Ғылыми-техникалық және әлеуметтік жетістік әр уақытта пайдаланатын энергияның өсуімен және жаңа тиімдірек энергия қорларын қосу менен анықталынады

Мұнай және газ – теңдесі жоқ құнды пайдалы қазба. Оларды өңдеуден шыққан өнімдерді жай тұрмысқа да және мемлекеттік қорғауға да қажет. Олар өндірістің барлық саласында, көліктің барлық түрлерінде, соғыс және азаматтық құрылыста, ауылшаруашылығында, үй қызметінде, энергетика және т.б. қолданылады. Соңғы бір әр онжылдықта мұнай мен газдың көп мөлшерде әртүрлі мұнайдан химиялық материалдар ала бастады: пластмассалар, жасанды талшықтар, жасанды каучук, лактар, жуғыш заттар, минералды тыңайтқыштар және басқа. Мұнайды бекер «қара алтын» деп атамайды.

Қазіргі кезге дейін мұнайды пайдалануды энергиялық және көліктік бағыт басым және болып отыр. (өндірістің шамамен 90%), былайша айтқанда оны энергетикада және көлікте қозғалтқыш отыны түрінде қолданылуы (автобензин, ректив және қазан отыны) басым. Бұл жағдайда мұнайдың басқа жанғыш қазбалардың арасында арзандығы мен, «тазалығымен» және жоғары концентрация энергия қоры болуымен және іс жүзінде қозғалтқыштар отынын өндіруде жалғыз көз екендігін түсіндіріленді.

Халық шаруашылығының өсуі көп жерлерде өсу деңгейі энергобазаға байланысты. Қазіргі таңда үлкен көлемдегі машиналы индустрия дамуда, транспорт, халықшаруашылығындағы механизация және т.б. Көптеген үлкен көлемдегі отындарды өндіретін мұнай, газды және мұнай өндіретін өндірістер. Қазақстан – ол ірі мемлекеттердің бірі, өйткені үлкен табиғи және энергоресурстары бар. Оның территориясында мұнай мен газ шыққан жер, әлемдегі бірінші ондық мұнайлы мемлекеттердің қатарына кіреді. Көптеген танымал мұнай шыққан жерлер: Узен, Жетібай, Тениу, Уст-балық және т.б.

Қазіргі таңда Қазақстан Республикасының президенті Н.Ә.Назарбаев жарлығында «Энергетикалық ресурстарды пайдалану стратегиясы» және келесі элементтерді қосқанда:

1. 
   Қазақстан әлемдегі ең ірі мұнай компанияларымен ұзақ мерзімге дейін бірге жұмыс жасауға келісім шартқа отырған, халықаралық ең мықты технологиялар, ноу-хау, ірі капиталдар және тез пайдаланатын ресурстар.
   
2. 
   Құбырлар орнату мұнай мен газды экспорттау үшін. Орнатылған құбырларды керекті және пайдалы шарттармен қарастырылады, өйткені Каз.өндірістік экономиканың өсіп дамуына байланысты. Бұл жүйелер халықаралық рыногқа шығуға қамтамасыз етеді.
   
3. 
   Қазақстан мұнай мен газды өндіретін өндірістер көп, көршілес мемлекеттер қатарын қалмауда. Мұнай мен газды өндіретін өндіріс қалалары: Шымкент, Павлодар, Атырау, Жаңа өзен, Ақтөбе.
   

Мұнай өндіретін өндірістерде жыл сайын шығаратын өнімдер көлемі

ұлғаюда. Мұнайда өндіргенде алынатын өнімдер жеңіл алкандар және алкендер, сұйық және қатты парафиндер, ароматикалық көмірсутектер. Мұнайды компоненттерге бөлгенде мұнайды біріншілік айдау процесі деп атайды. Біріншілік айдаудың ең бастысы тікелей айдау болып табылады.
1.ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ

1. 
   Жобаланатын процестің арнаулы,қысқаша сипаттамасы
   

ЭЛТҚ –АҚ қондырғысы мұнайды атмосфералық айдау және электрмен

тұссыздандыруға арналған.

Нәтижесінде технологиялық процесте жекелеген мұнай фракцияларын алады.

• 
  тұрақтандыру басы (тұрақсыз басы фр – НК – 62⁰С), бөлініп 400 секциясына түседі.
  
• 
  тұрақты фракция 62-180⁰С – шикізат 200 секция
  
• 
  керосин фракция 140-230⁰С – шикізат 300/2 секция немесе 300/1секция
  
• 
  Дизель фракция 230-350⁰С – шикізат 300/1
  
• 
  Мазут – қазандық отынның компоненті
  
• 
  Бензин – еріткіш (гексан-гептан фр. 70-85⁰С)
  
• 
  Керосин фракция 140-230⁰С – тікелей айдау отыны ТС – 1.
  
• 
  Жарықтандырғыш керосин.
  

• 
  электрмен тұссыздандыру
  
• 
  мұнайды атмосфералық айдау
  
• 
  бензинді тұрақтандыру
  

Реагенттерді беру және қабылдау үзелі қарастырылған.

• 
  электро тұссыздандыру процесін жүргізу үшін деэмульгатор беру
  
• 
  қондырғының антикоррозиялық қорғанысын жоғалту үшін аммиякты су сілті қоспасын беру
  
• 
  тауарлы (бензин) дизель отынының тоңу температурасын төмендету үшін дидиорлау присадкасын қосады.
  

Электрмен тұссызданған және сусызданғаннан кейін нәтижесінде мұнайдың құрамындағы судың мөлшері 0,05-0,1%.

Тұздың мөлшері 3-5 мг/л азаяды.
Кесте 1.2.

Материалдар аталуы, шикізат реолент катализатор файр. дайын өнімді	МЕСТ номері техникалық жағдай	Сапа көрсететін міндетті бақылау	Норма	Өнімді шығаратын аумақ
2	3	4	5	6
2.1 Шикізат 1. Шикі мұнай	А 7260-1- 101/000- ТП. П3	1.Судың құрамы % салмағы	1,0 көп емес	С-100 фракциясынан алынатын шикізат
2.Бензин-айналым		2.Хлордың, тұздың құрамы мг/л	1800 көп емес	С-300-2 секциясынан
3.Газды конденсат		1.Фрак. құрам темпр к.ж. 0С жоғары емес
4.Тұссызданған мұнай		1. Хлор, тұздың массасы мг/л
Дайындалған өнім		2. Судың құрамы %
Тұрақтандыру басы (рефлюкс АТ)		1. Хлорлы тұздың құрамы мг/л
Тікелей айдау фракциясы 140-1800С		2. Судың құрамы % Вес
62-1800 фракция (бензин фр.)		1. С5 > %B
62-1400 фр. (бензин фр).
Тікелей айдау фракциясы 140-2300С
	- -		реттелмейді реттелмейді 10 көп емес 0,1 көп емес 5 көп емес 1 көп емес	С-300-1 секциясынан С-100 фр тікелей айдауда берілетін шикізат -
	- А 7260-1-101/000- ТП.ПЗ - - МЕСТ 10227-86	2. С6 %B Құрамы 1 Фр.құрамы бастапқы қайта айдау темпер. 0С Қайнаудан кейін жоғары емес 1 тығыздығы 200С көп емес гт2 2 Фр. Құрамы баст.қайта айдау 0С төмен емес. Т-ра к.қ. 0С 3. Ылғал құрамы % 1. фр. Құрамы тампр.баст.айд. 0С. Т-ра кк. 1. Тығызд. 200С г/см2 2. Фр. Құрамы темп. н.к. 0С 10% қайта айналынады 0С темпр.жоғары емес. 50% қайта айдалынады 0С жоғары емес. 90% қайта айдалынады 0С жоғары емес. 3.Тұтану темпр. Тигльде жабу 0С төмен емес. 4. Кинематика тұтқырлық 200С сст. 5. Кристалдау бастапқы темп. 0С. 6. Механикалық қоспалар және су құрамы %.	70 көп емес 27 көп емес 130 Реттелмейді 0,742 65 40 195 жоғары емес 0,02 отс. 65 жоғары емес. 35 жоғары емес 130-150 жоғары емес. 0,775 төмен емес. 150 төмен емес. 165 195 250 28 1,25 төмен емес. 500С жоғары емес тұндырылған	С-400 шикізаты С-200 шикізаты С-300-2 шикізаты С-200 Шикізат Көмпаундирленген бензин. Комп.бензин. С-200 шикізат. Комп. Бензин. С-300/1,2 шикізат С-300/1,2 ТС-1 300/1,2 секция шикізаты отынның концентраты ТС-1 С-300/1,2 шикізат конт.топл.ТС-1 С-300/1,2 шикізат конт. топл. ТС-1 С-300/1,2 шикізат к-нт топ. ТС-1 К-нт топ. ТТС-1
140-2300С фр керосинді тікелей айдау	СТП 00148719-08-99	1. Тығыздығы 200С кг/м3	775 төмен емес	300/1 секция шикізаты РТ отынын өндірген кезде.
		2. Фр. Құрамы бастапқы қайта айдау 0С төмен емес	135
		Жоғары емес	155
		10% қайта айдалынады темпр. 0С жоғары емес.	175
		50% қайта айдалынып 0С жоғары емес	225
		90% қайта айдалынып 0С жоғары емес	260
		98% қайта айдалынып 0С жоғары емес	270	300/1 секция шикізаты РТ отынын өндіргенде
Мазут	МЕСТ 10585-99	Тығыздығы 200С г/см2 н.б	Реттелмейді қазандық УВПН УЛТКМ	Компонент отын шикізаты шикізаты
Реагенттер және қосалқы материалдар
деэмульгаттар ерітіндісі		Деэмульгатор құрамы %	1,5-2,0	Электр. тұссыздандыру блогы
Мұнайды еритін деэмульгатор		Сыртқы құрылысы Тығыздығы 200С г/см2	Масляная 0,85-0,95	Электр тұссыздандыру блогы
Депрессорды присадка Дадифлоу		Сыртқы құрылысы. тығыздығы 200С	Вязкая жидкость сүтті тус.	Товарлы диз. отын
Сілтілік ерітінді	МЕСТ 2203-79	1. Сілтінің құрамы ерітіндідегі	1,5-2,0	Элоу блогы АТ блогы
	МИ 38.3601-14-90	2 Сілтінің қатынасы ерітіндіге	4;1-1;1.

3. 
   Дайын өнімдерді пайдалану
   

ЭЛТҚ-АҚ процесінде құрамында тұзбен судың мөлшері едәуір азайтылған тұссызданған сусызданған мұнай алынады.

ЭЛТҚ-АҚ Технологиялық процесс нәтижесінде мұнай фракциялары алынады. Оларды екіншілік процестерге шикізат ретінде немесе компоундалғаннан кейін тауарлы өнім ретінде қолданылады.

• 
  Тұрақтандыру басы (ҚБ – 62⁰С фракция) секция 400 Газды фракциялау қондырғысына бөлінуге бөлінеді.
  
• 
  62-150⁰С тұрақты фракция, секция 200. Каталитикалық риформингке жоғарғы октанды бензин алу үшін жіберіледі
  
• 
  140-200⁰С керосин фракция – секция 300 гидротазалау қондырғысына жіберіледі. Күкірттен көмірсутекті газдардан бөлу жүреді.
  
• 
  230-300⁰С жеңіл дизель фракция (тұрақты) тауарлы дизель отынының компоненті
  
• 
  300-360⁰С ауыр дизель фракция секция – 300 шикізаты гидротазалауға жіберіледі
  
• 
  Мазут қазандық отынының компоненті УВПМ және УЛТКМ шикізаты
  
• 
  Бензин-еріткіш (70-85⁰С фракция гексал-гектан)
  
• 
  140-230⁰С керосин фракциясы ТК-1 отынының компоненті
  
• 
  Жарықтандырғыш керосин
  

Одан да күшті теріс әсер тұздар, оның ішінде хлоридтер етеді. Олар жылу алмастырғыш пен пештің құбырларының қабырғаларына отырады, бұның нәтижесінде құбырларды жиі тазалап тұруға тура келеді, жылу алмастыру коэффициентін төмендетеді.

Хлорлы натрий іс жүзінде гидролизденбейді. Хлорлы кальций тиесілі жағдайда HCL тұзын 10% дейін гидролизге түсуі мүмкін. Хлорлы магний 90% гидролизденеді, яғни бұл процесс төмен температурада жүреді. Сондықтан тұздар мұнай өңдеу аппараттарының коррозияға ұшырауының негізгі себебі болуы мүмкін. Хлорлы магний гидролизі:

MgCL + H₂O → Mg(OH) + HCL

мұнайдағы бар судың әсерімен және хлорлы магнийдің өзінің кристалды суының әсерімен жүруі мүмкін. Аппараттардың гидролиз өнімдерімен бұзылуы жоғары температура аймақтарында (пеш құбырларында, буланғыштарда, ректификациялау колонналарында) және төмен температурада істейтұғын аппараттарда да (конденсаторлар және тоңазытқыштар) орын алады. Кейбір тұздар қалдық өнімдерде (мазутта және гудронда), олардың сапасын төмендетеді.

Мұнайды айдау кезінде күкіртті қосылыстар ыдырап, күкіртті сутегі түзіледі, ол (әсіресе хлорлы сутегімен бірге) аппараттардың коррозиясының күшті себепшісі болады. Күкіртті сутегі су болса және жоғары температурада аппараттардың металдарымен реакцияға түсіп, күкіртті темір түзеді:

Fe + H₂S → FeS + H₂

FeS тұратын қорғау қабаты металл бетін аздан болса да одан арғы коррозиядан қорғайды, бірақ хлоридтің гидролизінен түзілген хлорлы сутегі болған жағдайда, FeS тұратын қорғау қабаты онымен реакцияға түсіп бұзылады:

FeS + 2HCL → FeCL₂ + H₂S

Хлорлы темір су ерітіндісіне өтеді де бөлінген күкіртті сутегі темірмен қайтадан реакцияға түседі.

Мұнаймен бірге өндірілетін судың минералдығын немесе тұздығын 1л суды буландырғаннан кейін қалатын құрғақ заттар мөлшерімен өлшейді. Мұнайлар тұздығы 1л шикі затқа келетін милиграммен алынған хлоридтер (NaCL есептегенде) мөлшерімен анықталынады және оның мөлшері жерасты суының минералдану дәрежесі мен мұнайдағы мөлшеріне байланысты. Мұнай өңдеу зауытына жіберілетін мұнайдағы тұздар мөлшері 50 мг/л көп емес, ал айдауға берілетін мұнайда – 5мг/ - көп емес болуы қажет.

Сондықтан, мұнайды өңдеуге жіберу алдында оны судан және тұздардан айыру қажет.

Суды және тұздарды бөлуді бірінші кезеңінде кен орнындағы дайындау қондырғыларында іске асырады. Кен орнындағы мұнайды дайындау дәрежесіне байланысты, қалдық су (0,5-1,0%) және хлоридтер (100-1800 мг/л) мөлшеріне қарап, үш топқа бөледі.МӨЗ мұнайды екінші сусыздандыру және тұзсыздандыру кеңінен өткізеді. Мұның нәтижесінде су мөлшері 0,05-0,1% дейін, ал тұздар – 3,0-5,0 мг/л және одан да төмендейді.

Кен орындарында және мұнайды МӨЗ қондырғыларында да дайындағанда, сусыздандыру мен тұзсыздандыру үшін, ал МӨЗ-да – жасанды, арнайы мұнай мен таза судан дайындалған, мұнай эмульсияларын бұзу процестерін пайдаланады.

Су мен мұнай өте қиын бөлінетін эмульсияны жиі түзеді. Эмульсия деп бір бірінде ерімейтін немесе қиын еритұғын екі сұйықтықтан тұратын, біреуі екіншісінде өте көп микроскопиялық тамшы (глобул) күйінде, оның мөлшері эмульсияның бір литрінде триллиондармен өлшенетін, жүйені атайды. Глобулдардың тараған сұйықтығын дисперс ортасы, ал дисперс ортадағы тараған екінші сұйықтықты – дисперс фазасы деп атайды. Шайырлы мұнайлар, құрамында нафтен қышқылдары немесе күкіртті қосылыстары бар, эмульсия түзуге өте биімдеу келеді. Эмульсияның түзілуіне мұнайды өндіруде оны сумен өте қатты араластыру әсер етеді.

Мұнай эмульсиялары ашық сары түстен қою-қоңыр түске дейін кездеседі. Көп жағдайларда олар судың мұнайдағы эмульсиясы, дисперс орта есебінде мұнай, ал дисперс фазасы – су түрінде болады. Мұндай эмульсиялар гидрофобты: олар су бетінде қалқып жүреді, ал бензинде немесе басқа еріткіштерде біркелкі тарайды. Мұнайдың судағы эмульсия түрі, дисперс орта күйінде су болатын өте сирек кездеседі. Мұндай эмульсиялар гидрофильді келеді: олар суда біркелкі тарайды да бензинде шөгеді.

Эмульсияның түзілуі беттік құбылыстармен байланысты. Сұйықтықтың беттік қабаты ауамен немесе басқа сұйықтықпен шекарада белгілі беттік кернеумен, яғни өзінің бетінің өсуіне кедергі жасайтын сұйықтық күшімен сипатталды. Мұнайдың және мұнай өнімдерінің беттік кернеуі 0,02-0,05 н/м аралығында болады. Таза мұнай өнімдеріне кейбір заттарды қосу олардың сумен шекарадағы беттік кернеуінің төмендеуіне алып келіп соғады. Бұл құбылыс жалпы сипатты.

Кейбір кездерде заттар тіптен өте аз концентрацияда ерігеннің өзінде сұйықтықтың беттік кернеуін едәуір төмендетеді. Беттік кернеуді төмендететін заттарды беттік-активті заттар дейді. Бұл заттардың ерекшелігі, олардың құрамына, әдетте көмірсутекті радикал (молекуланың гидрофобты бөлігі) және полярлы топты бөлік (молекуланың гидрофилді бөлігі) кіреді. Екі фазалы сұйық жүйеде фаза аралық шекте полярлы заттардың әсерінен беттік кернеудің төмендеуін қосылған заттың жүйе компонентінде оған еріткіш болатын біркелкі тарамауымен түсіндіріледі. Шекара фазадағы оның концентрациясы еріткіштің барлық көлемдегісінен жоғары болады.

Әртүрлі эмульсия, оның ішінде мұнай эмульсиясы да егер бір-бірінде ерімейтін екі сұйықтыққа механикалық әсер дисперстенуге яғни сұйықтықтың өте кішкентай бөлшектерге бөлінуіне алып кеп соққанда, түзілуі мүмкін. Сұйықтардың беттік кернеуі аз болған сайын тамшының түзілуі жеңіл жүреді, яғни сұйықтықтың жалпы беті өседі, себебі ол аз күш жұмсауды қажет етеді.

Бірақ екі таза бір-бірінде ерімейтін сұйықтықтарды араластырудан кейін алынған эмульсия тұрақтығы жоғары болмайды. Ауырлау сұйықтық түбіне отырады, дисперс фазасының тамшылары бір-бірімен соқтығысын үлкейеді. Бұл екі процесте эмульсияның екі қабатқа бөлінуіне алып келіп соғады. Тек қана дисперстігі өте жоғары дәрежеде, дисперс фазасының тамшысының диаметрі микрометрдің ондық бөлшегімен (10^-7 м) өлшенгенде және молекулааралық күшті графитациялық күштер теңестіргенде эмульсияны бұзу қиындайды.

Егер екі бір бірінде ерімейтін сұйықтықтар қоспасы дисперстенуге қабілетті жағдайда болса және онда адсорбция қабатын түзу арқылы беттік кернеуде төмендететін беттік – активті зат болса, жағдай басқаша болады. Біріншіден, бұл тамшының бөлінуіне жағдай туады, ал екіншіден (бұл өте шешуші рөл атқарады), тамшы дисперс ортаның молекуласымен емес, ол күшті адсорбциялық қабатымен қапталады. Мұндай жағдайда тұрақты, қиын бөлінетін эмульсия түзіледі, себебі дисперс фазасының тамшысы - өзіндік өте тұрақты қабатымен қапталғандықтан, олар бір-бірімен қосыла алмайды. Кейбір кездерде адсорбция қабатының қалыңдығы микроскоппен байқауға болатындай дәрежеде болады.

Эмульсияның түзілуі мен тұрақтануына жәрдемдесетін заттарды эмульгаторлар дейді. Оларға мұнайдың шайырлары, асфальтендері, асфальтоген қышқылдары және олардың ангидридтері, нафтен қышқылының тұздары, тағы да әр түрлі анорганикалық қоспалар жатады.

Тұрақты мұнай эмульсияларының түзілуіне әртүрлі қатты көмірсутектері – парафиндер, церезиндер және қоспа алкансақинаалкан көмірсутектерінің микрокристалдары қатысады, олар эмульсия глобуласының бетіне адсорбцияланып, тұрақты қабат түзеді. Шикі мұнайда эмульгатор болып көбінесе шайырлар саналады. Олар мұнайда жақсы ериді және суда ерімейді. Шайырлар мұнай-су шекарасындағы бетке адсорбцияланып, мұнай жағынан беттік қабатқа түседі де су бөлшегінің айналасында тұрақты қабат түзеді.

Мұнай қышқылдарының алюминий, кальций, магний және темір сабынтұздары мұнайдың және оның дистилляттарында жақсы ериді және сондықтан олар гидрофобты эмульсиялар түзуге көмектеседі. Керісінше мұнай қышқылдарының натрий сабынтұзы суда және көмірсутектерінде жақсы ериді. Сондықтан олар су фазасы жағындағы беттік қабатқа, мұнай мұнай тамшыларын қоршап, адсорбцияланады да, мұнайдың судағы гидрофильді эмульсиясының түзілуіне жәрдемдеседі.
Эмульгаторлардың екі түрі де болған жағдайда эмульсиялардың айналуы, яғни бір түрінен екінші түріне өтуі мүмкін. Осы құбылысты кейбір кездерде эмульсияларды бұзуда пайдаланады.

Мұнай эмульсияларының қасиеттері. Мұнай эмульсияларына мынадай физика-химиялық қасиеттер тән: дисперстік, тұтқырлық, тығыздық, электр қасиеті, тұрақтылық. Дисперстік деп дисперс фазасының дисперс ортадағы бөлуін атайды. Дисперс фазаның эмульсиялардағы мөлшері 0,1-нан 100 мкм дейін өзгереді. Мұнай эмульсияларының тұтқырлығы су мен мұнай тұтқырлығынан жоғары. Эмульсиялардың электр тогының өткізгіштігі судың, эмульсия дисперстігінен, тағы да суда еріген тұздар мен қышқылдар мөлшеріне байланысты.

Мұнай эмульсияларының тұрақтылығына, яғни белгілі уақытта мұнай мен суға бөлінбейтін, дисперстік, араласушы сұйықтықтар температурасы, эмульсия құрамында эмульгаторлардың болуы әсер етеді.Мұнай эмульсияларын бұзу әдістері. Мұнай эмульсияларын бұзу тетігі бірнеше сатыдан тұрады: 1) су глобулдарының қақтығысуы; 2) глобулдардың үлкендеу тамшыларға бірігуі; 3) тамшылардың тұнуы.