Қазақстандағы мұнай- газ өндірісі туралы жалпы түсінік

 

2.1 Негізгі колоннаның  құрылысын, тарелка түрі мен санын  таңдау

 

Колонна биіктігі бойынша төменде келтірілген тарелка санын пайдаланамыз.

Төменгі айдау бөлігіне 4 тарелка жибереміз (n1=4).

Колоннаның бекітуші бөлігі- қоректендіру аймағынан 280-3500С фракция алынатын тарелкаға дейін 10 тарелка (5- тен 10- ға дейін, орта есеппен ) n2 = 6.

280-3500С фракция алынатын тарелкадан 230-2800С фракция фракция алынатын тарелкаға дейін 10 тарелка қолданамыз (11- ден 20-ға дейін) n3 = 10.

230-2800С фракция алынатын тарелкадан 180-2300С фракция алынатын тарелкаға дейін 10 тарелка қолданамыз (21- ден 30-ға дейін) n4 = 10.

180-2300С фракция алынатын тарелкадан жоғарғы тарелкаға дейін 12 тарелка қолданамыз (31- ден 42-ге дейін) n5 = 12.

Колоннада барлығы 42 клапанды тарелка қабылданды, оның 38 бекітуші бөлікте, 4 айдауда.

Тарелкалардағы қысымның берілуі 5 мм. рт. (Рт = 0, 00066 МПа) құрайды.

 

 

2.2 Колоннаның биіктігі  бойынша қысымды есептеу 

 

Сулану сыйымдылығының  қысымы PЕ = 0,1 МПа, P = 0,4 қолданамыз.

Колоннаның жоғарғы бөлігінің қысымы 

 

Pжоғары = PЕ + P                                                    (1)

 

Pжоғары =  0,1 + 0,40 = 0,140 МПа

 

180-2300С фракция шығатын  тарелка қысымы

 

P180-230 = Pжоғары + Рт *n6                                             (2)

 

P180-230 = 0,140 + 0, 00066 *12 = 0,148 МПа

 

230-2800С фракция шығатын тарелка қысымы

 

P230-280 = Pжоғары + Рт * (n4 + n5)                                      (3)                             

 

P230-280 = 0,140 + 0, 00066 * (10+ 12) = 0,155 МПа

 

280-3500С фракция алынатын тарелка қысымы

 

P280-350 = Pжоғары + Рт * ( n3 + n5 + n4)                               (4)

 

P280-350 = 0,140 + 0, 00066 * (10+ 12 + 10) = 0, 161 МПа

 

Колоннаға кірердегі қысым

 

Pкіру = Pжоғары + Рт * ( n3 + n5 + n4 + n2)                              (5)

 

Pкіру = 0,140 + 0, 00066 * (10+ 12 + 10 + 6) = 0, 165 МПа

 

Колонна биіктігі бойынша қысым төмендегідей:

 

Pжоғары = 0,140 МПа;

P180-230 =0,148 МПа;

P230-280 = 0,155 МПа;

P280-350 = 0, 161 МПа;

Pкіру = 0, 165 МПа.

 

 

2.3 Су буының шығынын  есептеу 

 

Колоннаның төменгі бөлігінен берілген су буының шығыны

 

Zтөмен = gM*0,2                                                   (6)

 

мұндағы, Zтөмен - колоннаның төменгі бөлігінен берілген су буының шығыны, кг; gM- мазут шығыны;

 

Zтөмен = gМ • 0,02 = 64,5•0,02 =1,29 кг

 

280-3500С фракция алынуға қызмет көрсететін стриппинг-колоннаға К-2/3 берілген су буының шығыны:

 

Z К-2/3 = g280-350 • 0,02 = 10,7 •0,02 = 0,214 кг

 

230-2800С фракция алынуға қызмет көрсететін стриппинг-колоннаға К-2/2 берілген су буының шығыны:

 

ZК-2/2 = g 230-280 • 0,02 = 7,3 •0,02 = 0,146 кг

 

180-2300С фракция алынуға қызмет көрсететін стриппинг-колоннаға К-2/1 берілген су буының шығыны:

 

ZК-2/1 = g 180-230 • 0,02 = 7,8 •0,02 = 0,156 кг

 

 

Колоннаның биіктігі бойынша су буының мөлшерін анықтаймыз.

280-3500С фракциясы жиналған тарелкадағы су буының мөлшері:

 

Z 280-350 = Zтөмен = 1,29 кг

 

230-2800С фракциясы жиналған тарелкадағы су буының мөлшері:

 

Z 230-280 = Zниза + Z К-2/3 = 1,29 + 0,214 = 1,504 кг

 

180-2300С фракциясы жиналған тарелкадағы су буының мөлшері:

 

Z 180-230 = Zниза + Z К-2/3 +Z К-2/2 = 1,29 + 0,214 + 0,146 = 1,65 кг

 

Колоннаның жоғары бөлігіндегі су буының мөлшері:

 

Zверха = Zниза+ ZК-2/3 + ZК-2/2 + ZК-2/1=1,29 + 0,214 + 0,146 + 0,156 = 1,806 кг

 

 

2.4 Колоннаның биіктігі  бойынша флегма шығынын есептеу

 

Флегма санын колонна бойынша ауыспайтындай етіп қабылдаймыз және енгіземіз. Флегма санын 2- ге тең деп аламыз.

280-3500С фракция шығатын тарелкадағы флегма мөлшері

 

gфл 280-350 = g280-350 • 2 = 10,7 • 2 = 21,4 кг

 

230-2800С фракция шығатын тарелкадағы флегма мөлщері:

 

gфл 230-280 = g230-280 • 2 = 7,3 • 2 = 14,6 кг

 

180-2300С фракция шығатын тарелкадағы флегма мөлщері:

 

gфл 180-230 = g180-230 • 2 = 7,8 • 2 = 15,6 кг

Колоннаның жоғары бөлігіндегі флегма мөлшері:

 

gфл 00 = g 120-180 • 2 = 9,7 • 2 = 19,4 кг

 

 

2.5 Колоннаға берілген  шикізаттың қыздыру температурсы 

 

Айдаудың (ēт) теориялық үлесі келесідей болады:

 

Ēт = 0,097 + 0,078 + 0,073 + 0,107 = 0,355

Мұнайдың қыздыру температурасы айдаудың негізгі артық үлесін қамтамасыз ету керек немесе 0,001-0,003- ға теориялық артық болуы керек.

Пештегі мұнайдың қыздыру температурасы К – 2 колоннаға жіберу  алдында 320-3700С- қа жетеді. Мұнайдың қыздыру температурасын анықтау үшін шикізаттың бірретті булану процесін есептеу керек.

Колоннадағы шикізаттың бірретті булану процесін есептеу кезінде құбырлы пештегі булануды аламыз. Қоректену аймағына қарағанда жоғары 0,03 МПа қысым қабылдаймыз:

 

Рр = Ркіру + 0,03 = 0,165 + 0,03 = 0,195Мпа

 

100 кг шикізатқа есептеуді  жалғастырамыз. Қабылданған қысымда  мұнайды қыздыру температурасын  енгіземіз және ПЭВМ қолданып  таңдау әдісінде теңдік кезінде  бақыланатын молярлық үлесін (ер) аламыз.

 

                                         (7)

 

                                      (8)

 

 

мұндағы хі- сұйық фаза компонентінің молярлы концентрациясы;

Уі – бу фаза компонентінің молярлы концентрациясы;

i – шикізат компонентінің  молярлы концентрациясы;

ер – айдаудың молярлы концентрациясы;

Кі – фаза тепе- теңдігінің константасы.

Айдаудың молярлы үлесін білгеннен кейін массалық үлесін есептейміз:

 

                                                          (9)

 

мұндағы ēр – айдаудың массалық үлесі;

Му- бу фазасының молярлы массасы;

Мс- шикізаттың молярлы үлесі.

 

Кесте 4 - Айдаудың үлесін есептеу үшін бастапқы берілген мәлімет

 

Колонна шикізат Компоненті	Молярлы концентрация	Фаза теңдігінің Константасы
1. фр.120-1670С	0,1722	19,4872
2. фр.167-2140С	0,1389	10,7692
3. фр.214-2610С	0,1149	4,8718
4. фр.261-3080С	0,0977	2,1538
5. фр.308-3550С	0,0781	1,0769
Молярлы үлес суммасы	1,0000

 

ПЭВМ бойынша есептеу нәтижесі

Айдаудың молярлы үлесі е = 0,5437, температура 3700С және 0,195 МПа.

 

 Кесте 5 - ФАЗ құрамы

 

Колонна шикізат Компоненті	Сұйық фаза	Бу фаза
1. фр.120-1670С	0,0156	0,3037
2. фр.167-2140С	0,0220	0,2369
3. фр.214-2610С	0,0370	0,1803
4. фр.261-3080С	0,0600	0,1293
5. фр.308-3550С	0,0750	0,0808

 

Кесте 6 - Мұнайды айдаудың  колоннаға кірердегі молярлық үлесін анықтау (t = 3700С, P = 0,195 Мпа)

 

№ п/п	Фр. Қайнау аралығы	Шикізатты қондырғыдан фр. (фактический) шығуы% масс.	Шикізатты қондырғыдан фр. шығуы % масс.	Мi , Кмоль		Фр. орт. қайнау темп.	370оС, Мпа (Рi) фр. қаынққан  бу қысымы
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	120-167	7,0	8,0	5	0,062	0,1722	143	3,8	19,4872	0,0156
2	167-214	7,0	8,0	129	0,050	0,1389	191	2,1	10,7692	0,0220
3	214-261	6,7	7,6	160	0,041	0,1149	237	0,95	4,8718	0,0370
4	261-308	6,8	7,7	185	0,035	0,0977	284	0,42	2,1538	0,0600
5	308-355	6,5	7,4	221	0,028	0,0781	331	0,21	1,0769	0,0750

 

Кесте 6 (жалғасы) - Мұнайды айдаудың  колоннаға кірердегі молярлық үлесін анықтау (t = 3700С, P = 0,195 Мпа)

 

№ п/п	уi=Kiхi	Miyi		Miхi			I
1	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21
1	0,3037	39,2	0,214	2,0	0,005	0,080	0,753	0,007	0,284	0,106
2	0,2369	37,9	0,207	3,5	0,009	0,080	0,788	0,011	0,263	0,102
3	0,1803	33,4	0,182	6,8	0,017	0,076	0,820	0,021	0,222	0,093
4	0,1293	28,6	0,156	13,3	0,034	0,077	0,847	0,040	0,184	0,091
5	0,0808	21,3	0,116	19,8	0,050	0,074	0,866	0,058	0,135	0,086

 

Мұнай айдауының массалық үлесін анықтаймыз- К-2 колоннасының шикізаты  (t = 3700С, P = 0,195 Мпа) [13].

Негізгі колонна шикізат айдауының массалық үлесі (зр) айдаудың теориялық үлесінен (ēт) бірнеше есе жоғары болу керек. зт =0,355, а зр =0,356. Есептеу дұрыс жүргізілді.