ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешені «КӨмірсутекті шикізаттарды өҢдеу технологиясы і» 5В072100 – «Органикалық заттардың химиялық технологиясы» мамандығы ушін ОҚУ-Әдістемелік материалдар



жүктеу 1.88 Mb.
бет4/10
Дата09.06.2016
өлшемі1.88 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

Ұсынылған әдебиеттер тізімі

1 Негізгі әдебиет

1. Омарәлиев Т.Мұнай мен газды өңдеудің химиясы және технологиясы: - Астана: Фолиант. – 2011. I бөлім: Құрылымды өзгертпей өңдеу процестері. -504 б.

2. Омарәлиев Т.Мұнай мен газды өңдеудің химиясы және технологиясы: - Астана: Фолиант. – 2011. II бөлім: Құрылымды өзгертіп өңдеу процестері. -344 б.

3. Бишімбаева Г.Қ. Мұнай және газ химиясы мен технологиясы. – Алматы: Бастау, 2007.-242 с

4. Серіков Т.П., Ахметов С.А. Мұнай мен газды терең өңдеу технологиясы: оқұлық: 3-томдық – Атырау мұнайй және газ институты. – 2005

5. Надиров Н.К. Высоковызкие нефти и природные битумы. Т. 1-5. – Алматы.: Гылым, 2001.

6. Туманян Б.П. Практические работы по технологии нефти. – М.: «Техника» ТУМА ГРУПП, 2006. – 106с.

7. Умергалин Т.Г. Методы расчетов основного оборудования нефтепереработки и нефтехимии. – Уфа.: Нефтегазовое дело. 2007-236 .

8. Дауренбек Н.М., Еркебаева Г.Ш., Калдыгозов Е.К. Мұнай мен газ технологиясы және мұнай химиясы бойынша мысалдар мен есептер Оқу құралы Шымкент: М. Әуезов атындағы ӨҚМУ, 2009. – 142б.

9. Капустин В.М. Технология переработки нефти. – М.: КолосС. – 2008.-334с.

10. Савельянов В.П. Общая химическая технология полимер. М.: Академкнига, 2007 – 336с.

11. Крыжановский В.К., Кербер М.М., Бурлов В.В., Паниматченко Н.Д.: Производство изделий из полимерных материалов. Санкт-Петербург.: Профессия.2004.-460с.

12. Тасанбаева Н.Е., Абдулхаликова И.Р., Сақыбаева С.А., Бимбетова Г.Ж. «Органикалық заттардың химиялық технологиясы» пәнінен лабораториялық жұмыстардды ұйымдастыру мен өткізуге арналған әдістемелік нұсқаулар.-Шымкент.: М.Әуезов атындағы ОҚМУ, 2010 ж.-88б.

7.1.13 Тасанбаева Н.Е., Абдулхаликова И.Р., Сақыбаева С.А., Бимбетова Г.Ж. «Органикалық заттардың химиялық технологиясы» пәнінен студенттердің өзіндік жұмысын ұйымдастыру бойынша әдістемелік нұсқау ( 050721-«Органикалық заттардың химиялық технологиясы» мамандығы үшін) - Шымкент.: М.Әуезов атындағы ОҚМУ, 2010 ж.-56б.

2 Қосымша әдебиет

1. Рудин М.Г., Драбкин А.Е. Краткий справочник нефтепереработчика.-Л.: Химия, 1980. -327с.

2. Вержичинская С.В. , Дигуров Н.Г., Синицие С.А. Химия и технология нефти и газа. М.: ФОРУМ-ИНФРА-М, 2009.-400с.

3. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа.- Уфа.: Гилем, 2002. -672с.

4. Рябов В.Д. Химия нефти и газа. – М.: ТГУ НиГ им. И.М. Губкина, 2004. -288с.

5. Сериков Т.П. Перспективные технологии переработки нефтей Казахстана. – Алматы.: Гылым, 2001. -276с.
1 бөлім. Көмірсутекті шикізаттарды біріншілік өңдеу технологиясы
1.2 Мұнайдың көмірсутекті шикізаттарды біріншілік өңдеудің және бөлудің негізгі әдістері.
Дәріс №5. Мұнай мен газды айдаудың теориялық негіздері

Тікелей біріншілік айдау құбырлы қондырғыларда жүзеге асырылады:атмосфералық құбырлы пеш (АТ), вакуумдық құбыр-жылытқыш (ВТ) және атмосфералық-вакуумды құбыржылытқыш (АВТ) (кейде су буымен).



Мұнайды біріншілік айдаудың өнімдері.

- Сұйылтылған көмірсутекті газ ( негізінен пропан-бутан қоспасы).

- Бензин фракциясы (Н.К. – 180 °С). Тазартудан кейін тауарлық автобензин компоненті және каталитикалық риформинг шикізаты ретінде қолданылады.

- Керосин фракциясы (120–315 °С). Тазартудан кейін реактивті авиациялық қозғалтқыштар отыны ретінде, жарықтандыру және өнеркәсіптік мақсатта қолданылады.

- Дизель фракциясы (атмосфералық газойль) 180–350 °С. Тазартудан кейін дизель қозғалқышының отыны ретінде қолданылады.

- Мазут – қалдық (330–350 °С). Қазандық отын немесе термиялық крекинг шикізаты ретінде; майлар алу үшін қолданылады.


Айдау түрлері

Айдау – әртүрлі қайнау температураларына негізделген, қоспаларды бөлу және тазалау әдісі.

Практикада айдаудың мынадай түрлері кездеседі: қарапайым дистилляция, коллондық бағандардағы мерзімді ректификация және үздіксіз ректификация.

Жай дистилляция айдаудың ең қарапайым әдісі болып табылады. Бұл процесстің сызбасы күрделі емес құрылғыдан тұрады.

Құрылғы кубтан, конденсатордан және дистиллят қабылдағыштан құралады. Айдау кубын әдетте су буымен сұйықтықты жылыту үшін змеевикпен жабдықтандырады.

Басқа да жылыту тәсілдерін қолданады, мысалы, отта, электрлік тоқпан және т.с.с. Қарапайым айдау құрылғысында жұмыс мерзімді болады.

Кубқа бөлінетін қоспаны жүктейді, жылытады және аздап буландырады. Кубтан бөлінетін буды конденсаторда суыту арқылы сұйық күйге айналдырады. Пайда болған дистиллят жинағышқа ағады.

Айдаудың жұмыс барысына байланысты жеңіл қайнайтын компонент куб сұйықтығында біртіндеп азаяды.
Біртіндеп және бір рет буландыру әдісі

Мұнайды айдау – мұнай өңдейтін зауыттардағы мұнай өңдеудің алғашқы процессі.

Мұнайды айдау - мұнай өңдейтін және мұнай өндіретін зауыттардың алғашқы процесі, мұнайды жылытқан кезде сұйықтық құрамы бойынша айырықшаланатын бу фазасы түзілуге негізделген.

Мұнай айдаудың нәтижесінде алынатын фракциялар әдетте көмірсутек қоспасын білдіреді.

Мұнай фракцияларын біртіндеп айдау арқылы кейбір жекелей көмірсутектерді алуға болады.

Мұнайды айдау біртіндеп( тепе-тең дистилляция) және бір рет(жай айдау немесе фракциондық дистилляция) буландыру әдістері арқылы жүзеге асырылады.; ректификациямен және онсыз: буланатын агент : вакуум астында және атмосфералық қысым қатысыда өтеді.

Жай айдауға қарағанда тепе-тең дистилляция кезінде мұнайды фракцияларға бөлу айқын жүреді. Бірақ бірінші жағдайда бірдей жылыту температуралары кезінде бу күйіне мұнайдың көптеген бөлігі енеді.

Зертханалық практикада негізінен мерзімді әрекетті қондырғыларда бу фазасын ректификациялау үшін мұнайды жай айдау тәсілі қолданылады.

Өндірісте мұнады айдау бу және сұйық фазалар қатысында бір рет булану әдісі қолданылады. Мұндай үйлесім мұнайды үздіксіз әрекеттегі құндырғыларда айдауды және мұнайды фракцияларға бөлудің нақтылығы, жылыту үшін отын шығынын үнемдеуге қол жеткізеді.

Өндірістегі мұнайды айдау қондырғыларда алдымен атмосфералық қысым қатысында, содан вакуумда жүргізіледі.

Атмосфералық айдау кезінде мұнай 370 °С көп емес температураға дейін жылытылады, себебі жоғарырақ температурада көмірсутектердің ыдырауы – крекинг басталады.

Атмосфералық қысымда айдаудың нәтижесінде 30 бастап 350—360 °С дейін қайнайтын фракциялар айдалады, нәтижесінде қалдық қалады – мазут. 360 °С дейін қайнайтын фракциялардан әртүрлі отын түрлерін ( бензин, реактивті және дизель қозғалтқыштарына арналған отын), мұнай химиялық синтез үшін шикізат ( бензол, этилбензол, ксилолдар, этилен, пропилен, бутадиен) еріткіштер және т.б. алынады.

Мазутты ары қарай айдау вакуум астында өткізіледі ( қалдық қысым 5,3—8 кн/м2, немесе 40—60 мм рт. Ст).

СССР-да атмосфералық-вакуумдық қондырғылырда мұнайды өңдеу мұнай өндейтін зауыттарда өнімділік жылына 8 млн. т құраған.

Бір рет буландырып айдау кезінде мұнайды змеевикте берілген температураға дейін жылытады.

Температураның көтерілуіне байланысты бу көбірек түзіле бастайды, ол сұйық фазамен тепе-теңдік күйде орналасады жіне белгіленген температурада булы-сұйықтық жылытқыштан шығып адиабаталық буландырғышқа барады.

Соңында бос цилиндірге жиналады, онда бу фазасы сұйықтықтан бөлінеді. Бұл жағдайда бу және сұйық фазаның температуралары бірдей болады. Бір рет буландырып айдау мұнайды фракцияларға бөлудің нашар әдісі болып табылады.
Вакуумда, қысым мен, су буының қатысуымен, буландырушы агентті қолдану арқылы айдау.

Вакуумдық айдау (төмендетілген қысым қатысында айдау).

Вакуум-дистилляция – органикалық заттар қоспасын бөлу әдістерінің бірі. Мұнайды айдаудың нәтижесінде атмосфеарлыққысымда350 — 370°С температурада мазут қалады оны айдау үшін арнай шарттар қарастырылуы керек ол шарттар крекинг және максимальды дистлятор мөлшерінен аспауы керек. Фракциялан мазутты бөліп алудыңең танымалы әдісі вакуум астында айдау. Вакуум көмірсутектің қайнау температурасын азайтады сонысымен 410 — 420°Ста дистиллятты алады,ал онда қайнау температурасы 500°С ( атмосфералық қысымға өлшенген).

Ректификациялық колоннаға буландырғыш агентті мұнайды айдаудан қалған жоғарықайнаушы компоненттердің концентрациясын жоғарылату үшін еңгізеді. Буландырғыш агент ретінде бензиннің, лигориннің, керосиннің булары және көп жағыдайда су буы қолданылады.

Су буының қатысында ректификациялық колоннада көмірсутектердің парциальды қысымы азайады, сонымен бірге әлбетте қайнау температурасы да төмендейді. Нәтижесінде төменқайнаушы көмірсутектер біртекті буланудан кейінгі сұйық фазада қалған көмірсутектер булы жағдайға өтеді сосын сулы бумен колоннаның жоғары жағына көтеріледі. Су буы бүкіл ректификациондық колоннадан өтіп жоғарға өніммен кетедіондағы температураны 10 — 20°Сқа азайтып кетеді. Тәжірибелерде қызып кеткен бу қолданылады оны колоннаға температурамен еңгізеді берілетін температурамен бірдей немесе одан біраз жоғарырақ болады (әдетте қанықпаған бу температурасы 350 — 450°С ,2 — 3ат қысымда болады).

 Су буының әсері келесілермен көрсетіледі:

Қайнап жатқан сұйық қатты араласып азқайнайтын көмірсутектердің булануна әсер етеді;

Көмірсутектердің булануында су буының ішінде көптеген көпіршіктер түзеді сондықтан ол буланудың үлкен аймағын түзеді;

Су буының таралуы буланатын қоспалардан, оның табиғатына және колоннаның төменгі шарттарына тәуелді.Ректификация жақсы болу үшін төмендегі колоннадағы сұйық фаза жидкой мөлшермен 25% аймағы булы аймаққа айналуы керек.

Буландырушы агент ретінде инертті газ қолданылса онда жылуға көп тиімділік болады, ол жылу қызып кеткен газ үшін қолданылады, сонымен қатар конденсацияға кететін суда аз қолданылады. Күкіртті шикізатты айдау кезінде көбінесе рациональды инертті газ қолданылады, өйткені күкіртті қосылыстар ылғал қатысында құрылғыда коррозия туғызады. Буландырушы агент ретінде мұнайдың жеңіл фракцияларын қолданған тиімді — лигроинды-керосинді-газды фракция, өйткені күкіртті шикізатты ашық су буында оны бөліп алады, вакуум және вакуумтүзуші құрылғы инертті газбен жұмыстың қиындықтарынан құтқарады.

Буланатын агенттің қайнау температурасы төмен болған сайын оған қатысты айдау температурасы азаяды.Бірақ буландырушы агент жеңіл болған сайын оны айдау кезінде соншалықты жоғалтады. Сондықтан буандырушы агент ретінделигроинды-керосинді-газды фракцияны қолдануға кеңес береді.



Азеотропты және экстрактивті айдау

Көмірсутектердің тазалығының жоғары болуы үшін айдаудың арнайы түрлері қолданылады: азеотропты немесе экстрактивті ректификация. Бұлар бөлініп алынатын көмірсутектердің ұшқыштығын және осы жүйедегі артық заттардың болмауын қарастыруға негізделген.

Ұшқыштық (u1) булы және сұйық фазаларда көмірсутектердің мольдік үлесімен анықталуы мүмкін:

u1=y11

мұндағы y1және  х1 — булы және сұйық фазаларда көмірсутектердің мольдік үлесі

Көмірсутектерді бөлудің жеңілдігі оның ұшқыштығына салыстырмалы тәуелді. Екі көмірсутектің салыстырмалы ұшқыштығы (α) олардың ұшқыштық арақатынастарымен анықталады (u1 және u2), яғни

α= u1/u2= y1х2/y2х1.

Рауль мен Дальтон заңдарына сәйкес

y1=P1x1/p     және     y2=P2x2/p,

мұндағы P1және P2 — көмірсутектердің қаныққан буларының қысымдары, x1және x2 — сұйық фазадағы көмірсутектердің мольдік үлестері, p — жүйенің жалпы қысымы. Осыдан

α=P1x1/px1 : P2x2/px2= P1/P2.

Яғни идеалды ерітіндідегі көмірсутектің салыстырмалы ұшқыштығы ертітіннің қайнау температурасы кезіндегі таза заттардың қаныққан буының қатынасымен тең келеді, ол бірге жақын болған сайын ол көмірсутектерді айдау арқылы бөлу де қиындай береді.

Бөлінетін көмірсутектердің ұшқыштығын арттыру үшін еңгізілетін үшінші компонент алдынғы көмірсутектерге қарағанда ұшқыш болады, оны ректификациондық колоннаның жоғары жағынан еңгізіп еріткіш деп атап, төменгі жағынан тұнбамен бірге шығарады. Мұндай ректификация экстрактивті деп аталады. Ерітіндіге қойылатын шарттар: 1)қайнау температурасы жоғары болу керек, себебі бір фазамен алынған ерітінді компонентін айдау кезінде еркін ажырата алу үшін; 2) бөлінетін компоненттерді жақсы еріту керек, өйткені болар тарелкада екі сұйық фаза түзбеуі керек.Экстрактивті ректификацияда еріткіш ретінде фенол, крезолдар, фурфурол, анилин және алкилфталаттар қолданылады.

Бастапқы затқа қарағанда қосылған зат ұшқышырақ болса, онда оны ректификациондық колоннаға шикізатпен бірге еңгізіп жоғарыдағы өнімнің буымен бірге шығарады. Мұндай ректификацияны азеотропты деп атайды. Бұл жағдайда азеотропты қоспаны еңгізілген заттардың бірі шикізаттың бірімен түзеді.Оларды алып кетуші деп атайды.

Оларға қойылатын талаптар: 1) Ол айдалынынатын бір немес бірнеше компоненттердің бірімен ылғи ұайнап тұратын қоспа түзуі керек. Азеотропты ректификацияда алып кетуші ретінде мелит және этил спирттері, метилэтилкетон (МЭК) қолданылады; 2) Айланынатын заттың температурасына жақын қайнау температурасын ие болуы керек. Бұл қоспа компоненттері мен азеотроп температурасы арасындағы айырмашылықты айқын көрсетеді; 3) Азеотропты қоспадан еркін ажыратылып көрініп тұруы керек.

Көбінесе бөлу толықтай болады, оны тек температурадан ажыратып алуға болады.Ол жүйенің идельды екенінен алыс екенін көрсетеді.

Алыстатуды бағалау үшін тұзетуші коэффицент еңгізеді, ал ол фактикалық активтілік коэффиценті болып табылады, яғни

p1=j1P1x1.

Активтілік коэффициентіj қоспаның басқа компоненттерінің және олардың концентрацияларының физико химиялық функциясының құрамы болып табылады. Әрбір компоненттің активтіліккоэффициентіконцентрациясының өсуіне қарай 0 ден 100%ға дейін өседі, бірақ әрбір қоспа компоненті үшін дәреже әртүрлі болады.Сөйтіп нақты қоспалар үшін салыстырмалы ұшқыштық будың қаныққан қысымы мен активтілік коэффицентіне тең:

a=j1P1/j2P2.


Ұсынылған әдебиеттер тізімі

1 Негізгі әдебиет

1. Омарәлиев Т.Мұнай мен газды өңдеудің химиясы және технологиясы: - Астана: Фолиант. – 2011. I бөлім: Құрылымды өзгертпей өңдеу процестері. -504 б.

2. Омарәлиев Т.Мұнай мен газды өңдеудің химиясы және технологиясы: - Астана: Фолиант. – 2011. II бөлім: Құрылымды өзгертіп өңдеу процестері. -344 б.

3. Бишімбаева Г.Қ. Мұнай және газ химиясы мен технологиясы. – Алматы: Бастау, 2007.-242 с

4. Серіков Т.П., Ахметов С.А. Мұнай мен газды терең өңдеу технологиясы: оқұлық: 3-томдық – Атырау мұнайй және газ институты. – 2005

5. Надиров Н.К. Высоковызкие нефти и природные битумы. Т. 1-5. – Алматы.: Гылым, 2001.

6. Туманян Б.П. Практические работы по технологии нефти. – М.: «Техника» ТУМА ГРУПП, 2006. – 106с.

7. Умергалин Т.Г. Методы расчетов основного оборудования нефтепереработки и нефтехимии. – Уфа.: Нефтегазовое дело. 2007-236 .

8. Дауренбек Н.М., Еркебаева Г.Ш., Калдыгозов Е.К. Мұнай мен газ технологиясы және мұнай химиясы бойынша мысалдар мен есептер Оқу құралы Шымкент: М. Әуезов атындағы ӨҚМУ, 2009. – 142б.

9. Капустин В.М. Технология переработки нефти. – М.: КолосС. – 2008.-334с.

10. Савельянов В.П. Общая химическая технология полимер. М.: Академкнига, 2007 – 336с.

11. Крыжановский В.К., Кербер М.М., Бурлов В.В., Паниматченко Н.Д.: Производство изделий из полимерных материалов. Санкт-Петербург.: Профессия.2004.-460с.

12. Тасанбаева Н.Е., Абдулхаликова И.Р., Сақыбаева С.А., Бимбетова Г.Ж. «Органикалық заттардың химиялық технологиясы» пәнінен лабораториялық жұмыстардды ұйымдастыру мен өткізуге арналған әдістемелік нұсқаулар.-Шымкент.: М.Әуезов атындағы ОҚМУ, 2010 ж.-88б.

7.1.13 Тасанбаева Н.Е., Абдулхаликова И.Р., Сақыбаева С.А., Бимбетова Г.Ж. «Органикалық заттардың химиялық технологиясы» пәнінен студенттердің өзіндік жұмысын ұйымдастыру бойынша әдістемелік нұсқау ( 050721-«Органикалық заттардың химиялық технологиясы» мамандығы үшін) - Шымкент.: М.Әуезов атындағы ОҚМУ, 2010 ж.-56б.

2 Қосымша әдебиет

1. Рудин М.Г., Драбкин А.Е. Краткий справочник нефтепереработчика.-Л.: Химия, 1980. -327с.

2. Вержичинская С.В. , Дигуров Н.Г., Синицие С.А. Химия и технология нефти и газа. М.: ФОРУМ-ИНФРА-М, 2009.-400с.

3. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа.- Уфа.: Гилем, 2002. -672с.

4. Рябов В.Д. Химия нефти и газа. – М.: ТГУ НиГ им. И.М. Губкина, 2004. -288с.

5. Сериков Т.П. Перспективные технологии переработки нефтей Казахстана. – Алматы.: Гылым, 2001. -276с.
1 бөлім. Көмірсутекті шикізаттарды біріншілік өңдеу технологиясы
1.2 Мұнайдың көмірсутекті шикізаттарды біріншілік өңдеудің және бөлудің негізгі әдістері.
Дәріс №5. Мұнай мен газды айдаудың теориялық негіздері

Тікелей біріншілік айдау құбырлы қондырғыларда жүзеге асырылады:атмосфералық құбырлы пеш (АТ), вакуумдық құбыр-жылытқыш (ВТ) және атмосфералық-вакуумды құбыржылытқыш (АВТ) (кейде су буымен).



Мұнайды біріншілік айдаудың өнімдері.

- Сұйылтылған көмірсутекті газ ( негізінен пропан-бутан қоспасы).

- Бензин фракциясы (Н.К. – 180 °С). Тазартудан кейін тауарлық автобензин компоненті және каталитикалық риформинг шикізаты ретінде қолданылады.

- Керосин фракциясы (120–315 °С). Тазартудан кейін реактивті авиациялық қозғалтқыштар отыны ретінде, жарықтандыру және өнеркәсіптік мақсатта қолданылады.

- Дизель фракциясы (атмосфералық газойль) 180–350 °С. Тазартудан кейін дизель қозғалқышының отыны ретінде қолданылады.

- Мазут – қалдық (330–350 °С). Қазандық отын немесе термиялық крекинг шикізаты ретінде; майлар алу үшін қолданылады.


Айдау түрлері

Айдау – әртүрлі қайнау температураларына негізделген, қоспаларды бөлу және тазалау әдісі.

Практикада айдаудың мынадай түрлері кездеседі: қарапайым дистилляция, коллондық бағандардағы мерзімді ректификация және үздіксіз ректификация.

Жай дистилляция айдаудың ең қарапайым әдісі болып табылады. Бұл процесстің сызбасы күрделі емес құрылғыдан тұрады.

Құрылғы кубтан, конденсатордан және дистиллят қабылдағыштан құралады. Айдау кубын әдетте су буымен сұйықтықты жылыту үшін змеевикпен жабдықтандырады.

Басқа да жылыту тәсілдерін қолданады, мысалы, отта, электрлік тоқпан және т.с.с. Қарапайым айдау құрылғысында жұмыс мерзімді болады.

Кубқа бөлінетін қоспаны жүктейді, жылытады және аздап буландырады. Кубтан бөлінетін буды конденсаторда суыту арқылы сұйық күйге айналдырады. Пайда болған дистиллят жинағышқа ағады.

Айдаудың жұмыс барысына байланысты жеңіл қайнайтын компонент куб сұйықтығында біртіндеп азаяды.
Біртіндеп және бір рет буландыру әдісі

Мұнайды айдау – мұнай өңдейтін зауыттардағы мұнай өңдеудің алғашқы процессі.

Мұнайды айдау - мұнай өңдейтін және мұнай өндіретін зауыттардың алғашқы процесі, мұнайды жылытқан кезде сұйықтық құрамы бойынша айырықшаланатын бу фазасы түзілуге негізделген.

Мұнай айдаудың нәтижесінде алынатын фракциялар әдетте көмірсутек қоспасын білдіреді.

Мұнай фракцияларын біртіндеп айдау арқылы кейбір жекелей көмірсутектерді алуға болады.

Мұнайды айдау біртіндеп( тепе-тең дистилляция) және бір рет(жай айдау немесе фракциондық дистилляция) буландыру әдістері арқылы жүзеге асырылады.; ректификациямен және онсыз: буланатын агент : вакуум астында және атмосфералық қысым қатысыда өтеді.

Жай айдауға қарағанда тепе-тең дистилляция кезінде мұнайды фракцияларға бөлу айқын жүреді. Бірақ бірінші жағдайда бірдей жылыту температуралары кезінде бу күйіне мұнайдың көптеген бөлігі енеді.

Зертханалық практикада негізінен мерзімді әрекетті қондырғыларда бу фазасын ректификациялау үшін мұнайды жай айдау тәсілі қолданылады.

Өндірісте мұнады айдау бу және сұйық фазалар қатысында бір рет булану әдісі қолданылады. Мұндай үйлесім мұнайды үздіксіз әрекеттегі құндырғыларда айдауды және мұнайды фракцияларға бөлудің нақтылығы, жылыту үшін отын шығынын үнемдеуге қол жеткізеді.

Өндірістегі мұнайды айдау қондырғыларда алдымен атмосфералық қысым қатысында, содан вакуумда жүргізіледі.

Атмосфералық айдау кезінде мұнай 370 °С көп емес температураға дейін жылытылады, себебі жоғарырақ температурада көмірсутектердің ыдырауы – крекинг басталады.

Атмосфералық қысымда айдаудың нәтижесінде 30 бастап 350—360 °С дейін қайнайтын фракциялар айдалады, нәтижесінде қалдық қалады – мазут. 360 °С дейін қайнайтын фракциялардан әртүрлі отын түрлерін ( бензин, реактивті және дизель қозғалтқыштарына арналған отын), мұнай химиялық синтез үшін шикізат ( бензол, этилбензол, ксилолдар, этилен, пропилен, бутадиен) еріткіштер және т.б. алынады.

Мазутты ары қарай айдау вакуум астында өткізіледі ( қалдық қысым 5,3—8 кн/м2, немесе 40—60 мм рт. Ст).

СССР-да атмосфералық-вакуумдық қондырғылырда мұнайды өңдеу мұнай өндейтін зауыттарда өнімділік жылына 8 млн. т құраған.

Бір рет буландырып айдау кезінде мұнайды змеевикте берілген температураға дейін жылытады.

Температураның көтерілуіне байланысты бу көбірек түзіле бастайды, ол сұйық фазамен тепе-теңдік күйде орналасады жіне белгіленген температурада булы-сұйықтық жылытқыштан шығып адиабаталық буландырғышқа барады.

Соңында бос цилиндірге жиналады, онда бу фазасы сұйықтықтан бөлінеді. Бұл жағдайда бу және сұйық фазаның температуралары бірдей болады. Бір рет буландырып айдау мұнайды фракцияларға бөлудің нашар әдісі болып табылады.
Вакуумда, қысым мен, су буының қатысуымен, буландырушы агентті қолдану арқылы айдау.

Вакуумдық айдау (төмендетілген қысым қатысында айдау).

Вакуум-дистилляция – органикалық заттар қоспасын бөлу әдістерінің бірі. Мұнайды айдаудың нәтижесінде атмосфеарлыққысымда350 — 370°С температурада мазут қалады оны айдау үшін арнай шарттар қарастырылуы керек ол шарттар крекинг және максимальды дистлятор мөлшерінен аспауы керек. Фракциялан мазутты бөліп алудыңең танымалы әдісі вакуум астында айдау. Вакуум көмірсутектің қайнау температурасын азайтады сонысымен 410 — 420°Ста дистиллятты алады,ал онда қайнау температурасы 500°С ( атмосфералық қысымға өлшенген).

Ректификациялық колоннаға буландырғыш агентті мұнайды айдаудан қалған жоғарықайнаушы компоненттердің концентрациясын жоғарылату үшін еңгізеді. Буландырғыш агент ретінде бензиннің, лигориннің, керосиннің булары және көп жағыдайда су буы қолданылады.

Су буының қатысында ректификациялық колоннада көмірсутектердің парциальды қысымы азайады, сонымен бірге әлбетте қайнау температурасы да төмендейді. Нәтижесінде төменқайнаушы көмірсутектер біртекті буланудан кейінгі сұйық фазада қалған көмірсутектер булы жағдайға өтеді сосын сулы бумен колоннаның жоғары жағына көтеріледі. Су буы бүкіл ректификациондық колоннадан өтіп жоғарға өніммен кетедіондағы температураны 10 — 20°Сқа азайтып кетеді. Тәжірибелерде қызып кеткен бу қолданылады оны колоннаға температурамен еңгізеді берілетін температурамен бірдей немесе одан біраз жоғарырақ болады (әдетте қанықпаған бу температурасы 350 — 450°С ,2 — 3ат қысымда болады).

 Су буының әсері келесілермен көрсетіледі:

Қайнап жатқан сұйық қатты араласып азқайнайтын көмірсутектердің булануна әсер етеді;

Көмірсутектердің булануында су буының ішінде көптеген көпіршіктер түзеді сондықтан ол буланудың үлкен аймағын түзеді;

Су буының таралуы буланатын қоспалардан, оның табиғатына және колоннаның төменгі шарттарына тәуелді.Ректификация жақсы болу үшін төмендегі колоннадағы сұйық фаза жидкой мөлшермен 25% аймағы булы аймаққа айналуы керек.

Буландырушы агент ретінде инертті газ қолданылса онда жылуға көп тиімділік болады, ол жылу қызып кеткен газ үшін қолданылады, сонымен қатар конденсацияға кететін суда аз қолданылады. Күкіртті шикізатты айдау кезінде көбінесе рациональды инертті газ қолданылады, өйткені күкіртті қосылыстар ылғал қатысында құрылғыда коррозия туғызады. Буландырушы агент ретінде мұнайдың жеңіл фракцияларын қолданған тиімді — лигроинды-керосинді-газды фракция, өйткені күкіртті шикізатты ашық су буында оны бөліп алады, вакуум және вакуумтүзуші құрылғы инертті газбен жұмыстың қиындықтарынан құтқарады.

Буланатын агенттің қайнау температурасы төмен болған сайын оған қатысты айдау температурасы азаяды.Бірақ буландырушы агент жеңіл болған сайын оны айдау кезінде соншалықты жоғалтады. Сондықтан буандырушы агент ретінделигроинды-керосинді-газды фракцияны қолдануға кеңес береді.


Азеотропты және экстрактивті айдау

Көмірсутектердің тазалығының жоғары болуы үшін айдаудың арнайы түрлері қолданылады: азеотропты немесе экстрактивті ректификация. Бұлар бөлініп алынатын көмірсутектердің ұшқыштығын және осы жүйедегі артық заттардың болмауын қарастыруға негізделген.

Ұшқыштық (u1) булы және сұйық фазаларда көмірсутектердің мольдік үлесімен анықталуы мүмкін:

u1=y11

мұндағы y1және  х1 — булы және сұйық фазаларда көмірсутектердің мольдік үлесі

Көмірсутектерді бөлудің жеңілдігі оның ұшқыштығына салыстырмалы тәуелді. Екі көмірсутектің салыстырмалы ұшқыштығы (α) олардың ұшқыштық арақатынастарымен анықталады (u1 және u2), яғни

α= u1/u2= y1х2/y2х1.

Рауль мен Дальтон заңдарына сәйкес

y1=P1x1/p     және     y2=P2x2/p,

мұндағы P1және P2 — көмірсутектердің қаныққан буларының қысымдары, x1және x2 — сұйық фазадағы көмірсутектердің мольдік үлестері, p — жүйенің жалпы қысымы. Осыдан

α=P1x1/px1 : P2x2/px2= P1/P2.

Яғни идеалды ерітіндідегі көмірсутектің салыстырмалы ұшқыштығы ертітіннің қайнау температурасы кезіндегі таза заттардың қаныққан буының қатынасымен тең келеді, ол бірге жақын болған сайын ол көмірсутектерді айдау арқылы бөлу де қиындай береді.

Бөлінетін көмірсутектердің ұшқыштығын арттыру үшін еңгізілетін үшінші компонент алдынғы көмірсутектерге қарағанда ұшқыш болады, оны ректификациондық колоннаның жоғары жағынан еңгізіп еріткіш деп атап, төменгі жағынан тұнбамен бірге шығарады. Мұндай ректификация экстрактивті деп аталады. Ерітіндіге қойылатын шарттар: 1)қайнау температурасы жоғары болу керек, себебі бір фазамен алынған ерітінді компонентін айдау кезінде еркін ажырата алу үшін; 2) бөлінетін компоненттерді жақсы еріту керек, өйткені болар тарелкада екі сұйық фаза түзбеуі керек.Экстрактивті ректификацияда еріткіш ретінде фенол, крезолдар, фурфурол, анилин және алкилфталаттар қолданылады.

Бастапқы затқа қарағанда қосылған зат ұшқышырақ болса, онда оны ректификациондық колоннаға шикізатпен бірге еңгізіп жоғарыдағы өнімнің буымен бірге шығарады. Мұндай ректификацияны азеотропты деп атайды. Бұл жағдайда азеотропты қоспаны еңгізілген заттардың бірі шикізаттың бірімен түзеді.Оларды алып кетуші деп атайды.

Оларға қойылатын талаптар: 1) Ол айдалынынатын бір немес бірнеше компоненттердің бірімен ылғи ұайнап тұратын қоспа түзуі керек. Азеотропты ректификацияда алып кетуші ретінде мелит және этил спирттері, метилэтилкетон (МЭК) қолданылады; 2) Айланынатын заттың температурасына жақын қайнау температурасын ие болуы керек. Бұл қоспа компоненттері мен азеотроп температурасы арасындағы айырмашылықты айқын көрсетеді; 3) Азеотропты қоспадан еркін ажыратылып көрініп тұруы керек.

Көбінесе бөлу толықтай болады, оны тек температурадан ажыратып алуға болады.Ол жүйенің идельды екенінен алыс екенін көрсетеді.

Алыстатуды бағалау үшін тұзетуші коэффицент еңгізеді, ал ол фактикалық активтілік коэффиценті болып табылады, яғни

p1=j1P1x1.

Активтілік коэффициентіj қоспаның басқа компоненттерінің және олардың концентрацияларының физико химиялық функциясының құрамы болып табылады. Әрбір компоненттің активтіліккоэффициентіконцентрациясының өсуіне қарай 0 ден 100%ға дейін өседі, бірақ әрбір қоспа компоненті үшін дәреже әртүрлі болады.Сөйтіп нақты қоспалар үшін салыстырмалы ұшқыштық будың қаныққан қысымы мен активтілік коэффицентіне тең:

a=j1P1/j2P2.


1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


©dereksiz.org 2016
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет