Қазақстандағы мұнай- газ өндірісі туралы жалпы түсінік

 

 

1.5 Дайын өнімдерді пайдалану

 

     ЭЛТҚ-АҚ процесінде құрамында тұзбен судың мөлшері едәуір азайтылған тұссызданған сусызданған мұнай алынады.

   ЭЛТҚ-АҚ Технологиялық процесс нәтижесінде мұнай фракциялары алынады. Оларды екіншілік процестерге шикізат ретінде немесе компоундалғаннан кейін тауарлы өнім ретінде қолданылады:

- тұрақтандыру басы (ҚБ – 620С фракция) секция 400 Газды фракциялау

қондырғысына бөлінуге бөлінеді;

- 62-1500С тұрақты фракция, секция 200. Каталитикалық риформингке жоғарғы октанды бензин алу үшін жіберіледі;

- 140-2000С керосин фракция – секция 300 гидротазалау қондырғысына жіберіледі. Күкірттен көмірсутекті газдардан бөлу жүреді;

- 230-3000С жеңіл дизель фракция (тұрақты) тауарлы дизель отынының компоненті;

- 300-3600С ауыр дизель фракция секция – 300 шикізаты гидротазалауға жіберіледі;

- мазут қазандық отынының компоненті УВПМ және УЛТКМ шикізаты;

- бензин-еріткіш (70-850С фракция гексал-гектан);

- 140-2300С керосин фракциясы ТК-1 отынының компоненті;

- жарықтандырғыш керосин [7].

 

1.6 Жобаланатын процестің теориялық негіздері

Өңдеуге түсетін мұнай құрамында судың және тұздардың болуы мұнай өңдеу зауыттарының жұмысына көп зиян келтіреді. Судың мөлшері көп болса, мұнай айдау қондырғысының аппараттарында қысым көтеріледі, олардың қуаты кемиді, суды қыздыруға және буландыруға артық жылу шығыны орын алады. Судың мұнаймен бірге болуы ондағы тұздарды ерітіп, гидролиз реакциясын күшейтіп аппараттардың коррозиясын үдетеді.

Одан да күшті теріс әсер тұздар, оның ішінде хлоридтер етеді. Олар жылу алмастырғыш пен пештің құбырларының қабырғаларына отырады, бұның нәтижесінде құбырларды жиі тазалап тұруға тура келеді, жылу алмастыру коэффициентін төмендетеді.

Хлорлы натрий іс жүзінде гидролизденбейді. Хлорлы кальций тиесілі жағдайда HCL тұзын 10% дейін гидролизге түсуі мүмкін. Хлорлы магний 90% гидролизденеді, яғни бұл процесс төмен температурада жүреді. Сондықтан тұздар мұнай өңдеу аппараттарының коррозияға ұшырауының негізгі себебі болуы мүмкін. Хлорлы магний гидролизі:

 

                        MgCL + H2O → Mg(OH) + HCL

 

Мұнайдағы бар судың әсерімен және хлорлы магнийдің өзінің кристалды суының әсерімен жүруі мүмкін. Аппараттардың гидролиз өнімдерімен бұзылуы жоғары температура аймақтарында (пеш құбырларында, буланғыштарда, ректификациялау колонналарында) және төмен температурада істейтұғын аппараттарда да (конденсаторлар және тоңазытқыштар) орын алады. Кейбір тұздар қалдық өнімдерде (мазутта және гудронда), олардың сапасын төмендетеді [8].

Мұнайды айдау кезінде күкіртті қосылыстар ыдырап, күкіртті сутегі түзіледі, ол (әсіресе хлорлы сутегімен бірге) аппараттардың коррозиясының күшті себепшісі болады. Күкіртті сутегі су болса және жоғары температурада аппараттардың металдарымен реакцияға түсіп, күкіртті темір түзеді:

 

                        Fe + H2S → FeS + H2  

 

FeS тұратын қорғау қабаты  металл бетін аздан болса да  одан арғы коррозиядан қорғайды, бірақ хлоридтің гидролизінен  түзілген хлорлы сутегі болған  жағдайда, FeS тұратын қорғау қабаты  онымен реакцияға түсіп бұзылады:

 

                        FeS + 2HCL → FeCL2 + H2S

 

Хлорлы темір су ерітіндісіне өтеді де бөлінген күкіртті сутегі темірмен қайтадан реакцияға түседі.

Мұнаймен бірге өндірілетін судың минералдығын немесе тұздығын 1л суды буландырғаннан кейін қалатын құрғақ заттар мөлшерімен өлшейді. Мұнайлар тұздығы 1л шикі затқа келетін милиграммен алынған хлоридтер (NaCL есептегенде) мөлшерімен анықталынады және оның мөлшері жерасты суының минералдану дәрежесі мен мұнайдағы мөлшеріне байланысты. Мұнай өңдеу зауытына жіберілетін мұнайдағы тұздар мөлшері 50 мг/л көп емес, ал айдауға берілетін мұнайда – 5мг/ - көп емес болуы қажет.

Сондықтан, мұнайды өңдеуге жіберу алдында оны судан және тұздардан айыру қажет.

Суды және тұздарды бөлуді бірінші кезеңінде кен орнындағы дайындау қондырғыларында іске асырады. Кен орнындағы мұнайды дайындау дәрежесіне байланысты, қалдық су (0,5-1,0%) және хлоридтер (100-1800 мг/л) мөлшеріне қарап, үш топқа бөледі. МӨЗ мұнайды екінші сусыздандыру және тұзсыздандыру кеңінен өткізеді. Мұның нәтижесінде су мөлшері 0,05-0,1% дейін, ал тұздар – 3,0-5,0 мг/л және одан да төмендейді.

Кен орындарында және мұнайды МӨЗ қондырғыларында да дайындағанда, сусыздандыру мен тұзсыздандыру үшін, ал МӨЗ-да – жасанды, арнайы мұнай мен таза судан дайындалған, мұнай эмульсияларын бұзу процестерін пайдаланады [9].

 

 

1.7 ЭЛТҚ –АҚ (мұнайды алғашқы) айдау қондырғысының сипаттамасы және технологиясы.

АТ атмосфералық торабында мұнай айырудың үш схемасын қолданады: атмосфералық блокта бір күрделі ректификациялық колоннасы бар схема (нұсқа 1), алдын ала буландырғышы және ректификациялық колоннасы бар схема (нұсқа 2) және алдын ала бензинсіздендіру колоннасы мен негізгі ректификациялық колоннасы бар схема.

Нұсқа1 құрамындағы бензин фракцияларының мөлшері 2-10% дан артық емес тұрақтандырылған мұнайлар үшін қолданады. Қондырғы қарапайым және компактті. Колоннада жеңіл және ауыр фракцияларды бірге буландыру мұнайды пеште қыздыру температурасын төмендетуге мүмкіндік береді.

Нұсқа 2-ні пайдаланумен пеш құбырларындағы қысым құламасы төмендейді [10].

Бұлар  буландырғыштан  атмосфералық  колоннаға  бағытталады, сондықтан суландыру беруге жеке конденсацияланушы жабдықтар мен насостар орнату қажет емес болады. Бір колоннада жеңіл және ауыр фракцияларды бір уақытта ректификациялау пеште қыздыру температурасын төмендетеді. Бірақ бензин фракциялары мен еріген газдар мөлшері жоғары болған жағдайда, атмосфералық колонна булар бойынша артық жүктеліммен жұмыс істейді, бұл аппарат диаметрін арттыруды талап етеді. Барлық коррозиялық агрессивті заттар сутегі хлориді, күкірт сутек, меркаптандар және басқа булармен бірге буландырғыштан колоннаға келіп түседі, яғни буландырғыш атмосфералық колоннаны коррозиядан қорғамайды.

Ең кеңінен тарағаны нұсқа 3ол неғұрлым икемді және бензин фракциялары мен еріген газдар мөлшерінің елеулі өзгерулері кезінде жұмыс істей алады. Коррозиялық агрессивті заттар бірінші колоннаның үстіңгі бөлігі арқылы шығарылады, сонымен негізгі колонна коррозиядан қорғалған.

Бензиннің бір бөлігінің алдын ала шығарылуына байланысты пеш пен жылуалмастырғыштардың имек құбырларында жоғары қысым жасалмайды, бұл өз алдына беріктілігін өсірмей неғұрлым арзан жабдықтар орнатуға мүмкіндік береді.

 Жылуалмастырғышта (қосымша 1) 8 жылытылған мұнай I 120—140°С температурада дегидраторда 1 термохимиялық және электромайсыздандыруға су, деэмульгатор және сілті қатысында тұзсыздандыруға түседі. Осындай жолмен дайындалған мұнай басқа жылуалмастырғышта 220°С температураға дейін қыздырылып 2 колоннаға түседі. Ол колоннаның үстінде жеңіл бензин XV фракциясы алынады. Қалдық III колонна 2 астынан пешке 7 түседі, онда 330°С-қа дейін қыздырылып, колонна 3 түседі. Мұнайдың басқа бөлігі пештен 7 колонна 2 ыстық су ретінде қайтарылады. Колонна 3 үстінен ауыр бензин XVII жиналады, ал буландырғыш колонна 11 арқылы жиналған фракцияларды VI (140-240°С, 240-300°С және 300-350°С) ары жіберіледі. Мазут IV колонна 3 астынан алынып, одан әрі вакуумды колоннаға жіберіледі [11].

 

1.8 Ректификациялық колоннасына сипаттама

Тарелкалық колонналарда (қосымша 2) флегма мен будың әсерлесу аймағын үлкейту үшін арнайы конструкиялы клапанды тарелка қолданылады. Ректификациялық колонна корпусы тік цилиндр тәрізді сауыттан 1 тұрады.  Атмосфералық колонна корпусында келесідей щтуцерлер қарасытырлған: шикізат кіретін (15) және өнімдер шығатын (12, 10, 8, 13), суландыруды беру (6) және буландырушы колоннадан шыққан бу кіретін (7, 9, 11), колоннаның жоғарғы бөлігі (2), колоннаның төменгі бөлігі (3). Колоннаның төменгі жағынан мазут шығатын (13), су буын беретін (14) щтуцерлер орналасады.  Колоннаның жоғарғы бөлігіндегі штуцерлер  (4, 5) арқылы ауа және шығарылады және гидравликалық сынама кезінде су құйылады. Колонна корпусының төменгі бөлігінде цилиндрлік тіреу бар. Тіреу бөлігінде құбырдағы қалдықты шығаруға арналған бір немесе екі тесік және ауыз болады. Тіреудің жоғарғы бөлігінде буды шығаруға арналған желдеткіш тесік орналасқан. Буландырушы колонна жеке жұмыс жасайтын колонналардан құралған . Әрбір келесі колоннаға шикізат ретінде дистиллят немесе алдыңгы колоннаның қалдығы жіберіледі. Мұндай колонналар күрделі және төменгі және жоғарғы өнімдерден басқа фракциялардан жанама өнімдер алады: лигроин, керосин, дизель отыны. Колоннадан шыққан әрбір өнім жеңіл фракция алынатын буландырушы колоннаға бағытталады және одан кері колоннаға қайтарылады. Буландырушы колоналар бір корпуста орналасқанымен өзара оқшауланған. Буландырушы колоннада су буы мұнай буын суландырып,оны буландырады.

 Күрделі колоннаның  кемшілігі: жоғарыдан бір ретті  суландыру есебінен әр қимада  сұйықтың және будың жүктелуі  әртүрлі болады. Осыған байланысты  әр секция өздігінен циркулияциялық  суландыру құруға бейім болады.

Тарелкалы колоннаның жұмыс істеу негізі флегма мен газдың бірге байытылуымен тығыз байланысты, газ қысым астында жүреді, соның өтуі арқасында жоғарыдан төменгі қабатқа әрбір тарелкаға флегма  өтеді. Соның арқасында бу флегмадан кішкентай көпіршік болып бумен сұйықтың араласу аймағына өтеді.

 

 

 

 

 

 

2 Технологиялық бөлім 

 

Ректификациялық колонна көпкомпоненнті қоспадан алынатын өнім санына байланысты жай және күрделі болып бөлінеді.

Ректификациялық колонна қысымына байланысты колонналар қысым астында жұмыс жасайтын, атмосфералық және вакуумдық деп бөлінеді. Қысымен жұмыс жасайтын колонна АВТ қондырғысында бензин фракциясын тұрақтандыру үшін қолданылады. Атмосфералық колонна негізгі колонна болып саналады.

Қазіргі жобада тарелкалы колонна қолданылады. Тарелка түрі – клапанды дискілі. Клапанды тарелкалардың гидравликалық кедергісі 4.9- 4.8 мм. рт. ст.

Колоннадағы тарелкалар саны келесідей:

• К – 1 колоннасында 30 тарелка;
• К – 2 колоннасында 42 тарелка;

Ректификациялық колоннаны және тарелкаларды күкіртсутекті коррозияға төзімді материалдан жасау керек.

Курстық жобада Родинск мұнай өндіру кенінің Верей қабатының мұнайы қарастылған.

Мұнай өнеркәсібінің 6 кені қарастырылған: Т1 турнейс қабаты, Б1 Бобриков қабаты, А4 Башқұр қабаты, А Верей қабаты, О2 Окс қабаты, РIV артинск қабаты. Мұнай өндіру орны 1967 жылы іске қосылды. Жобаның 4 негізгі  эксплуатациялық нысандары бар: Т1, Б3,А4 + О2, АЗ.  Қазіргі кезде РIV қабатынан мұнай өндәру қарастырылмаған.Маңызды мұнай өндіру қабаттары ретінде Т және Б3 нысандары қарастырылған. Олар таскөмір жүйелі мұнай өндіру орнынан алынатын мұнайдың  35,2 және 34,6% құрайды.Қалған нысандар бойынша мұнай қорларын А4 + 02 - 12,3%, А3 - 17,9% құрайды.

Т1 қабаты карбонатты түрлермен біріктірілген. Қабаты- массивті- қабатты типті. Қабаттың кеуектілігі 11%, өткізгіштігі - 0,038 мкм2. Қабаттық жағдайда мұнайдың тұтқырлығы мПас. Қабат 86 өндіруші және 18 айдама бұрғылардан тұратын қор жүйесін құрады.Қабаттан 3375 мың.т. мұнай өндірілген.

Қондырғының материалдық балансты құру үшін ең алдымен қондырғының бір жыл ішіндегі жұмыс уақытын білу керек. Бір жылда 365 күн, дегенмен қондырғы периодты түрде бір жыл ішінде кейбір тосын жағдайларға байланысты жөндеуден өтеді және бос тұрады. Осыған байланысты есептеуді былай жүргіземіз:

 

мұндағы бір жылдағы күндер саны;

 жөндеу кезіндегі уақыт;

 бос тұрған уақыт. 

Келесідей жағдайлармен: күн, күн. Жалғастыра жұмыс уақытын есептейміз:

 

Қондырғының өнімділігі G=5,00 млн. т./жыл.

Кесте 1- ЭЛТҚ блогының материалдық балансы

Баланс мәліметі	% мас.	мың. т/жыл
Берілді:
Мұнай шикізаты	101,0	5000000
Барлығы	101,0	5000000
Алынды:
Тұссызданған мұнай	100	4950495
Су	0,5	24752
Шығын	0,5	24752
Барлығы	101,0	5000000

 

 Кесте 2 – К -1 бензинсіздендіру колоннасының материалдық балансы

 

Баланс мәліметі	% мас.	Шығын
		мың.т/жыл	т/тәулік	кг/сағ.
Берілді: Мұнай	100,0	4950495	14560,3	606679
Барлығы	100,0	4950495	14560,3	606679
Алынды: 1.Газ 2. 28-120°С фракция 3. Бенз.мұнай	1,9 10,1   88,0	94059 9499,96   4846936	276,6 27,94   14255,7	11525 1164   593987,5
Барлығы	100,0	4950495	14560,3	606679

 

 Кесте 3 - К – 2 негізгі  колоннасының материалдық балансы

 

Өнімдер аталуы	% масса	Өнімдер шығымы
		т/жыл	т/тәулік	Кг/сағ	Кг/мин
Барлығы	100	5000000	14705,9	612,7	10,2
Түскені: шикі мұнай	100	5000000	14705,9	612,7	10,2
Бензин фрак 120-1800С	9,7	485000	1426,5	59,4	0,99
Керосин фр 180-2300С	7,8	390000	1147,1	47,8	0,8
Дизель. Фр 230-2800С	7,3	365000	1073,5	44,7	0,7
280 - 3500	10,7	535000	1573,5	65,5	1,1
Мазут	64,5	3222500	947,6	39,4	0,7
Барлығы	100	5000000	14705,9	612,7	10,2