Химия өнеркәсібінің салалық құрылымы

Химия өнеркәсібінің салалық құрылымы

• 
  кен-химия өнеркәсібі (шикізат — фосфорит, ас және калий тұздарын, күкірт, т.б. өндіру, байыту және оларды бастапқы өңдеу)
  
• 
  негізгі химия өнеркәсібі (минералдық тыңайтқыштар, қышқылдар, сілтілер, т.б. өндіру)
  
• 
  полимерлік материалдар өнеркәсібі (синтетикалық шайырлар мен пластмассалар, химиялық талшықтар, синтетикалық каучук, синтетикалық бояғыштар өндіру);
  
• 
  тұтыну қажеттерін қанағаттандыруға арналған өнім (фармацевтикалық дәрі-дәрмек, жуғыш заттар, фотохимия, парфюмериялық-косметикалық тауарлар) өндіру. Химия өнеркәсібінің құрамында барлығы 200-ден астам кішігірім сала мен өндіріс бар, ал оның өнімдерінің түр-түрінің атауы 1 млн-ға жетіп отыр.
  

Тарихы

Жалпы мәліметтер

Негізінен алғанда көмірсутектерінен (85 % -ға дейін) тұратын бұл заттар дербес үйірімдер шоғыры түрінде жекеленеді: метанды, нафтенді және ароматты (хош иісті) тізбектер. Оның құрамында оттегі, азот, күкірт, асфальтты шайыр қосындылары да кездеседі.

Мұнайдың түсі қызғылт, қоңыр қошқыл, кейде ол ашық сарғыш түсті, ақшыл болып та келеді. Мысалы, Әзірбайжанның Сурахана алақында ақшыл түсті мұнай өндіріледі. Мұнай судан жеңіл, оның меншікті салмағы 0,65-0,95 г/см3. Мұнай өз бойынан электр тоғын өткізбейді. Сондықтан ол электроникада изолятор (айырушы) ретінде қолданылады. Осы кезеңде мұнай құрамынан екі мыңнан астам халық шаруашылығына керекті заттар алынып отыр: бензин, керосин, лигроин, парафин, көптеген иіссу түрлері, кремдер, парфюмериялық жұмсақ майлар, дәрі-дәрмектер, пластмасса, машина дөңгелектері тағы басқа. Ол қуатты әрі арзан отын — бір тонна мұнай үш тонна көмірдің, 1,3 тонна антрациттың, 3,3 тонна шымтезектің қызуына тең.

Қазір «Қара алтын» деп бағаланатын мұнайдың өзіндік мол тарихы бар. 1539 жылы ол тұңғыш рет Америка құрлығынан Еуропаға тасылатын тауарлардың тізіміне кіріпті. Сол жылы Венесуэладан Испанияға жөнелтілген мұнай тасымалының алғашқы легі бірнеше темір құтыға ғана құйылған жүк екен. Ол кезде дәрігерлер оны тек артрит ауруын емдеуге ғана пайдаланатын болған.
[өңдеу] Мұнайдың шығу тарихы
Лос-Анджелестегі мұнай вышкалары(1896 жыл)

Мұнайдың, ал ертеректе оны «тас майы» деп атаған, болашағы зор екенін болжаған орыс ғалымы М.В. Ломоносов, Пенсильванияда ең алғаш рет мұнай ұңғымасы бұрғыланғанға дейін жүз жыл бұрын, мұнайдың шығуы жайлы өзінің бірегей теориясын ұсынған еді. «Жер қойнауында тереңнен орналасқан шымтезекті шөгінділерден жерасты ыстығымен қою, майлы материя шығарылып, саңылаулар арқылы ағады… Бұл дегеніміз – сирек, әртүрлі сұрыпты, жанатын және құрғақ, қатты материялардың пайда болуы, бұл тас майы – мұнайдың негізі…», – деп жазады 1763 жылы М.В. Ломоносов.

Мұнайды қыздыру кезінде мұнайға біраз ұқсайтын қарамайларды беретін көмір мен тақтатастардан шығу теориясы да орыс ғалымдары – академиктер Паллас пен Абихтікі болған еді. Алайда ол кезде олардың қорытындыларының мұнайды іздестіруде практикалық мағынасы аз еді.

Ең жемісті болғаны өткен ғасырдың соңында Д. И. Менделеев ұсынған мұнайдың бейорганикалық шығу теориясы еді. Ұлы орыс химигінің айтуы бойынша, жер шарының орталық ядросы темір және құрамдарында көміртегі бар басқа металдардың қоспаларынан құралады. Жер қыртысындағы жарықтардан өткен сулардың әсерінен бұл ядро жеңіл көмірсуларды – ацетилен, этилен және т.б. түзеді. Жер жарықтары арқылы жоғары жер қыртысының суық бөліктеріне көтеріле бере олар мұнайдың негізгі құраушы бөліктері болып табылатын ауыр көмірсулар қоспасына айналады.

Харичков және басқа да орыс ғалымдары мұндай әдіспен табиғи мұнайға ұқсас сұйық – жасанды мұнайды алды. Д.И. Менделеев теориясы бойынша мұнай қарқынды тау түзілу орындарында кездеседі. Мұны жиі бақылауға болады, сондықтан Д.И. Менделев қорытындыларын барлаушылар мұнайды іздеуде көп уақыт қолданды.Мұнай өнеркәсібінің дамуы барысында, әдетте, мұнай кездесуі тау түзілу процестері қосымша фактор болып табылатын жағдайларда кездесетініне көз жетті.

Мұнай көбінесе теңіздің түбінде, соның ішінде жағажайлық шөгінділерде жиі табылады. Сірә, теңіз өсімдіктері мен жануарлары қалдықтары судың түбіне жинақтала беруінен болар. Өйткені онда су ағысы болмайды, ол тыныштықта тұратындықтан, оған ауаның келуі қиындай түседі. Ауаның әсерінен бұл қалдықтар тотығар еді, ал ауа болмағандықтан, бактериялардың әсерінен бұл қалдықтар құрамы бойынша мұнайға ұқсас, бірақ оларда толығымен мұнайға айналмайтын процестер өтеді. Мұндағы түсініксіз жайт: осы қалдықтардан мұнай қалайша түзіледі? Әңгіме мынада: онда хлорофилдің, яғни өсімдіктердің жасыл түсі негізінің және басқа да екі жүз градустан жоғары температурада тұрақсыз болатын заттардың қалдықтары табылған. Ал барлық мұнайға жақын өнімдерді алатын белгілі химиялық реакциялар тек жоғары температураларда өтеді.

Ақыры 1930 жылы ірі кеңес ғалымы – академик Н.Д. Зелинский бұл жерде катализ, яғни өздері аз өзгеріске ұшырайтын заттардың әсерінен химиялық өзгерістерді тездететін құбылыс орын алатынын дәлелдеді. Катализаторлармен өсімдіктерге, бактериялық әсердің өнімдеріне жақын орналасқан заттарға әсер етіп, ол жасанды мұнайды екі жүз градустан төмен температурада алды. Осылайша сұрақтың жауабы шешілді, бірақ түпкілікті емес: ол тәжірибесінде қолданған катализаторлар табиғатта болуы мүмкін емес, олар өте тұрақсыз еді.

Табиғатта мұнай түзілуді іске асыратын заттарды ұзақ іздегеннен кейін химия ғылымдарының докторы, профессор Андрей Владимирович Фрост бұл, әдетте, мұнай қыртыстарын жауып тұратын кейбір сазбалшықтардың қатысымен болатынын анықтады. Өсімдіктер және жануарлар қалдықтарымен бірге тұнып, сазбалшықтар, жануарлар сүйектері мен микроағзалар кейін мұнай түзетін фактор болып табылатын материалдың негізін түзеді. Лай – бұл сазбалшық, өсімдік және басқа да қалдықтардың түр өзгерген қоспасы – бактериялардың әсерінен құмды және басқа да кеуекті тау жыныстарымен қапталады. Олар, өз кезегінде, мұнай мен су өтпейтін сазбалшық және басқа да тау жыныстарының қабаттарымен қапталып, температурасы шамамен жүз градустай қабаттарға дейін түседі. Мұнда мұнай түзілу процесі аяқталады; құрамында лай болатын мұнай біртіндеп қабаттасады да, біз мұнай кенорындарынан табатын кеуекті тау жынысына енеді.

Мұнайдың шығуының жаңа теориясының зор тәжірибелік маңызы бар. Ол мұнайшы-геологтарды мұнайдың түзілу жағдайларын анықтау әдісімен таныстырады. Мұнай қалай пайда болатынын білетін кен барлаушылары оны іздеу орындарын тез анықтайды. Геологиялық жағдайларға байланысты мұнайдың болатын жерлерін және оның мүмкін орын ауыстыру жолдарын анықтауға болады.
Мұнайдың элементтік құрамы мен гетероатомдық компоненттері

Көміртектермен қатар мұнай құрамында тағы басқа заттар да бар. Мырышы бар — H2S, меркаптандар, моно- және дисульфидтер, тиофендер мен тиофандар полициклдіктермен бірге т.б. (70-90% қалдық өнімдерде шоғырланады); азотты заттар – негізінен пиридин, хинолин, индол, карбазол, пиррол және порфириндер (үлкен бөлігі ауыр фракциялар мен қалдықтарда шоғырланады) гомологтары; қышқылды заттар – нафтен қышқылы, фенолдар, смолалы-асфальтты т.б. заттар (әдетте жоғары қайнайтын фракциларында кездесетін). Элементтік құрамы (%): С – 82-87, Н – 11-14.5, S – 0.01-6 (сирек – 8-ге дейін), N — 0,001—1,8, O — 0,005—0,35 (сирек – 1.2-ге дейін) және т.б. Барлығы мұнай құрамында 50-ден аса элементтер табылған. Мысалы, жоғарыдағылармен қоса V(10-5 — 10-2%), Ni(10-4-10-3%), Cl (іздерінен бастап 2•10-2%-ға дейін) т.с.с. Әр зат әр кен орнында әр мөлшерде кездесетіндіктен орташа химиялық қасиетттер жайлы тек шартты түрде ған аайтуға болады.

Мұнай дүние жүзілік жанар-жағар май-энергетикалық балансында орасан зор үлеске ие: оның адамзат пайдаланатын қуат көздері ішінде 48% алады. Болашақта бұл көрсеткіш мұнай өндірудің қиындай беруінен, және атом және басқа қуат көздерін пайдалануының өсуінен кеми береді.

Химия мен мұнай-химия өнеркәсіптерінің қарқынды дамуына байланысты мұнайға деген сұраныс жанар-жағар майлар үшін ғана емес, синтетикалық каучук, синтетикалық талшықтар, пластмасс, жуу құралдарын, пластификатор, бояғыштар т.б. (әлемдік өндірістің 8%-нан астамы) өндіру шикізат көздері үшін өсуде. Осыларды шығаруға бастапқы заттар ретінде көп қолданылатындар: парафиндік көміртектер – метан, этан, пропан, бутан, пентан, гексан, және жоғарымолекулярлықтар (10-20 атомды молекулалы көміртектер), циклогексан; ароматты көміртектер – этилен, пропилен, бутадиен; ацетилен.
Мұнай-газ кендері

Мұнай-газ кендері – бірыңғай құрылымдық элементтермен сипатталатын жеке алаң қойнауында орналасқан мұнай мен газ иірімдері шоғырларының жиынтығы. Мұнай-газ кендері мұнай немесе газ түрінде және аралас мұнайлы-газды, газды-мұнайлы кендер түрінде ұшырасады.

Оқшауланған жеке кендер өте сирек, көбінесе топталған иірімдердің жиынтығы түрінде жатады. Қазақстанның мұнай-газ кендері геологиялық құрылысы мен геотектоникалық дамуы әр түрлі болатын үш мұнайлы-газды аймақта орналасқан. Ең көне мұнайлы-газды аймақтың кендері Солтүстік Каспий синеклизасымен байланысты. Мұнда өндіруге тұрарлық мұнай мен газ жүздеген м-ден 5000 м-ге дейінгі тереңдікте жатқан жоғарғы палеозойдан төменгі борға дейінгі шөгінділерде орналасқан.

Эпигерциндік платформа құрамына кіретін Маңғыстау мұнайлы-газды облысының қабатты кендері — 300 метрден 3000 метрге дейін тереңдіктегі құнарлы горизонттар төменгі бордан төменгі юраға дейінгі шөгінділерде орналасқан. Үшінші мұнайлы-газды аймақ герцин және каледон қатпарлы құрылымдарының арасынан орын алған Шу – Сарысу синеклизасында. Мұнда жанғыш және азот-гелий газдарының қоры шағын кендері ашылған.

Мұнай өнімдері – көмірсутектер мен олардың туындыларының қоспасы; мұнай мен мұнай газдарынан алынатын жеке химиялық қосылыстар. Мұнай өнімдері отын, майлар, битумдар, ауыр көмірсутектер және әр түрлі мұнай өнімдері сияқты негізгі топтарға бөлінеді. Отын негізіндегі мұнай өнімдеріне көмірсутекті газдар мен бензин, лигроин, керосин, дизель отыны, мазут, т.б. жатады.

Майлар – мұнайдың қалдық фракциялары мен ауыр дистилляттарын арнайы тазартудан алынады. Ауыр көмірсутектерге парафиндер, церезиндер, озокериттер және олардың майлармен қоспасы жатады. Битумдер – гудронды ауамен тотықтыру арқылы немесе гудронды тереңдетіп айдау арқылы алынған май фракцияларынан кейін қалатын жартылай қатты және сұйық күйдегі өнімдер.

Әр түрлі мұнай өнімдеріне мұнай коксы, күйе, мұнай пиролизінің әр алуан өнімдері (бензол, толуол, ксилол, т.б.), асидолдар, деэмульгаторлар, хлорпарафиндер, т.б. жатады. Мұнай өнімдерінің сапасы физикалық және химиялық қасиеттеріне байланысты бағаланады.

↑ Мұнай және газ геологиясы терминдерінің орысша-қазақша түсіндірме сөздігі. Жалпы редакциясын басқарған Қазақстанға еңбегі сіңген мұнайшы — геологтар Т.Н. Жұмағалиев, Б.М. Куандықов, 2000. — 328 бет.

Мұнай өндіруді қарқындыландыру әдістері - мұнай өндірудің өсімділігін арттыру мақсатында жүргізілетін шаралар. Бұлар төмендегі іс-қарекеттер нәтижесінде жүзеге асады: а) Мұнайды динамикалық тұрғыдан ығыстырып шығару ("поршендік әсер" жасақтау); ә) қойнауқаттық флюидтің физикалық-химиялық қасиеттеріне әсер ету; б) койнауқаттың физикалық қасиеттеріне әсер ету. Мұнайды ығыстырып шығару қойнауқатқа су айдау (қойнауқатты сумен тоғыту) арқылы жүзеге асырылады ("Мұнайлы қойнауқатты сумен тоғыту" мақаласын қараңыз). Мұнайды ығыстырып шығару кейде қойнауқатқа газ айдау арқылы да жүзеге асырылады (табиғи газды немесе ауаны). Қойнаукттың өтімділігі жоғары болған жағдайда және оның еңістену бұрышы 10°-тан жоғары болғанда газ қойнауқаттың көтерілген бөлігіне айдалса, жынауыштың өтімділігі нашар және еңістену бұрышы 10°-тан төмен болған жағдайда газ қойнауқаттың бүкіл ауданына айдалатын болады. бұл әрекеттер нәтижесінде Мұнай өндіру көрсеткіші 5-25 % аралығында артады. Қойнауқаттық жағдайдағы Мұнайға әсер ету оның түтқырлығы мен беткейлік тартылысын азайтуға, фазалық өтімділігін өсіруге бағытталады. Бұл үшін қойнауқатқа беткейлік белсенділігі күшті заттар, яғни карбондалған су немесе көмірқышқыл, жоғары қысымдағы құрғақ және метанды газ, қоңды және сүйытылған газ (бұл Мұнайдың газ әсерінен еруін қамтамасыз етеді),мицеллярлық ерітінділер (Мұнайлық сульфонат, полимерлер), органикалық еріткіштер (ауыр спирттер, газды бензин) т.б. айдалады. бұл әрекеттер нәтижесінде Мұнай өндіру көрсеткіші 50-70 %-ға дейін өседі. Қойнауқатқа бу және ыстық су айдау Мұнай өнімділігін 15-25 %-ға арттырады. Сол сияқты, қойнауқат өңірінде жану көздерін қалыптастыру әдісі де қолданылады, мұның нәтижесінде, пайда болған газдың, будың т.б. көлемі күрт өсуге байланысты, Мұнайды ығыстырып шығару мұмкіндігі тіпті 75-90 %-ға шейін өсуі ықтимал. Қойнауқаттық судың физикалық-химиялық қасиеттеріне әр түрлі қоюлатқыштармен (сүйықшыны, шайырлар, полиакриамидтер т.б.), сулы-газды қоспалармен және көбіктермен әсер ету Мұнайдың сумен ығыстырылып шығарылу процесін түрақтандырады және Мұнаймен ілесе өндірілетін су мөлшерінің азаюын қамтамасыз етеді (судың фазалық өтімділігі азаюына байланысты). мұның нәтижесінде Мұнай өнімділігі 20 %-дай, тіпті одан да көбірек өсеіін болады. Қойнауқаттардың физикалықпараметрлерін сапаландыру шаралары оларға карбондалған суды, көмірқышқылды, сілтілерді, күкірт қышқылын айдау нәтижесінде немесе күшті-күшті жерастылықжарылыстарды үйымдастыру арқылы жүзеге асады. Соңғы жағдайда қойнауқат болмысында жаңа жарықтар пайда болады немесе ескі жарықгар мен жарықшақтар кеңейе түседі. Мұнай өндіру өнімділігін арттырудың бактериялық әдістері бар

1. 
   Мұнай өндірісінің қазіргі жағдайын бағалау
   
2. 
   Көмірсутек шикізат кен орны дамуының  негізгі
   
3. 
   Кен орнының қысқаша сипаттамасы
   

Өндірістік категория бойынша кондесат қорларын өндіру 694,8 млн т құрайды және 30 кен орнында шоғырланған. Бірақ тек 15 кен орнында ғана өндіріледі. Негізгі конденсат қорлары мен өндіру көлемі республикадағы барлық конденсат қорының 91%-ы шоғырланған «Карашығанақ» кен орнында тіркелген(866,9 млн т).  Қалған кен орындарында, «Оңтүстік Жетіба», «Теңге» және «Ракушечникті» ескермегенде, Маңғыстау облысында  конденсат қоры 0,2-0,3 млн т-дан аспайды.

2. Көмірсутекті шикізат кен орнын жүйелі қарастыру мақсатында келесідей 3 бағытты  көрсетуге болады:

1. 
   1.                    Отандық экономика үшін маңыздылық деңгейі бойынша.
   
2. 
   2.                    Мұнай-газды геологиялық аудандастыру үлгісін қабылдау бойынша.
   
3. 
   3.                    Әкімшілік-аумақтық орналасуын ескеру бойынша.