Мұнайды өңдеуге дайындау туралы химия мақаласы

«Атырау инженерлік-гуманитарлық институтының колледжі» мекемесі

Мақала тақырыбы: Мұнайды өңдеуге дайындау

Көпбергенова Бақтыгүл Бауыржанқызы

ЖОСПАРЫ

КІРІСПЕ

НЕГІЗГІ БӨЛІМ

2.1 Мұнайды тұзсыздандыру жəне сусыздандыру

2.2 Мұнайды біріншілік айдаудың технологиясы

2.3 Мұнайды термиялық өңдеу технологиясы

2.3.1 Термиялық крекинг. Висбрекинг

2.4 Мұнай шикізатың каталитикалық өңдеу технологиясы

2.4.1 Каталитикалық крекинг

3.1 Мұнай шикізатың гидрокрекинглеу

ҚОРЫТЫНДЫ

ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

КІРІСПЕ

Жер қойнауынан жер бетіне шыққан мұнайдын құрамында ілеспе газ (50-100 м³/т), су(200-300кг/т), минералды тұздар (10-15кг/т), механикалық қоспалар болыады.оны тасымалдау жəне өңдеуге беріу алдында газдардан, механикалық қоспалардан,судын жəне тұздын негізгі бөлігінен тазарту қажет. Шикі мұнайды кен орында жинау мен тасымалдаудың əр түрлі желілері бар，олар мұнай мен газдың ауысу жағыдайында жəне мұнайдан газды бөлу əдісіне байланысты.Соңғы кездерге дейін көп кен орындарында санылауы бар екі құбырлы өздігінен ағатын желілер қолданылып келеді. Екі құбырлы деп аталуының себебі, мұнай мен газ төтел ағуына орналасқан сеператорларда бөлінеді де екі дара құбырлармен орталық пункітіне жіберіледі, ал өздігінен ағушы деудің себебі мұнай төтел аузынан жинау пункітіне дейін геодезиялық белгілердің айырмашылығының, яғни төтел аузының белгісінің қондырғының белгісінен жоғары орналасуы есебінен қозғалады. Мұнай газ жəне су 1 төтелден 2 жеке өлшеу төтелге жақын орналасқан қондырғысына түседі.

1-төтел; 2-жеке өлшеу қондырғысы(жөқ); 3-газ желісі; 4-өздігінен ағызып шығаратын желі; 5-жинау пункітінің резервуар бөліктері; 6,15,18-сораптар; 7-жинау коллекторы;8шикызат резервуарлары; 9-мұнайды дайындау қондырғысы(мдқ); 10-компрессор стансасы; 11-газ өңдеу зауыты(газ); 12-топтық өлшеу қондырғыдары(төқ); 13-мұнайды,газды жəне снды жинау коллекторы; 14-сығушы сорап стансасы; 16-магистрлды мұнай желісі; 17-суды тазалау қондырғысы; 19,21-бергіштер; 20-жиынды сорап стансасы; 22-қысушы төтелер; 23“рубин”автоматтандырлған қондырғы; 24-дайындалған мұнайдың тауарлы өнімге арналған резервуарлар.

1- сурет: Мұнай кең орындарында мұнайды, газды жəне суды жинаудың өздігінен ағатын (а) жəне саңлаусыз (б) желілері

ЖӨҚ бөлінген газды газөңдеу зауытына (ГӨЗ) береді. Одан шикі мұнай төтелден əуелі сеператорға(трапқа) түседі,одан кейін мұнай 2 өлшеуішке түсетіні көрініп тұр. Егер жер таулы болса,онда 2 өлшеуіш жер бетіне орналастырылады . көтерінкі жер мұнайдыңбөлімшелік жиналу нүктесіне өзіндік қозғалуына жағыдай жасауға қажет. Мұнайды жинаудың өзіндік желісінің көптеген кемшіліктері бар: сұйық ағын қозғалысының жылдамдығының аздығынан механикалық қоспалардың, тұздардың, парафиндердің түнбаға тұсуі орын алады:өлшеуіштер менрезервуардың ашық болуынан жалпы мұнай көлеміне есептегенде 3%ке дейін жететін газдың жəне жеңіл фракциялардың жоғалуы орын алады . Бұл желілерді автоматизацияалау қиын жəне оларды жұмыс істеуге көп адам қолы қажет .Жаңа мұнай кен орындарында мұнайды , газды жəне суды жинаудын əр түрлі толық белгіленген жоғары қысымды желілер пайдалалынады. Жинау желісінің технологиялық схемасы кен орынының мөлшері жəне формасымен, жердің рельефімен, мұнайдың физика- химиялық қасиеттерімен анықталады. Мұнайды тұрақтандыру жер қойнауынан шығатын мұнай құрасында C1-C4 жеңіл көмірсутектерінің мөлшері едәуір көп болады. Осы көмірсутектердің едәуір көп бөлігі мұнайды сақтағанда жəне тасымалдағанда

НЕГІЗГІ БӨЛІМ

2.1 Мұнайды тұзсыздандыру жəне сусыздандыру

Өңдеуге түсетін мұнай құрамында судың жəне тұздың болуы МӨЗ-ның жұмысына көп зиян келтіреді.Судың мөлшері көп болса, мұнай айдау қондырғысының аппараттарында қысымын көтереді, олардың қуаты кемиді. Суды қыздыруға жəне буландыруға артық жылу шығыны орын алады. Сулармен бірге болуы ондағы тұзды ерітіп, гидролиз реакциясын күшейтіп аппараттардың корозиясың ұдетеді. Одан да күшті теріс əсер тұздар, отың ішінде хлоридттер етеді. Пен пештің құбырларының қабырғаларына отырады, бұның татижесінде құбырларды жиі ауыструға тура келеді, жылу алмастру коэффициентін үдетеді. Хлорлы натыри іс жүзінде гидролизденбейді. Хлорлы кальций HCl тұзын 1O%-ке дейін гидролизге тұсуі мүмкін. Хлорлы магний 90% гидролизденеді, яғни бұл процесс төмен температурада жүреді. Сондықтан тұздар мұнай өңдеу аппараттарының корозияға ұшырауының негізгі себебі болуы мүмкін. Хлорлы магний гидролизі:

MgCl + H2O = Mg(OH)Cl + HCl

Мұнайдағы бар судың əсерімен жəне хлорлы магнийдің өзінің кристалды суының əсерімен мүмкін. Аппараттардың гидролиз өнімдерімен бұзлуы жоғары температура аймақтарында (пеш құбырларында, буланғыштарда, ректификацияалау колонналарда) жəне төмен температурада істейтін аппараттарда да конденсаторлар жəне тоңазытқыштар) орын алады. Кейбір тұздар қалдық өңімдерде (мазутта жəне гудронда), олардың сапасын төмендетеді. Мұнайды айдау кезінде кұкіртті қосылыстар ыдырап, кұкіртті сутегі тұзіледі. Ол(əсіресе хлорлы сутегімен бірге) аппараттардың корозиясының кұшті себепшісі болады. Күкіртті сутегі су болса жəне жоғары тепературада аппараттардың металдармен реакцияға түсіп, күкіртті темір түзеді:

Fe + H2 = FeS + H2

тұратын қорғау қабаты металл бетін аздап болса да одан арғы коррозиядан қорғайды,бірақ хлоридтің гидролизінен үзілген хлорлы сутегі болған жағдайда, FеS тұратын қорғау қабаты онымен реакцияға түсіп бүзылады:

FeS +2HCI = FeCI2 + H2S

Хлорлы темір су ерітіндісіне өтеді де бөлінген күкіртті сутегі темірмен қайтадан реакцияа түседі. Мұнаймен бірге өндірілетін судың минералдығын немесе тұздығын 1л суды буландырғаннан кейінқалатын құрғақ заттар мөлшерімен өлшейді. Мұнайлар тұздығы 1л шикі затқа келетін милиграммен алынған хлоридтер мөлшерімен анықталынады жəнпе оның мөлшері жерасты суының минералдану дəрежесі мен мұнайдағы мөлшеріне байланысты. Мұнай өңдеу зауытына жіберілетін мұнайды түздар мөлшері 50мг/л көп емес, ал айдауға берілетін мұнайда – 5мг/ - көп емес болуы қажет. Сондықтан, мұнайды өңдеуге жіберу тұздарды бөлуді бірінші кезеңінде кен орнындағы дайындау қондырғыларында іске асырады. Кен орнындағы мұнайды дайындау дəрежесіне байланысты, қалдық су жəе хлоридтер мөлшеріне қарап, үш топқа бөледі. МӨЗ мұнайды екінші сусыздандыру жəне тұзсыздандыру кезеңінен өткізеді. Мұның нəтижесінде су мөлшері 0,05 – 0,1% дейін, ал тұздар – 3,0-5,0 мг/л жəне одан да төмендейді. Кен орындарында жəне мұнайды МӨЗ қондырғыларында да дайындағанда, сусыздандыру мен тұзсыздандыру үшін, ал МӨЗ-да – жасанды, арнайы мұнай мен таза судан дайындалған, мұнай эмульсияларын бұзу процестерін пайдаланады. Мұнай эмульсия түрлері. Су мен мұнай

1) су глобуларының қақтығысуы;

2) глобулдардың үлкендеу тамшыларға бірігуі;

3) тамшылардың тұнуы.

Эмульсияны бұзу үшін өндірісті тəжірибеде мынадай əдістер қолданылады: 1) механикалық;

2) термиялық;

3) химиялық;

4) электр тоғының əсер ету.

Механикалық əдістерге тұндырыу, центрифугирлеу жəне сүзу жатады. Тұндыру процесін мұнайды кен орнын жинау жүйесінде шикі зат резервуарларында судың негізгі бөлігін бөлу үшін пайдаланады. Сүзу жəне центрифугирлеу əдістері іс жүзінде қолдану таппады. Термиялық əдіс жылу пайдалануға негізделген. Эмульсияны қыздырғанда эмульгаторлардың жұқа қабығы кеңейеді де жарылады, ал сұйықтық тамшылары бір-бірімен бірігеді. Эмульсияларды бұзу үшін химиялық əдіс – эмульгаторлармен əрекеттеу – су тамшыларының қабаттарының құрылымдық механикалық тұрақтылығын əлсірететін қаптау – көп қолдану табуда. Деэмульгатор есебінде əртүрлі беттік-активті заттар қолданылады, бірақ олардың эмульсияға əсері өте күрделі жəне аз зерттеледі. Деэмульгаторлардың судағы ерітіндісінің əрекетіне қарап, оларды ион-активті жəне ионсызактивті деп бөледі. Ионактивтілер ерітіндіде катиондар мен аниондарға диссоциацияланады, ал ионсыз деэмульгаторлар иондар түзбейді. Ең жақсы деэмульгаторлы əсер қазіргі кезде кен орнында жəне МӨЗ қолданатын ионсыз деэмульгатор – проксамин, диссолтван, прогалит, оксиэтилденген май қышқылдары. Электр тоғмен эмульсияларды бұзу су глобуласының электр өрісінің əсерімен соқтығысып іріленуіне негізделг

1,13-сыйымдылықтар: 2,8,9,11,12-сорантар; 3-жылуалмастырғыш; 4-буқыздырғыш; 5термотұндырғыш; 6-резервуар; 7-ұңғы; 10-мұнайұстғыш; I - шикі мұнай; II - судан айырылған мұнай; III - су; IV - деэмульатор.

2 – сурет: Қысыммен істейтін мұнайды судан айыру қондырғысының жүйесі

2.2 Мұнайды біріншілік айдаудың технологиясы

Мұнай өте күрделi парафиндер, нафтендер, ароматикалы жəне аралас көмірсутектердің бiр-бiрiнде еритiн, молекулалық массасы жəне қайнау температуралары əр түрлi қоспалардан тұрады. Оны бiрегей жеке компоненттерге бөлу мүмкiн емес жəне ондай бөлу мұнай өнiмдерiн өндiрiсте пайдалануда қажет емес те. Іс жүзiнде мұнайды көмiрсутектерiнiң фракцияларына жəне топтарына бөледi де, олардың химиялық құрамын өзгерту мақсатында өңдейдi. Мұнайды өңдеу алғашқы (бiрiншi) жəне екiншi процестерне бөледi. Алғашқы процестерiне мұнайды, қайнау шектерiмен бiр бiрiнен айырмашылығы болатын, фракцияларға бөлудi, ал екiншiге- термиялық пен термокаталитикалық өңдеу процестерiн, тағы да мұнай өнiмдерiн тазалауды жатқызады. Мұнайды алғашқы өңдеудегi негiзгi алғашқы немесе тура айдау болып саналады, оны дитилляция мен ректификация қолданып жүргiзедi.

Дистилляция немесе айдау деп - сұйықтықтардың өзара еритін қоспасын фракцияға, бiр бiрiнен жəне бастапқы қоспадан да қайнау температурасымен айырмашылығы болатын, бөлу процесiн айтады. Айдау процесiне қоспа қайнағанға дейiн қыздырылады, осының нəтижесiнде ол аздап буланады. Пайда болған бу бөлiнiп конденсацияланады. Айдау арқылы құрамы жағынан бастапқы қоспадан айырмашылығы бар, дистиллят жəне қалдық алады. Айдауды бiр қабат, көп рет немесе бiртiндеп буландырумен жѕргiзедi.

Үздiксiз жұмыс iстейтiн қондырғыларды өндiрiстiк процестердiн негiзiн мұнайды бiр қабат жəне көп рет буландыру құрайды. Бiр қабат буландыру мен айдауды мұнайды белгiлi температураға дейiн қыздырады да, бу фазасына өткен барлық фракцияны сұйық фазада бiр рет сеператорда бөледi.

Фазаны бөлу процесiн көп рет жүргiзуде бiр қабат буландыруды бiрнеше рет қайталайды. Мысалы, мұнайды көп рет буландыруды, ал алғашқысын одан жеңiл бензин фракциясын алатындай температураға дейiн қыздырады да, оны сұйық фазадан бөлiп алады. Екiншi сатысында, қалған сұйық фазаны жоғарылау температурада, мысалы, 3500С қыздырып, одан ауыр бензин, реактив жəне дизель отындарын бөледi. Мұның қалдығын гудрон дейдi. Яғни мұнайды бiртiндеп көп рет қыздырып, буландырып, əр кезде бу фазасын сұйықтан айырады.Түзiлген бу жəне сұйық фазаларды колонналарда ректификациялайды. Сонымен мұнайды өндiрiстiк процестерi бiр рет пен көп рет буландыруымен айдаудың жалғасуына жəне бу мен сұйық фазаны одан əрi ректификациялауға негiзделген. Бiртiндеп буландыруда қыздырудың нəтижесiнде түзiлген бу айдау аппараттынан үздiксiз шығарылып отырады. Бiртiндеп буландыруды мұнайды лабораторияда колбадан, кубтан айдау тəжiрибесiнде қолданылады, ал өндiрiсте мұнайды ертеректе куб қондырғыларында қолданып келсе, қазiр оларды пайдаланбайды.

Бiр рет буландыру процесiнiң бiртiндеп буландырудан артықшылықтары бар. Бiр рет буландыруда төменгi қайнаушы фракциялар буға айналып, аппарат iшiнде қалады да, жоғары қайнаушы фракциялардың сыбағалы қысымын төмендетедi. Бұл айдауды салыстырмалы төмен температурада жүргiзуге мүмкiндiк бередi. Бiртiндеп буландыруда керiсiнше жеңiл фракцияларды алдымен бөлiп алады, ал ауырларын соңынан бөледi. Сондықтан буға айналған жəне аппараттан бөлiнген жеңiл фракциялар ауыр фракциялардың қайнау температурасына əсер етпейдi. Жеңiл фракциялардың əсерi арқасында бiр рет буландыруды пайдалана отырып, бiртiндеп буландыруға қарағанда, айдалатын шикi заттың температурасын 50-1000С төмендетуге болады. Қазiр мұнайды айдау қондырғыларында бiр рет буландыруды көп пайдаланады.

Мұнай құрамында атмосфералық қысымда 400-5000С жəне одан да жоғары температура аралығында қайнайтұғын көмiрсутектердiң болтындығы, бұл көмiрсутектердiң термиялық тұрақтылығы тек 380-4000С дейiн -ақ сақталатыны белгiлi. Одан жоғары температурада олардың ыдырау процесi көмiрсутектердiң крекингi басталады, тағы да мұнайдың жоғары қайнаушы көмiрсутектерiнiң термиялық жағынан көп төмендiгi белгiлi. Көмiрсутектердiң ыдырауын болдырмау үшiн олардың қайнау температурасын төмендету қажет. Оған мұнайды вакуумда айдау арқылы жетедi. 450-5000С температура аралығында атмосфералық қысымда қайнайтұғын мұнай фракцияларын вакуумда (қалдық қысым 3-5кПа ) 200-2500С айдап бөлуге болады. Мұнай өңдеу тəжiрибесiнде қайнау…