Факультет: Жаратылыстану
Мұнайды өңдеуге дайындау және негізгі өндеу әдістері
жүктеу/скачать 49,85 Kb.
|
| Мұнайды өңдеуге дайындау және негізгі өндеу әдістері
Мұнайды мұнай өнімдеріне өңдеу: дайындау, біріншілік және екіншілік өндеу үдерістері сияқты бірнеше сатылардан тұрады. Дайындау. Жер қыртысынан өндірілген мұнайды өндеуге дайындау үшін механикалық бөгде заттардан, еріген тұздардан, судан тазарту және құрамы бойынша тұрақтандыру операциялары жүргізіледі. Бұл операциялар тікелей мұнай өндіру кен орындарында және мұнай өндеу зауыттарында жүзеге асырылады. Жер қойнауынан өндірілген шикі мұнайдың құрамында ілеспе газдар (50-100 м3/т ), пласталық су (200-300 кг/т), еріген минералды тұздар (10-15 кг/т) болады. Олар мұнайды тасымалдауға, сақтауға, өңдеуге кері әсер етеді. Сондықтан мұнайды өндеуге дайындау: ілеспе газдарды бөлу немесе мұнайды тұрақтандыру, тұзсыздандыру, сусыздандыру сияқты келесі операциялардан тұрады. Мұнайды тұрақтандыру. Шикі мұнайда жеңіл көмірсутектер (С -С ) едәуір мөлшерде еріген түрде болады. Мұнайды тасымалдағанда және сақтағанда олар бөлінеді де, мұнайдың құрамы өзгереді. Сондықтан газдардың, жеңіл бензин фракциясының шығынын болдырмау және атмосфераны ластаудың алдын алу үшін бұл өнімдерді мұнай өңделуге дейін бөліп алу керек. Мұнайдан жеңіл көмірсутектерді ілеспе газдар түрінде бөліп алу үдерісі мұнайды тұрақтандыру деп атайды. Мұнайды тұрақтандыру жағдайына байланысты тікелей өндіру орындарында өлшемді, мұнайды дайындау қондырғыларда, сығу станцияларында немесе газ өңдейтін зауыттарда сепарация әдісімен жүзеге асырылады. Мұнайдан ілеспе газдарды бөлу мұнай ағысының жылдамдығымен қысымы кезектесіп төмендейтін көпсатылы сепарациялы сепаратор - газ бөлгіштерде жүргізіледі. Нәтижесінде газдардың десорбциясы жүріп, газдар бөлінеді де, содан кейін ұшқыш сұйық көмірсутектерге конденсирленіп «газ-конденсаты» түзіледі. Сепарациялық әдіс кезінде мұнайда 2%-ға жуық С.-С, құрамды көмірсутектер қалады. Тұзсыздандыру және сусыздандыру. Мұнайды тұзсыздандыру және сусыздандыру үдерістері мұнайдың сумен түзетін эмульсиясын бұзумен байланысты. Бұл кезде өндірілетін орындарында табиғи эмульсияларды, ал зауыттарда еріген тұздардан мұнайды тазарту үшін бірнеше рет сумен жуғанда алынған жасанды эмульсияны бұзу жүреді. Мұнайды бірінші сатысында өңдегенде сумен металл хлоридтерінің мөлшері 0,5-1% және 100-1800 мг/л, ал екінші сатысынан кейін 0,05-0,1 % және 3-5 мг/л төмендейді. Мұнай эмульсияларын бұзу үшін механикалық (тұндыру), термиялық (қыздыру), химиялық және электрлік әдістер қолданылады. Химиялық әдісте қыздырылған мұнай эмульсиясын деэмульгаторлармен өңдейді. Деэмульгаторлар ретінде әртүрлі ионогенді емес БАЗ-дар: оксиэтилирленген май қышқылдары, метил және карбоксиметилцеллюлоза және т.б. қолданылады. Мұнайды тұзсыздандыру, сусыздандыру қондырғылардың жұмыс істеу мерзімін арттырады және жылу, реагенттер, мұнай өнімдерін екіншілік өңдеу үдерістеріндегі катализаторлардың шығынын төмендетеді. Негізгі өңдеу әдістері. Мұнайды өңдеу әдістерін: физикалық және химиялық деп екі топқа бөледі. Физикалық әдістер - мұнайдың құрамына кіретін заттардың физикалық қасиеттерінің (қайнау, кристалдану температуралары, ерігіштігі және т.б.) әртүрлігіне негізделген. Мұнайдың жеке фракцияларының қайнау температураларының айырымына негізделген мұнай және мұнай өнімдерін айдау кеңінен таралған. Физикалық өңдеу әдістерінде химиялық реакция жүрмейді. Химиялық әдістер - мұнай және мұнай өнімдерінің құрамындағы көмірсутектер температураның, қысымның, катализатордың әсерінен терең химиялық өзгерістерге түседі, нәтижесінде көптеген химиялық реакциялар жүріп жаңа заттар түзіледі. Осыдан физикалық және химиялық үдерістердің табиғаты әртүрлі, бірақ практикада оларды жүзеге асыруда ұқсастық бар. Бұл үдерістер негізі: өңделетін шикізатты жоғары температураға дейін қыздыру және түзілген өнімдерді бөлу сияқты екі операциядан құралады. Кейбір жағдайда химиялық үдерістер кезінде өнімдерді қыздырумен қатар олардың катализатормен жанасуы қажет. Мұнай және мұнай өнімдерін қыздыру көбінесе түтікшелі пештерде жүргізіледі. Мұнайды айдау температурасы 320-350оС, ал химиялық әдіспен өңдеенде одан да жоғары температура қолданылады. Жоғары температурада мұнайдың көп бөлігі буға айналады.Мұнай өнімдерін бөлу негізінен әртүрлі типті ректификациялық колонналарда жүргізіледі. Барботажды қалпақты колонналар кең тараған. Ректификациялық колоннаның ерекшелігі бір-біріне қойылған қарапайым бірнеше колоннадан тұрады және олардан колоннаның биіктігі бойынша сынамалар алынады. Ректификациялық колонна жоғары немесе атмосфералық қысымда, сонымен бірге вакуумда жұмыс істейді. Каталитикалық үдерістер әртүрлі конструкциялы жанасу аппараттарында жүзеге асырылады. Бұл үдерістерде катализатор өте жылдам белсенділігін жоғалтады, сондықтан жанасу түйіндеріне жанасу аппараттары мен регенераторларды қосады. Жанасу аппараттары мен регенераторлар катализатордың сүзілуші, қайнаушы қабатымен және қозғалмалы катализатормен пайдаланылады. Сонымен бірге қондырғыдааталған негізгі аппараттармен қатар жылу алмастырғыштар, конденсаторлар және басқа аппаратуралар қарастырылған. Мұнайды біріншілік өңдеу. Мұнайды әрбіреуі көмірсутектердің қоспасы болып табылатын жеке фракцияларға бөлу үшін біріншілік үдерістер жүргізіледі. Мұнайды біріншілік айдау - мұнайды өңдеу үдерісіндегі бірінші технологиялық үдеріс. Біріншілік айдау қондырғылары әрбір мұнай өңдеу зауыттарында бар. Айдау немесе дистилляция деп бастапқы қоспадан және өзара қайнау температуралары бойынша ерекшеленетін, бір-бірінде өзара еритін сұйықтықтардың қоспасын фракцияларға бөлу үдерісін айтады. Айдау кезінде қоспа қайнауға дейін қыздырылғанда аздап буланады, нәтижесінде бастапқы қоспамен салыстырғанда құрамы бойынша ерекшеленетін дистиллят және қалдық алынады. Қазіргі қондырғыда мұнайды айдау бірретті буландыруды қолдану арқылы жүргізіледі. Бірретті булану кезінде төмен қайнайтын фракциялар буға өтеді де, аппаратта қалады және жоғары қайнайтын фракцияның парциалды қысымын төмендетіп айдауды төмен температурада жүргізуге мүмкіндік береді. Бірретті булану кезінде және одан әрі бу конденсациясында: құрамында төмен қайнайтын компоненттер бар жеңіл және бастапқы қоспамен салыстырғанда төмен қайнайтын компоненттер аз ауыр екі фракциялар түзіледі. Яғни, айдау кезінде бір фаза төмен қайнайтын, ал екінші фаза жоғары қайнайтын компоненттермен байытылу жүреді. Бұл кезде берілген температура аралығында қайнайтын соңғы өнімдерді айдау көмегімен алуға болмайды. Сондықтан бірретті буланудан кейін мұнайлы буды ректификациялайды. Ректификация деп бу мен сұйықтықтың қарама-қарсы көпретті жанасуы есебінен қайнау температурасы бойынша ерекшеленетін сұйықтықтарды бөлудің диффузиялы үдерісін айтады. Мұнайды біріншілік айдау қондырғысында бірретті булану және ректификация бірге жүреді. Мұнайды айдау үшін бір- және екісатылы түтікшелі қондырғыларды қолданады. Үдерісті жүргізуге қажетті жылуды түтікшелі пештерден алады. Мұнай өңдейтін зауыттың жалпы сызбанұсқасына және өңдеуге түсетін мұнайдың қасиетіне байланысты айдауды атмосфералық түтішелі (АТ) қондырғыда не болмаса атмосфералық және вакуумдық айдау бірге жүретін - атмосфералы-вакуумды түтікшелі (АВТ) қондырғысында жүргізеді. Мұнай айдауға жылу алмастырғыш арқылы түседі, мұнда ол айдау өнімдерінің жылуымен 170-175оС-қа дейін қыздырылады да, түтікшелі пешке (1) жіберіледі. 350оС-қа дейін қыздырылған мұнай атмосфералық қысымда жұмыс істейтін колоннаның (2) буландырғыш бөлігіне келеді. Мұнда мұнайды бірретті буландыру жүреді. Қызған түтікшелі пеште қысымның шұғыл төмендеуі салдарынан мұнай бірден буланады; бұл кезде жылудың біраз бөлігі жұмсалады. Төмен қайнайтын фракцияның буы жоғары көтерілгенде төмен аққан сұйықпен жанасқанда салқындап аздап конденсирленеді. Бұл кезде сұйық қыздырылады да одан жеңіл фракциялар буланады, яғни сұйық ауыр ұшатын, ал бу жеңіл ұшатын көмірсутектермен байытылады. Колоннаның биіктігі бойынша қатаң белгілі температура аралықтарында құрамы әртүрлі дистилляттар алынады. Мәселен, 300 - 350°С-та солярлы май, 200-300°С-та керосин, 160-2000С-та лигроин фракциялары конденсирленеді. Колоннаның жоғары бөлігінен бензин буы шығарылып, жылуалмастырғышта (3,4) салқындатылады және конденсирленеді. Сұйық бензиннің біраз бөлігі колонна (2) жіберіледі. Оның төменгі бөлігінде мазут жиналады. Ол одан әрі майлағыш май алу үшін вакуумда жұмыс істейтін екінші ректификациялық колоннаға (6) жіберіледі. Мазутты айдауда жоғары температура әсерінен көмірсутектердің айырылуын болдырмау мақсатында вакуумды қолданады. Алдын ала мазутты 400-420°С-қа дейін қыздыруүшін екінші түтікшелі пешке (5) жібереді. Түзілген булар ректификация колоннасына (6) түседі де, 5,3-8,0 кПа қалдық қысымды қамтамасыз етеді. Колоннадан төмен аққан булануға ұшырамаған сұйық жеңіл компоненттердің булануын жеңілдету және колоннаның төменгі бөлігінің температурасын төмендету үшін өткір су буымен үрлейді. Мазутты вакуумды айдау өнімдерінің ассортименті өңдеу вариантына (май немесе отын алу) байланысты. Май алу сызбанұсқасы бойынша жеңіл, орташа және ауыр май дистилляттары, ал отын алу сызбанұсқасы бойынша каталитикалық крекинг немесе гидрокрекинг үдерісінің шикізаты болатын бір фракция вакуумды газойль алынады. Колоннаның төменгі бөлігінен айдау қалдығы гудрон шығарылады. Гудронды термиялық крекинг, кокстеу, тұтқырлығы жоғары майлар және битум өндірісінде шикізат ретінде қолданады. Тура айдау өнімдерінің құрамы және шығымы үдерістің типіне, айдалатын мұнайдың құрамына байланысты. Мұнайдың фракциялық құрамы атмосфералық қысымда қайнау температурасы 80-350°С аралығында анықталады. Мұнайды екіншілік өңдеу. Мұнай және мұнай өнімдерін жоғары температурада химиялық өңдеу әдісі алынатын өнімдердің шығымы мен құрамын өзгертуге мүмкіндік береді. Химиялық өңдеу әдістерінде бастапқы шикізат молекуласының құрылысын өзгертетін екіншілік деструкциялық үдерістер жүреді. Екіншілік мұнай өңдеу үдерістері: қолданысына байланысты (жоғары қайнайтын фракциялардан жеңіл қайнайтын фракциялардың шығымын арттыру мақсатында жүргізілетін - крекинг, шикізаттың көмірсутектік құрамын өзгерту мақсатында жүргізілетін - риформинг, жеке көмірсутектерді синтездеу - алкилдеу, мұнай өнімдерінен бөгде заттарды бөлу - гидротазалау үдерістері); үдерістің жүру жағдайына байланысты (жоғары температурамен қысымда жүретін термиялық, жоғары температура мен катализаторлар қатысында жүретін каталитикалық үдерістер); өңделетін шикізаттың күйіне байланысты (сұйық, бу фазалардағы үдерістер). Мұнайды біріншілік өңдеу арқылы алынған фракцияның (лигроиннен мазутқа дейін) крекингінде бастапқы шикізаттың молекуласы одан да ұсақ молекулаларға айырылады. Бұл кезде молекуланың айырылуымен қатар молекуланың іріленуіне әкелетін екіншілік синтеудеу үдерістері жүреді. Мұнайды тура айдаумен салыстырғанда крекингтің бірқатар артықшылығы бар. Мәселен, крекинг кезінде бензиннің шығымы 40-50 және кейбір жағдайда 70%-ды құрайды. Ал екінші жағынан крекинг кезінде бензинмен қатар химия өнеркәсібінде шикізат ретінде қолданылатын газтәрізді көмірсутектер де алынады. Крекингтің әртүрлілігінің бірі риформинг үдерісі - октан саны төмен бензинің немесе лигроиннің крекингі болып табылады. жүктеу/скачать 49,85 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|