін ірі технологиялық қондырғыларды қолдану тән болып келеді. Қуаттылықты арттырғанда мұнайдың біріншілік айдау қондырғыларының техникалық-экономикалық көрсеткіштері жақсарады.

Мұнай 1 және 2 жылуалмастырғыштарынан өтеді,бұл жерде ол бөлінетін  өнімдердің жылуы арқылы қыздырылады  да, жанармайсыздандыру колоннасына  (3) түседі. Колоннада (3) мұнайдан жеңіл жанармай фракциясы бөлінеді,ол ауалы тоңазытқыш (5) суытылады,ал (4) тоңазытқышында конденсацияланады  және (6) суаландыру ыдысында жиналады, бұл жерден ол, тұнбағыш (8) арқылы жанармайдың тұрақтандырғышына (11) жіберіледі.суаландыру ыдысында, сондай-ақ,компримерлеуге бағытталатын IV газы бөлінеді.

Жартылай жанармайсызданған  мұнай колоннаның (3) төменгі бөлігінен (9)құбырлы пеш арқылы(10) атмосферлі колоннасына бағытталады. Жартылай жанармайсызданған мұнай ағынының бір бөлігі 9 пешінде қыздырылады да, ректификация үшін қажет болатын, жылудың қосымша мөлшерін әкеле отырып, 3 жанармайсыздандыру колоннасына қайтып келеді. Колонада (10) мұнай бірінеше фракцияларға бөлінеді.Колоннаның (10) жоғары бөлігнен булы фазада ауыр жанармай кетеді, ол тоңазытқыш (4) конденсацияланады, содан кейін, (11) тұрақтандырғышына түседі. Колонна (10) бүйір белгі ретінде Х керосинді және VIII дизельді фракциялары шығарылады, олар алғашқыда су буының қатысында жеңіл фракциялар жойылатын,(11) булы колоннаның бөліміне жіберіледі.Содан кейін керосинді және дизельді фракция қондырғыдан шығарылады.(10) колоннасының  төменгі бөлігінен (15) пеші арқылы (16) вакуумды айдаудың колоннасына жіберілетін мазут ХVI шығарылады, бұл жерде ол ХI вакуумды дистиллятына және II гудронына бөлінеді. Колонна (16) жоғары бөлігінен (14) буэжекторлы насостың көмегімен су булары, термиялық деструкция газдары, ауа және жеңіл мұнай өнімдерінің (дизельді фракция) кейбір мөлшері сорылады. Вакуумды дистиллят ХI және II гудрон (1,2) мұнайды жылыту жылуалмастырғыштар қондырғысы арқылы шығады. Қайнатушы ыдыста температураны төмендету және дистиллятты фракцияларды 10 және 16 колонналарына бөлу үшін, V су буы жіберіледі. Оларда артық жылу мөлшері ХIV айнымалы шашырату арқылы шешіледі.(11) тұрақтандырғышындажоғарғы бөлімнен VII сұытылған көмірсутекті газды - «тұрақтандырғыш басын», ал қайнатушы ыдыстан құрамында газтектес көмірсутегісі жоқ тұрақтандырғыш жанармай IХ бөледі. Бұл нұсқа бойынша жұмыс барысында пеште мұнайды жоғары температураға дейін қыздыру қажет, себебі, бұл процесс барысында ауыр және жеңіл фракциялардың бөлек булануы қажет. Одан басқа, қондырғы колоннамен, сорғыш пештермен және шашыратуды жіберу үшін конденсаторлар-тоңазытқыштар және т.б. сияқты қосымша жабдықтармен жабдықталған.

Көп жағдайларда жанармайсыздану  колоннасы қарапайым болады. Бұл  колоннаның алдын ала ерекшеліктері  мынадай болады:

• Жанармай-ректификаттың төмен шығысы (колоннаға тиеуден         5 - 15 %), нәтижесінде мұнайдан жанармайлы фракцияның айқын бөлінуі қиындатылған.
• Мұнаймен бірге түсетін газдар мен су буының қатысында жанармайсыздандыру;
• Салыстырмалы түрде шикізаттың төмен энтальпиясы, сондықтан колоннада ректификация үшін, жеткілікті жылу ағыны түзілмейді;

(10) негізгі атмосферлі колоннасы 3 - 5 қарапайым колоннада тұрады (олардың саны шығарылатын дистилляттар санымен анықталады). Жоғары дистиллят (әдетте, жанармайлы) булар түрінде, ал қалған дистиллятттар (сұйық бүйір белгілер) буландырғыш бөлімі арқылы шығарылады.

(10) атмосферлі колоннасында  ректификация үшін қажет жылу  бусұйықтық күйге дейін (9) пешінде  қыздырылатын шикізаттың ағынымен  енгізіледі. Сондықтан, бұл колоннада  ажыратудың айқындығын арттыру  үшін, шикізатты айдаудың үлесін  арттыру қажет, бұл температураның  артуымен және қоректендіру аймағында  қысымның төмендеуімен орнатылады.

 

 

 

 

 

 

 

 

         7 Мұнай мен газды кәсіпшілікте жинау және дайындау

 

Мұнай ұңғыларының өнімі – мұнай, газ және жерасты қабатының суынан тұрады. Мұнай мен судың қуатты араласуынан көбінесе, қоспа – эмульсия түзіледі. Судың өте ұсақ тамшылары мұнай ішінде араласып жүретіндіктен, олар бір-бірімен қосылып, тұнбаға түспейді.

Газ ұңғыларының өнімінде газдан басқа су тамшылары мен буы, ал газконденсат ұнғыларында мұнымен қоса, сұйық көмірсутектері де кездеседі. Газ бен сұйықтан басқа механикалық қоспалар да болады, олар жер асты қабатынан бірге шыққан құм мен саз балшық түйіршіктері.

Мұнай мен газды жинау, тасымалдау, бір-бірінен ажырату  үшін сол сияқты бөтен қоспалардан  бөліп алу үшін, мұнай өндірісі территориясында құбыр жүйелері, аспаптар, ғимараттар салынады. Олар төмендегідей қызметтер атқарады:

1) ұңғы өнімдерін жинау және өлшеу;

2) мұнайдан газды айыру;

3) мұнай мен газды судан  және механикалық қоспалардан  бөліп алу;

4) мұнайды жинау және  өлшеу қондырғыларынан резервуарлар  паркіне, ал газды компрессорлық  стансияларға немесе газ тарату  тораптарына тасу;

5) мұнайды сусыздандыру, кейде тұзсыздандыру мен тұндыру,  оны тұрақтандыру, яғни одан көмірсутектерін  шығару;

6) газ құрамынан керексіз  қоспалардышығарып алу;

7) мұнай мен газ өндіруді  есепке алу және оларды көлік  ұйымдарына табыс ету (өткізу).

Мұнай мен газ жинауда, тасымалдауда, өңдеуде белгілі бір  үлгі жоқ. Жергілікті жағдайларға байланысты өзгеріп отырады, яғни кәсіпшіліктің  географиялық орнына, ұңғылардың ара қашықтығына, өндірістің көлеміне, ұңғыларды пайдалану әдісіне, мұнайдың сапасына, оның сулылығына қарай үлгілер өзгеріп отырады.

Дегенмен, қазіргі жинау, тасымалдау, өңдеу үлгілері негізгі  бір ортақ ережелерге – жеңіл  фракциялардың ұшып кетпеуінен сақтандыру, мұнайдың атмосферамен жанасуын қадағалау, мұнайдан су мен газ және механикалық қоспалардың неғұрлым толық бөлінуін қамтамасыз етуіне сәйкес келу керек.

Бұл ережелерге белгілі бір  аудандағы бір немесе бірнеше  кен орындарға қызмет ететін мұнай  жинаушы пункттерінде орталықтандырылған көпсатылы айырғышы бар арынды жүйелер  сай келеді.

Мұндай жүйесі бойынша  ұңғы өнімдері мұнай сағасындағы қысым (0,6-дан 1,0 МПа және жоғары) әсерімен топтап өлшейтін айырғыш қондырғысы (ТӨАҚ) арқылы жинағыш коллекторға бағытталады, онан кейін мұнайды дайындау қондырғысымен (МДҚ), товар паркімен (ТП), кейде газ өңдеу зауытымен бір территорияда орналасқан орталықтандырылған айырғыш қондырғыға (ОАҚ) келіп түседі. ОАҚ-да үш немесе төрт сатыдан өтеді.

Газ І сатыдағы айырғыштан өтіп, суытылғаннан кейін газ құбырына немесе тұтыну орындарына өз қысымымен  жетеді, ал кейінгі сатыдан шыққан газ құбыр арқылы газ өңдеу  зауытына (ГӨЗ) жеткізіледі.

1 суретте мұнай мен  газды кәсіпшілік жолмен жинау  үлгісінің бірі келтірілген, Бұл  үлгіде болған жағдайда, мұнайды  пайдалану мен кен орындарын  игеру жағдайларына қарай өзгертуге  немесе бейімдеуге болады. Мысалы, оны суланған және сусыз мұнайларды, сапасы әр түрлі мұнайдарды  жинап, жеке каналдармен жіберуге  болады немесе газды дайындайтын  қондырғыларды қолданып, ұнғыларды  газлифтілі тәсілінде пайдалануға  болады және т. б.

Үлгі бойынша, мұнай ұңғыдан 1, мұнай мен газ шығымын жеке өлшейтін топтама қондырғысына 2, құбыр арқылы бағытталады. Бір ұңғының шығымын өлшеу үшін, өзге ұңғылардың өнімдерін басқа айналып кететін құбырлар арқылы жинағыш коллекторға жіберіледі, одан әрі мұнай мен газдың қоспасы айырғыш қондырғыға 3 немесе сораппен сығу стансияларына (ССС-ға) бағытталады. Соңғы айырғыштарға мұнайды жеткізу үшін қысым жеткіліксіз болғанда ғана ССС қолданылады (3-сурет).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  3-сурет - Мұнай мен газды кәсіпшілікте жинау және дайындау жүйесі.

     1 – мұнайқұбыры; 2 – газқұбыры; 3 – суқұбыры.

 

Соңғы айырғыштар 5 мұнай  дайындау орталық пунктінің (МДОП) территориясында  тікелей орналасқан. Осы жерде  мұнай газдан атмосфералық қысымға  жақын қысыммен айырылуы аяқталады. Соңғы айырғыштан шыққан мұнай, мұнай дайындау қондырғыларына 6, одан товарлық резервуарларға 7, сосын товарланған мұнайды тапсыратын автоматтық қондырғыға 8 келеді. Егер товарлық резервуарлардағы мұнайдың сапасы ойдағыдай болмаса, яғни шартқа сай келмесе, онда оны 8 қондырғыдан 6 қондырғыға қайта өңдеуге жіберіледі. Айырғыш құбырдан газ компрессорлық стансияның қабылдағышына 9 келеді, одан газбензин зауытына 11 айдалады.

Айырғыш қондырғылардан және резервуарлардан шыққан өндірістік сулар жиналып, тартқыш тетіктер арқылы су дайындайтын қондырғыларға       10 жіберіледі, ол жерден механикалық  қоспалар мен мұнайдан тазартылып, айдайтын ұнғыларға жіберіледі.

Технологиялық жүйе бойынша  мұнай, газ және су дайындайтын үлгіні мынадай элементтерге бөлуге болады: І – бастапқы жинау-өлшеу қондырғылары; ІІ – бірінші сатыдағы айырғыш  қондырғылар және сығу сорап стансиялары; ІІІ – екінші және үшінші сатыда соңғы айырғыштары бар дайындау және мұнайды өткізу орталық пункті (егер технологиялық цикл бойынша  қажеті болса); мұнай дайындау қондырғысы; резервуарлар паркі; мұнайды автоматтандырып  өткізу қондырғысы; IV – газ жинайтын компрессор стансиялары мен газбензин  зауыты; V – жер қабатына су айдау  үшін су дайындайтын пункт.

Мұнай мен газды жинайтын технологиялық жүйедегі айырғыш  қондырғылар сұйықты газдан бөлу үшін, сұйық пен газ шығынын  өлшеу үшін, газ өңдеуші зауытқа, не басқа тұтынушыларға компрессорсыз  тарату үшін, сол сияқты мұнай мен  газ жинау және дайындау пунктіне қондырғы және сорап қысымымен газға  қаныққан мұнайды тарату үшін қолданылады.

Бірінші сатыда айырудың айырғыш  қондырғылары мен соңғы айырғыш  қондырғылардың (бірнеше түрлері  игерілген).

            Мұнай мен газдың араласып кетуінен пайда болатын  бөлгіштігі қиын қоспаны мұнай эмулсиясы деп аталатынын жоғарыда айтып кеткенбіз. Мұнай эмулсиясының түзілуіне қолайлы жағдайлар бар себебі мұнай жер қабатынан шығып, ең соңғы айырғыш қондырғыларға жеткенге дейін үдейі араласуда болады.

Кәсіпшілік  тәжірибесінде, көбінесе, «су мұнай  ішінде» эмулсиясы орын алады. Басқалардан  бұл эмулсиялардан ерекше айырмашылығы – судың өте ұсақ тамшылары мұнай ішінде үреді.