Мұнай дайындау

  Мұнай – көміртегілер қоспасы болатын, жанатын майлы сұйықтық; қызыл-қоңыр, кейде қара түске жақын, немесе әлсіз жасыл-сары, тіпті түссіз түрі де кездеседі; өзіндік иісі бар; жерде тұнбалық қабатында орналасады; пайдалы қазбалардың ең маңызды түрі. Мұнайдың құрамына көміртек және сутектен басқа, азот,күкірт,оттек және басқа элементтер кіретін,гетероатомды қосылыстар бар.

  Жер қойнауынан табылған мұнайдың құрамында газ,су және тұз бар.Мұнайды өңдеуге дайындау тұзсыздау,сусыздау және сепарациялау сияқты процестерден тұрады.

Алынған кен орынан байланысты шикі мұнайдың құрамында тұздардың,судың  және ілеспе газдардың мөлшері әртүрлі  болады.Араб мемлекеттерінің  кен  орындарындағы шикі мұнайдың құрамында тұз және судың мөлшері аз болады.Алайда, Қазақстан мемлекетінің  кен орындарындағы шикі мұнайдың құрамында тұздың мөлшері 1т/300кг, судың мөлшері 1т/200-400 л,ілеспе газдың мөлшері 1т/100м³ құрайды.Тұздардың және сулардың  мөлшерінің жоғары болуы,мұнайдың сапасына тәрі әсерін тигізеді.

Кен орындарда мұнай екі  немесе үш деңгейлі сепарацияға ұшырайды.Сепарацияның бірінші деңгейінің газдарын 0,6-0,7МПа газөңдеу зауытына  (ГӨЗ) бағыттайды; сепарацияның екінші және үшінші деңгейінің газдарын компримерлеуден кейін ГӨЗ-на сепарацияға бағыттайды.

Қолданылатын мұнай кен  орынының физикалық қасиеттеріне байланысты ілеспе газды толық жою үшін, сондай-ақ,су-мұнай  эмульсиясын жақсы айыру үшін мұнайды сепарацияның соңғы деңгейіне  жіберудің алдында қыздырады.Бұл  жағдайда мұнайдың қасиеттері жақсарады,газ өңдеу зауытында өңдеуді қажет ететін бөлінетін газдардың көлемці артады. 

Мұнай –өңдеудің  ілеспе газдары мұнай химиясы үшін  құнды шикізат болып табылады.Себебі,олардың  құрамында С₂-С₅ көмірсутектерінің жоғары мөлшері бар.Алайда, мұнайдың сепарациясы жеңіл көмірсутектердің толық бөлінуін қамтамасыз етпейді және мұнайда С₁-С₄ көмірсутектері қалады.Бұл көмірсутектер мұнайды тасмалданғанда  немесе сақтағанда бөлінеді.Мұнайды жоғалтуды азайту үшін және қосымша алу мақсатымен тұрақтандыру процесін қолданады.Бұл жағдайда 2,2-2,3% мас. Бойынша С₃-С₅ көмірсутектерді бөлгеннен кейін мұнайда С₄-С₅ көмірсутектерінің біраз мөлшерін сақтап қалуға мүмкіндік туады.С₄-С₅ көмірсутектерін жанармайдың қажет сапасын қамтамасыз ету үшін қолданады.

Іс жүзінде мұнайды  дайындау мен тасмалдағанда әртүрлі  сызбаларды қолданады,оларды:

• Кәсіпорынның орналасуы:
• Газдардың мұнайдағы мөлшері;
• Мұнай мен газдың тасмалдау бағыты мен шарттары;
• Мұнайды өңдеуге дайындау бойынша қондырғыларды салу мүмкіншілігі сияқты көрсеткіштеріне байланысты таңдайды.

  1Суретте мұнай өңдеу зауыттарына тасмалдау және жеңіл көмірсутекті шикізатты алу мақсатымен мұнайды біріншілік дайындаудың кең таралған сызбанұсқасы көрсетілген.

  Шикі мұнай I қабаттан  кедергіш тетік 1-ге өтеді және  бірінші деңгейлі сүзгіш 2- түседі,сепараторды  қысым 0,6-0,7 МПа деңгейде ұсталып  тұрады,бұл қысым II газ өңдеу  зауытына компрессорсыз жіберу  үшін жеткілікті болады.Кейін  бірінші деңгейдің сүзгішінен 2 кедергіш  тетік арқылы мұнай екінші  деңгейлі сүзгіш 3-ке жіберіледі, бұл жерде қысым төмендегендіктен қалған газ III бөлінеді.Ары қарай мұнай тұнбағыш 4-ке ағады,бұл жерде мұнайдан қабатты су V және қалған газ бөлінеді.Екінші деңгейлі сүзгіштегі қысым 0,2-0,3 МПа қысымды құрайды. Тұнбағышта қысым атмосферлі қысымға жақын болады. Екінші деңгейлі сепаратор мен тұнбағыштан шыққан газдар компрессор 6- да сығылады да, газ өңдеу зауытына жіберіледі. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мұнайды өңдеуге дайындау:1-кедергіш тетік ; 2,3-1-ші және 2-ші деңгейлі сүзгіштер; 4-тұнбағыш; 5-үрлегіш;6-компрессор; 7- газ  өңдеу зауыты; 8- мұнайды тұрақтандыру қондырғысы; I - қабатты су; II, III –  екінші және үшінші сепарацияның газдары; IV – тұрақсыз мұнай; V – қабатқа  енгізуге арналған су; VI – метан; VII – этан; VIII – тұрақсыз жанармай; IХ – метан және этан; Х – тұрақты мұнай; ХI – жеңіл көмірсутектердің фракциясы.

            Мұнай өңдеудің процестерін 3 бөлімге бөлуге болады:

1. Қайнау температурасының интервалы бойынша бөлінетін мұнай шикізатын фракцияларға ажырату (біріншілік процестер);
2. Химиялық айналулар арқылы алынған фракциялардың құрамына кіретін көмірсутектерді өңдеу және тауарлы мұнай өнімдерінің құрауыштарын даярлау (екіншілік процестер);
3. Жақсы сапалық көрсеткіштері бар мұнай өнімдерін алу үшін, құрауыштарды араластыру;

Моторлы және қазанды отындар,сұйытылған газдар,мұнай химия өндірістер үшін шикізаттың әртүрлері,сондай-ақ, кәсіпорынның технологиялық сызбанұсқасына тәуелді  гидравликалық немесе жаққыш майлар,битумдар,мұнай  кокстері, парафиндер МӨЗ-ның өнімдері болып табылады.Технологиялық процестердің жиынтығына байланысты, МӨЗ-да 40-тан  астам мұнай өнімдері алынуы мүмкін.

Мұнай өңдеу- үздіксіз өндіріс,зауыттарда өндірістің жұмыс жиілігі толық жөндеудің арасында үш жылды құрайды.МӨЭ-ның функционалды бірлігі – белгілі технологиялық процесті жүзеге асыратын ,қондырғының жиынтығы бар өндірістік объект болатын технологиялық қондырғы болып табылады.

Мұнайды өңдеуге  дайындау процестері (электртұзсыздау)                        Шикі мұнай құрамына технологиялық қондырғының тотығуын шақыратын,тұздар кіреді.Оларды жою үшін,тұз еритін,шикізатты ыдыстардан түсетін мұнай ЭЛТҚ-электртұзсыздау қондырғысына түседі.

Тұзсыздау процесі ішінде жасалынған элетродтарды бар цилиндірлі қондырғылар-электрдегидраторларда жүзеге асады.Жоғары кернеудің тогының әсерінен мұнай мен судың қоспасы (эмульсия) ыдырайды,су қондырғының астында жиналады және бөлек ыдысқа ағызылады.Эмульсияның жақсы ыдырауы үшін,шикізатқа арнайы заттар-деэмульгаторлар енгізіледі.Процестің температурасы -100-200ºС. МӨЗ мұнайды дайындау нәтижесінде оның құрамында су мөлшері 0,1% мас., ал тұз мөлшері 3-5 мг/л дейін кемиді.Судың мөлшері 0,1% мас. Және одан да төмен болғанда,мұнайда мөлшері 4,3 мкм болатын тек ұсақ тамшылар ғана қалады.

Егер зауытқа құрамында 100мг/л, 0,5% мас. Су болатын мұнай түссе,онда тек 0,1% мас., сусыздану ғана тұзды  бес есеге дейін төмендете  алады.

ЭЛТҚ кейін,мұнайда никельдің  және ванналийдің мөлшерін 1,5-3 есеге  дейін кемітеді. Алайда, хлоридтерді  және ауыр металдарды жоюдың  арасындағы  дәресесінің тәуелділігінде тура пропорционалдық  байқалмаған.

ЭЛТҚ (Электротұзсыздау қондырғысы) блогында  тұзсызданудың төрт аймағын  бөлуге болады.Бірінші аймақта мұнай  таза шайдырушы сумен және деэмульгатормен  араласады. ЭЛТҚ қондырғыларында : инжектор және араластырғыш клапан сияқты екі  түрлі араластырғыштар қолданысқа ие болады. Шаюшы су ретінде өзен суы немесе технологиялық конденсаттар қолданылады: шаюшы суда тұздың мөлшері  мг/л артық болмауы керек. Екінші аймақта қайта түзілген эмульсиялардың ірі тамшыларының тұну процесі жүреді, ал үшінші аймақта электр өрісінің әсерінен ұсақ тамшылардың соқтығысуы және бірігуі интенсификацияланады.Төртінші аймақта мұнай ағынымен көтерілетін  екінші аймақтан шығарылған тамшылардың  қосымша тұнуы жүреді.

    Атмосферлі  айдау - тұзсыздалған мұнай АВҚ деп белгіленетін, мұнай айдаудың атмосферлі – вакуумды қондырғысына түседі.Бұл атау шикізатты фракцияларға бөлудің алдында қыздыру, отынды және түтінді газдардаң жылуын жандыруының жылуы арқылы жылан тектес құбырлық пештерде жүзеге асуымен шартталған.

 АВҚ атмосферлі және  вакуумды айдаудың екі бөліміне  бөлінген.

Атмосферлі айдау мұнайға  шығу мүмкіншілігі 45-60% құрайтын, 360^˚С дейін қайнайтын,жанармайлы, керосинді және дизельді жарық мұнай фракцияларын ажырату үшін арналған.

Атмосферлі қондырғыларда  терең емес мұнай айдауын жүргізеді.Атмосферлі айдаудың қалдығы- мазут.Процесс булар жоғарыға қарай, ал сұйықтық төменге қарай  өтетін, ішінде қатынастық қондырғы орнаған цилидрлі тік жабдықта- ректификациялық колоннада пеште қыздырылған мұнайды жеке фракцияларға бөлуде түйінделеді. Әр түрлі өлшемді және пішінді ректификациялы колонналар мұнай өңдеу зауыттарының барлық қондырғыларында қолданады,оларда тәрелке сандары Әр түрлі өлшемді және пішінді ректификациялы колонналар мұнай өңдеу зауыттарының барлық қондырғыларында қолданады,оларда тәрелке сандары 20-60 арасында болады.

  Вакуумды айдау-қондырғылары мұнай өңдеуді тереңдетуге арналған.Оларды мазуттан алынатын газойльді, майлы фракцияларда және гудронды отынды, жаққыш майларды,коксты,битумды және басқа да мұнай өнімдерін өндіру үшін шикізат ретінде қолданады.

Фракциялардың қолдану бағытына қарай біріншілік мұнай айдау  қондырғыларын отынды,майлы немесе отынды-майлы қондырғылар деп  атайды.

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.

28º-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, 85-180ºС) алу үшін екіншілік айдау процесіне (ректификация) ұшырайды; этиленді алу кезінде пиролиздің шикізаты ретінде қолданылады.

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

140º-380ºС температуралар  арасында қайнайтын дизельді фракциясы қысқы дизельді отын ретінде, 180-360º 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.

350º-500ºС және 350º-580ºС 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 5º-15ºС-қа кемиді(катализатордың қасиеттеріне және процестің тәртібіне байланысты). Осыдан, АВҚ дизельді фракцияны бөлгенде,фракцияның қайнау температурасы ГОСТ бойынша тұрақталатын температураға қарағанда, 5º-15ºС – 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.

   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.