ХИМИЯ УДК: 665.664.22 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЕРОСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ

Целью настоящей работы является определение количественного содержания общей серы в сырье (конденсате), его физико-химических характеристик до очистки, а также сравнить их с физико-химическими характеристиками нефтепродуктов после демеркаптанизации. В данной работе рассмотрен процесс переработки нестабильного газового конденсата. Назначением процесса переработки нестабильного газового конденсата является получение отдельных фракций и их дезодорация с целью возможности транспортировки для дальнейшей переработки в товарные нефтепродукты. На переработку в качестве сырья, под высоким давлением (3,45 МПа), поступает насыщенная газоконденсатная смесь, содержащая легкие углеводороды C₁-С₃, сероводород и меркаптаны. Поскольку эта смесь насыщена неконденсирующимися и сжиженными углеводородными

газами, их необходимо удалить вместе с сероводородом и легкими меркаптанами –токсичными и коррозионноактивными компонентами.

После удаления легких, низкокипящих компонентов, оставшаяся жидкость считается стабилизированной. Стабилизированная сырьевая смесь подвергается дальнейшему фракционированию на жидкие продукты: легкую нафту, тяжелую нафту, газойлевую фракцию и остаток перегонки. В состав легкой нафты входят углеводороды и сернистые соединения, кипящие в пределах от температуры кипения нормального пентана до 75-85 °С, т.е. фракция С5-С7. Эта фракция выводится в виде головного продукта из колонны отгона легкой нафты. После соответствующей очистки от вредных примесей, фракция может использоваться как низкооктановый компонент бензинов или перерабатываться в процессе изомеризации с целью получения высокооктанового низкокипящего компонента бензина (вместо дорогостоящих алкилатов).

Остаток перегонки выводится из нижней части колонны отгона легкой нафты и направляется через нагреватель сырья в колонну фракционирования, где разделяется на три потока: тяжелую нафту, газойлевую фракцию и остаток перегонки. Тяжелая нафта выводится из верха колонны фракционирования, газойлевая фракция выводится из средней секции колонны, а остаток откачивается из куба колонны. Тяжелая нафта состоит из углеводородных и сернистых соединений, кипящих в пределе 75-160 °С. После соответствующей очистки фракция может использоваться как компонент низкосортных бензинов или направляться на установки каталитического риформинга с целью получения высокооктанового компонента бензинов или ароматических соединений.

Учитывая дальнейшую транспортировку полученных фракций, легкая и тяжелая нафта объединяются и подвергаются дезодорации на установке демеркаптанизации, где из смесевой фракции удаляются сероводород и легкие меркаптаны.

Процесс дезодорации фракции н.к. – 180 °С (смесь легкой и тяжелой нафты) заключается в извлечении сероводорода и легких меркаптанов, обладающих сильным запахом даже в небольших концентрациях. Извлечение дурно пахнущих серосодержащих компонентов осуществляется раствором щелочи при ее смещении с фракцией н.к. – 180 °С. При этом кислые компоненты – сероводород и низкомолекулярные меркаптаны извлекаются едким натром по реакциям:
H₂S + 2NaOH = Na₂S + 2Н₂О RSH+NaOH = RSNa+H₂O,
где: R – радикал (-СНз, -С₂ Н₅, -C₃H₇)

Бутилмеркаптаны и другие, более тяжелые меркаптаны, практически не извлекаются при щелочной очистке. При этом они практически не создают запаха испаряющимся углеводородам из-за низкого парциального давления в газовой смеси.

Регенерация отработанной щелочи осуществляется за счет процесса окисления кислородом воздуха сульфида натрия (Na₂S) и меркаптидов (RSNa) до тиосульфата натрия (ТЧа₂8₂С0з) и дисульфидов (RSSR) по реакциям:
2Na₂S + 2О₂ + Н₂О = Na₂S₂O₃ + 2NaOH

4RSNa + О₂ + 2Н₂О = 2RSSR+ 4NaOH

Нами экспериментально определены физико-химические характеристики нестабильного конденсата, которые приведены в таблице 1.

С целью сравнения сырья и продуктов очистки ниже приведены характеристики нафты очищенной.

По полученным результатам можно сделать следующие выводы: общее содержание серы после очистки уменьшилось с 0,72 до 0,32. В целом физико-химические характеристики нафты прямогонной очищенной улучшаются.

1. 
   Большаков, Г. Ф. Сераорганические соединения нефти / Г. Ф. Большаков, Н. К.Надиров // Новосибирск : Наука. – 1986. – 243 с.
   

2. 
   Гадельшиев, Р. Р. Технологический регламент комплекса МТУ-400 / Р. Р. Гадельшиев, А. Н. Шершов, И. М. Мухамбеткалиев // Аксай: АО Конденсат. – 2002.
   

Қазақстанның ресми сейсмикалық аудандау картасы бойынша (2-сурет) Батыс Қазақстан аймағының сейсмикалық потенциалы төмен, жергілікті сілкініс ошақтарының күші жер бетінде 4-5 баллға дейін, ошақтары сырт жерде орналасқан сілкіністердің жаңғырығы 5 баллдан аспайды деген қағида орныққан. Бұған дәлел ретінде осы күнге дейін бұл аймақта тіркелген ірі жергілікті сілкіністер ошағының жоқтығы болды.

Дегенмен, бұл өлкеде кішігірім әлсіз сілкіністердің болып тұратыны жайлы деректер, кейінгі кезде кейбір ғылыми мақалаларда, айтылып жүр (мәселен, [1]). Бұл мақаланың авторлары әлемдік сейсмикалық бюллетендерді талдау нәтижесінде, Батыс Қазақстан жерінде болған бірнеше жерсілкіну эпицентрлерін тапқан. Жиналған деректерді талдай келе, олар бұл аймақта жерсілкіну қауіптілігі барлығын және оны жан-жақты зерттеу қажеттілігін атап көрсетті.

1-сурет – Жерсілкінісі эпицентрінің орналасуы

(крест – сілкініс эпицентрі)
Айта кететін жәйт, Кеңес үкіметі кезінде жан-жақты сейсмологиялық зерттеулер тек қана жерсілкіну қауіптілігі жоғары орогендік белдемдерде жүргізілді. Ал, жерсілкіну қауіптілігі төмен, платформалық аймақтарға, өкінішке орай, аса көңіл бөлінбеді. Дегенмен, ірі жерсілкіністері платформалық аймақтарда (сиректе болса) болып тұратыны белгілі. Тек ХХ ғасырда ғана, Орта Азияда орналасқан Тұран тақтасында, магнитудасы М = 6,5-7,8 бірнеше апатты жерсілкінулер болды. Кейінгі 25-30 жылда жерсілкіну қауіптілігі төмен деп саналатын Орталық Қазақстанда бірнеше жерасты дүмпулері болып өтті [2].

2008 жылдың 26 сәуірінде Шалқар көлі маңында болған 6 баллдық жерсілкінісі, бұл кездейсоқ құбылыс емес. Кейбір ақпараттық құралдар жерсілкінісін Каспий маңы ойпатындағы қарқынды игеріліп жатқан мұнай-газ кенорындары әсерінен болған техногендік жерсілкінісі деп жазды. Бұл тұрғыдан сейсмолог-мамандар арасында да осындай көзқарастар бар екендігін айта кеткен жөн: «... Батыс Қазақстан облысында болған жерсілкінуі Шалқар көлінен 140 км солтүстік-шағыста орналасқан Қарашығанақ мұнай-газ конденсаты кенорнында жүргізіліп жатқан жұмыстармен байланысты. Өйткені, Қарашығанақ кенорны мен Шалқар көлі бір жарылымның бойында орналасқан ...» деген пікірлер айтылды («Литер» газеті, 2008 жыл 7 мамыр).

Дегенмен, мұндай көзқарасты қолдамайтын фактілер бар. Алдымен айта кететін жәйт, бұл кейінгі 30 жыл шамасында осы ауданда болған үшінші жерсілкінісі болып табылады (1-кесте). Алдыңғы екі жерсілкінісінің эпицентрлері де (1976 және 1989 жылдары) осы ауданда орналасқан.

2-сурет – Қазақстанның ресми сейсмикалық аудандау картасының фрагменті
Енді жерсілкіну эпицентрі орналасқан Шалқар көліне келсек, ол Орал бассейніндегі ірі ішкі су қоймасы болып саналады. Геологиялық тұрғыдан ол Каспий маңы ойпаты мен Төменгі Орал бор үстірті шекарасындағы тұзды массивтің ортасындағы, ұзындығы 18 км ені 15 км қазаншұңқырда орналасқан. Көлдің солтүстігінде және оңтүстігінде биіктігі 80 м, мұнара тәрізді Сантас және Сасай таулары орналасқан. Бұл таулар тұзды күмбездің көтеріңкі ернеуі (борты) болып саналады. Сасай тауының іргесі қалың тұзды қатқабаттан тұрады, ал оның төңірегінде дөңгелек пішінді сумен толған карст воронкалары кездеседі [3, 4].
1- кесте – Шалқар сілкінісі аумағында болған ертеректегі сілкіністер тізімі

Шалқар көлінің пайда болу тарихы әлі күнге дейін ғалымдарды таңдандыруда. Оның деңгейі Каспий теңізі деңгейімен синхронды өзгеріп отырады. Бұл деген Шалқар көлі мен Каспий теңізі акваториясын қосатын, тектоникалық жарылым арқылы таралатын, жерасты жарықшақ суы бар екендігінің дәлелі [4].

Каспий маңы ойпатында басқа да ірі көлдер бар екені белгілі, мәселен, Басқұншақ, Эльтон, Индер. Эльтон және Индер көлдері ертеден тұз шығаратын кенорны болып саналады. Бұл көлдердің тегі карстық процесстермен байланысты, яғни қазаншұқырдың пайда болуы жер бетіне жақын орналасқан тез еритін таужыныстарға (әктас, гипс, тас тұзы және т.б.) байланысты. Жер қойнауындағы тез еритін таужыныстарды кескілеген тектоникалық жарылымдар немесе олардың бір-бірімен қиылысқан жерлерінде жерасты суының таралуынан карстық қуыстар пайда болады. Мұндай қазаншұқырлардың сыртқы пішіні дөңгелек және ондағы судың минералдылық деңгейі жоғары болады. Бұл әлемдік практикада белгілі құбылыс.

Шалқар жерсілкінісінің эпицентрі Каспий маңы ойпатының солтүстік беткейінде орналасқан, мұнда шөгінді таужыныстар тысының (тыс – чехол) қалыңдығы (кристаллдық фундаментке дейін) 15-18 км-ге жетеді. Тыстың ерекшеліктерінің бірі – оның құрамында тұзасты және тұзүсті құрылымдық-формациялық комплекстерге бөлетін, қалыңдығы 3-4 км-ге дейін тұзды қатқабаттың болуы [5]. 26 сәуірдегі эерсілкіну эпицентрі тұзды күмбездің жер бетіне шығатын жеріне сәйкес келеді.

Аймақтың геологиялық-тектоникалық карталары бойынша, Шалқар көлі мен Қарашығанақ кенорнын қосатын тікелей тектоникалық жарылым жоқ. Геолог А. Великановтың деректері бойынша [6], ғарыштық түсірілімді бажайлау нәтижесінде табылған ірі тектоникалық жырылым, Шалқар көлі арқылы солтүстік-шағысқа бағытталған, ол Қарашығанақ кенорнынан солтүстік-батысында 20 км қашықтықта өтеді. Кішігірім, жер бетіне жақын орналасқан тектоникалық жарылымдар болса, олар әр бағытта таралып, Шалқар көлінде бір-бірімен түйісетінін көреміз (3-сурет).

Бұған қосымша, Б. А. Соловьёвтің [5] деректері бойынша, Шалқар көлі мен Қарашығанақ кенорны жоғарыда аталған тектоникалық жарылыммен бөлінген әр түрлі карбонаттық массивтерде орналасқан.

Сонымен, жоғарыда келтірілген деректерді тұжырымдай келе, 2008 жылы 26 сәуірде Шалқар көлі маңында болған жерсілкінісі, осы ауданда жүріп жатқан табиғи карстық процесспен байланысты. 3-4 км тереңдікте, кішігірім тектоникалық жарылымдар қиылысында орналасқан, тез еритін таужыныстар арқылы таралатын жерасты суы карстық қуыс (үңгір) туындатады, оның төбесіндегі таужыныстар қатқабаттары құлап, жер бетінде сілкініс тудырады. Міне, жерсілкінісі болуының басты себебі осы болуы ықтимал.

А. Великанов [6] сонымен қатар, тұзды қатқабатта жүріп жатқан белсенді тұзды диапиризм процессі, яғни иілімді (пластичный) тастұзы қабаты тұзды күмбезге және диапир қатпарларына айналуы да жерсілкінісіне себеп болу ықтималдығын айтады. Мұндай күш көзі, осы аймақта (Каспий маңы ойпатында) жүріп жатқан метаморфизм процессіне байланысты болуы ықтимал деп көрсетеді.