Мазмұны кіріспе технологиялық БӨлім

1.1 Тұтқырлығы жоғары және тез қататын мұнайлар мен мұнай өнімдерін айдаудың негізгі тәсілдері ……………………………………………………. 9

1. 
   Еріткішпен қосып айдау ……………………………………….............. 9
   
2. 
   Тұтқырлы мұнай мен мұнай өнімдерін гидротасымалдау …............. 13
   
3. 
   Термоөңделген мұнайлармен мұнай өнімдерін айдау ……… ............16
   
4. 
   Мұнайды присадкалармен айдау…………………………….............. 19
   
5. 
   Алдын – ала қыздырылған мұнайлар мен мұнай өнімдерін
   

2. 
   Пештің құрылысы мен жұмысын сипаттау ………………… .............32
   

2.1.2 Құбырлы пештердің тиімді жылулық және технологиялық режимдерін қамтамасыз ететін АБЖ-ның синтезі…………………....................................37

1. 
   Пеш реттеу объектісі ретінде …………………………………............. 40
   

2. 
   Каскадты байланысқан жүйелер …………………………….............…42
   
3. 
   Каскадты байланысқан АРЖ-ні есептеу……………………. ............. 44
   
2. 
   Автоматтандырылған жүйенің қызметі мен функциялары…...............45
   

1. 
   Жүйенің қызметі………………………………………………................45
   
2. 
   Автоматтандырылған жүйенің функциялары ………………...........…45
   
3. 
   Есептің қойылымының сипаттамасы ………………………….............46
   
4. 
   БТП-10М-Э пешінің басқару жүйесі ………………………….............49
   
   1. 
      Пешті қосу (технологиялық операциялар тізімі) ……………..............49
      
   2. 
      Жергілікті пультпен (батырмалы понель РР-17) пешті автоматты жартылай түрде жағу ……………………………................................. 51
      
   3. 
      Жергілікті пультпен пешті автоматты түрде жағу (РР-17 батырмалы понельмен)………………………………………................................... 53
      
   4. 
      Пештің жұмыс режимі ………………………………………...........…54
      
   5. 
      Пешті тоқтату ………………………………………………….............55
      
   6. 
      Блокадаулар ……………………………………………………............57
      
5. 
   Техникалық құралдар кешенінің құрылымы …………………...........58
   
   1. 
      Техникалық құралдар кешенінің құрылымын таңдап алуын негіздеу………………………………………………………… ........... 58
      
   2. 
      Техникалық құралдар кешенінің құрылымдық схемасының сипаты …………………………………………………………...........................62
      
   3. 
      Автоматтандыру жүйесінің құралдары ………………………............63
      
   4. 
      Периферийлік техникалық құралдар ………………………...........….63
      
6. 
   Бағдарламалық қамтамасыздандыру сипаты ……………… ............ 64
   

3.1 БТП-10М-Э пешін автоматтандыру жүйесін енгізу үшін технико-экономикалық негіздеме ………………………………… ........................... 65

2. 
   Басқару жүйесінің құруға кететін капиталдық шығындар …........... 66
   
   1. 
      Құрастырушылардың жалақысы ……………………………............. 68
      
   2. 
      Автоматтандыру құралдары мен аспаптарды сатып алуға кеткен шығындар ……………………………………………….......................70
      
   3. 
      Автоматты жүйелерді пайдалануға кететін шығындар …….............70
      
   4. 
      Автоматтандыру жүйесін ендірудің экономикалық үнемдеуін есептеу………………………………………………………….............71
      

1. 
   Мұнай өндірісіндегі қауіпсіздік техникасы бойынша айрықша шарттар………………………………………………………..........… 74
   
2. 
   Қауіпті өндірістік факторлардың анализі ……………………..........74
   
3. 
   Ұйымдастыру шаралары ……………………………………….........76
   
4. 
   Техникалық шарттар …………………………………………............77
   
   1. 
      Электр қауіпсіздігін қамтамасыз ету …………………………..........77
      
   2. 
      Қорғаныш жерлендіруін есептеу …………………………...........… 78
      
5. 
   Санитарлық гигиеналық шаралар ……………………………...........82
   
   1. 
      Бөлек қорғау құралдарымен қамтамасыз ету ………………............82
      
   2. 
      Жарықты ұйымдастыру ………………………………………...........83
      
6. 
   Метеорологиялық шаралар ………………………………….............84
   
7. 
   Өртке қарсы шаралар ………………………………………...............85
   

ҚОРЫТЫНДЫ

Қазіргі уақытта мұнай өңдеуде, мұнайхимияда және химияда техникалық прогресстің негізгі жолдары-технологиялық қондырғылардың қуатын көбейту мен экономикалық тиімділігін көтеру, мақсатты өнімнің өзіндік құнын төмендету және тауарлы өнімнің сапасын жақсарту болып табылады. Алынатын өнімдердің сапасы мен саны және барлық қондырғылардың технико-экономикалық көрсеткіштері құбырлы пештің жылулық және технологиялық режимдеріне байланысты болады, бұл берілген жұмыстағы шешілетін мәселелердің практикалық құндылығы мен актуалдығын көрсетеді.

Мұнай өңдеу, мұнайхимиялық және химиялық өндірістегі технологиялық қондырғыларының көбісінің негізгі аппараттарының бірі болып табылатын құбырлы пешті автоматтандыру деңгейі, технологиялық қондырғылардың басқа аппараттары үшін жасалған автоматтандыру деңгейінен едәуір төмен.

Құбырлы пештердің автоматты басқару жүйелеріне жоғары талаптар қойылу керек, себебі олардың жылулық және технологиялық режимдері технологиялық қондырғының жұмысына ықпалын тигізеді, мақсатты өнімнің сапасы мен санына әсер етеді.

Технологиялық үрдістің жоғары технико-экономикалық көрсеткіштерін қамтамасыз ететін шешуші фактор болып – оның жүрісінің оптималды шарттарын ұстану табылады. Алынатын өнімнің сапасын сипаттайтын параметрлерді оптималды деңгейде тура ұстап тұруын қамтамасыз ету, тек үрдісті тиімділігі жоғары автоматты басқару жүйелері арқылы мүмкін болады. Осыған байланысты технологиялық үрдістерді автоматтандыру мәселелері өте актуалды болып табылады. Әсіресе, автоматты бақылау мен күрделі өзіндік байланыстары, кіріс, режимді және шығыс параметрларінің көп саны мәнді кешігулер мен көптеген уақыт тұрақтылары бар үрдістерді басқару маңызды. Бұндай үрдістерге құбырлы пештерде болатын технологиялық үрдістер жатады.

Қазіргі уақытта құбырлы пеш шығысындағы шикізаттың температурасы үрдіс күйін бағалаудың жалғыз критериясы болып табылады. Ол ылғи берілген мәнде ұсталып тұрады.

Құбырлы пештердің автоматтандыру жүйесінің жеткіліксіз деңгейі, автоматиканың көзқарасы бойынша, олар теория жүзінде де, эксперимент жүзінде де өте аз зерттелінген.

Типі мен міндетіне байланыссыз құбырлы пештерді реттеудің автоматты жүйелері құбырлы пештің шығысындағы шикізаттың оптималды температурасын ұстпа тұру және жағу үрдісінің оптималды басқаруын жүзеге асыру керек. Құбырлы пештердің басқарылуына тек осындай кешенді түрде келгенде ғана, олардың жұмысының талап етілетін технологиялық және жылулық режимдері қамтамасыз етіле алады.

Дипломдық жобада мұнай қыздыру пештерінің автоматтандыру жүйесі БТП-10М-Э пешінің мысалында қарастырылған. Тұтқырлығы жоғары және тез қатып қалатын мұнай мен мұнай өнімдерінің негізгі айдау тәсілдеріне анализ берілген. Пеш жұмысының режимдерінің автоматты реттеу жүйесі мен оның бақаруын оптималдауы сипатталғын.

Мұнай қыздыру пештерінің автоматтандыру жүйелерін енгізу – басқарудың сапасы мен сенімділігінің жоғарылауымен, жоғалулардың төмендеуімен, өнімділіктің жоғарылауымен және т.с.с анықталған автоматтандырылатынөндірістің тиімділігін жоғарытылуына рұқсат етеді.

1. 
   ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ
   

Айдау тәсілін таңдау технико-экономикалық есеппен негізделу керек.

1. 
   Еріткіштермен қосып айдау
   

Бір көппласталы немесе жақын орналасқан кен орындарында өндірілетін әртүрлі физико-химиялық қасиеттері бар мұнайларды айдау қажеттілігі; парафиндер, шайлар, тұздар, күкірттер, сулар және т.б. мөлшері бойынша белгілі сапалы өнімді тұтынушыларға жеткізу талаптары (қайта өңдеу мен экспортқа шығару шарттары).

Белгілі құбырлы жүйелердің, іске қосымша қуаттары енгізбейді, өткізгіштік қасиетін жоғарлату мәселелері.

Алдын-ала қыздырып айдаудың тиімсізділігінен, қатып қалған топырақты аймақтардағы қоршаған ортаны сақтаудың орындылығы.

Оны тек мұнай шикізатына келтірілетін технологиялық талаптарды бұзбаған жағдайда ғана еріткіштермен араластыруға болады. Еріткіштің парафинді мұнайлардың реологиялық қасиеттеріне әсері келесі түрде жүзеге асады: қоспадағы парафиннің концентрациясы төмендейді, ал бұл өз кезегінде тұтқырлықтың төмендеуіне әкеледі; еріткіште асфальтеношайырлы заттар болған жағдайда, олар депрессатор ретінде істейді де, парафин кристалдарының көбеюіне әсер етіп, тұтқырлық пен қату температурасын төмендетеді. Тұтқырлықты немесе жоғары парафинді мұнайлардың әрбір сорты үшін еріткіштер мөлшерін әртүрлі концентрациялы қоспалардың тұтқырлығы мен қату температурасы бойынша жүргізілетін зертханалық зерттеулер негізінде анықтау керек. Еріткіштің табылған тиімді концентрациясын тасымалдау кезінде қатаң сақтау керек.

Мұнай мен мұнай өнімдерін резервуарларда немесе құбырларда араластыруға болады. Араластыру технологиясы келесідей: басты станцияда (немесе араластыру аймағында) тұтқырлы немесе жоғары парафинді мұнайы бар резервуарға қажетті мөлшерде еріткішті айдайды және арнайы сораптармен тұйық сақина арқылы айдаумен қоспаныберілген нормаға дейін келтіреді. Белгілі қоспа мөлшерін дайындағаннан кейін оны магистральға жібереді, ал басқа резервуарларда келесі партияны дайындайды. Құрылғылар саны, резервуарлар және сорапты станцияларды байланыстыру жүйесі араластырылатын мұнай көлеміне байланысты.

Құбырдағы компоненттерді араластыру, негізгі сұйықтың ағынына керекті мөлшерде еріткішті қосқан кезде, арнайы мөлшерлегіш сораптар көмегімен жасалады. Копоненттерді араластыру қарқындылығын жоғарылату үшін құбырда арнайы конструкциялы араластырғышты (әр типті турбулизаторларды) орналастырады.

Тұтқырлы мұнайларды бензиндармен, керосиндермен, дизельді отынмен, әдетте, ерітпейді, себебі өндіріске еріткішті параллельді құбырмен жіберу керек, ал оны құру мен пайдалану қосымша шығындарды талап етеді. Сондықтан, сондай еріткіші бар тұтқырлы мұнайды тасымалдау, басқа тәсілдерге қарағанда, әлдеқайда қымбатқа түседі. Мұнай өнімдеріне де (мазуттарға, гудрондарға және т.б.) мұндай еріткіштер тиімсіз, өйткені ақырғы пункттарда оспаларды айыру үшін қондырғыларды құру қажет болады. Ллойдминстер-Хардисти (Канада) және Арлан-Салаваттың (Башкирия) кейбір құбырларында тұқырлы мұнайларды еріту үшін газды конденсаттарды қолданады. Ллойдминстер-Хардисти құбыры бойынша ¹/₄ бөлігіне жуығы конденсатпен ерітілген, өте тұтқырлы мұнайды

(V₅₀ = 2,9x10^-4 м²/с) айдайды. Бұдан басқа, қысқы уақытта қоспаны айдау алдында 330⁰К-ға дейін қыздырады. Ллойдминстер кен орнына Хардистиден конденсаты жіберу үшін арнайы құбыр салынса да, тұтқырлы мұнайды тасымалдаудың мұндай тәсілі басқа тәсілдерден экономикалық жағынан тиімді болып шықты.

Қоспадағы әр компонент мөлшерін ақырға өнімге қойылған талаптар негізінде құрастырылған араластыру рецепіне сәйкес етіп анықтайды. Мысалы, экспортқа шығарылатын мұнайдың құрамындағы күкірт мөлшері 1% -тен аспау керек. Бұдан басқа, барлық жағдайларда экономикалық жағынан ең тиімді араластыру рецепін сақтау қажет және де бұл жағдайда халық шаруашылығының мүдессіне ең қолайлы жағынан көрсетілуі керек – пайда, рентабельділік, айдауға кететін шығындардың аз болуы және т.б. Мұнай мен мұнай өнімдерін тиімді араластыруы бойынша келтірілген есептердің барлық кешендерін ЕЭМ-да арнайы жасалған алгоритмдер көмегімен шығаруға болады.

Қоспаны тасымалдау үшін құбырдың гидравикалық есептелуі кәдімгі мұнай құбырының есептелуінен ажыратылмайды.

Мұнай ерітудің бірден-бір тәсілі – ол сұйықтатылған мұнайдың газдарын қолдану болып табылады. Тәсілдің мәні келесідей: мұнай өндірістерінен мұнайды бөлудің бірінші сатысынан кейін, қалған мұнай газдарымен қоса қайта өңдеу аймақтарына тасымалдайды. Ол жерде мұнай, газ өңдейтін зауыттар немесе мұнайхимиялық клмбинаттар орналасқан. Сонымен қатар, соңғы бөлу мен мұнай тауарлы есепке алу, және де оны будың серпімділігі бойынша қажетті нормасына жеткізу, өндіру аймақтарынан немесе өндіретін станциялардан мұнай мен газды өңдейтін аймақтарға тасымалдайды, яғни әлде қайда жақсы жабдықталған және қоныстанған аймақтарға тасымалдайды. Газбен қаныққан қоспаларды, жақсы жұмыс істеуін қамтамасыз ететін қысымы бар сораптан сорапқа айдау схемасы бойынша айдайды. Сонымен қатар, газбен қаныққан мұнай, гомогенді қозғалатын жән қаныққан буда қысымы атмосфералықтан көп болатын мұнай мен газ қоспасы болып табылады.

Газбен қаныққан мұнайларды айдау технологиясы олардың тасымалдану қасиеттерін тұқырлық пен тығыздықтың төмендеуі арқылы жақсартуын, мұнай өндіру аймақтарына мұнай газдарының жоғалуын төмендетіп, оның пайдаға асыру коэфициентін жоғарлатуын, мұнай өндірілетінаймақтардың газдануын төмендетуін, мұнай құбырлары жүйесінің тиелуін жоғарлатуын, кең ассортиментті мұнайхимиялық өнімдерін алу үшін қымбат шикізат болып табылатын мұнай газдарының ауыр көмірсутектер фракциясын өңдеуге тартуын қамтамасыз етеді. Энергетикалық эквиваленті бойынша мұнай құбырының өткізгіштік қасиеті газ құбырының өткізгіштік қасиетінен бірнеше есе жоғары болғандығын ескерсек, мұнайды газбен қаныққан күйінде бірлесіп айдау тәсілінің артықшылығы айқын көрінеді.

Қаныққан булардың, тұтқырлық және тығыздықтық қысымдарының газбен қаныққан мұнай компоненттерімен байланысы аса күрделі болады, және көбінесе, эксперимент түрінде немесе эмпирикалық формулалар арқылы анықталады, сондықтан газбен қаныққан мұнайларды айдау үшін құбырлардың гидравикалық есебін арнайы әдіспен жүргізеді.

2. 
   Тұтқырлы майлар мен мұнай өнімдерін гидротасымалдау
   

Олардың біріншісі келесідей: Құбырғы тұтқырлы мұнай өнімі мен суды, мұнай өнімі су сақинасының ішінде қозғалатындай етіп, бір уақытта айдайды. Мұнай су сақинасының ішінде қалқып шықпау үшін ағынды спиральды құбырлар арқылы айналдырады. Мұнай құбырлардың ішкі бетінде зауытта жасалған бұранданың ширатылма жолы немесе қажетті пішіні мен берілген адамы бар пісірілген металды сым болады. Спиральды ширатылма жол қозғалып жатқан ағынды айналдырады, соның нәтижесінде ауыр суды құбыр қабырғаларына лақтыратын центрге бағытталған күштер пайда болады. Мұнай өнімімен салыстырғанда судың тұтқырлығы аз болғандықтан, нәтижесінде үйкеліске кететін жоғалулар болады, және мұнайдың жалғыз өзін айдаумен салыстырғанда, берілген қысымда мұнайдың (мұнай өнімдерінің) көп мөлшерін айдауға болады. Мұндай тәсілмен тығыздығы судікінен аз болатын мұнайды (мұнай өнімдерін) айдауға болады. Құбырдың ақырғы пунктінде су мен мұнайды айыруды кез- келген белгілі тәсілмен (химиялық, термиялық, термохимиялық, тұнба, т.б.) жүргізеді.

Сақинада судың турбулентті қозғалысы кезінде турбулентті соғуының арқасында айырудың шегінде эмульсионды қабат пайда болады. Біраз уақыттан кейін су сақинасы толығымен жойылады, сондықтан оны мезгіл-мезгіл қалпына келтіріп отыру керек, ал бұл мұнайдың сулануын жоғарлатады, олай болса балластылы суды айдауға кететін өндірістік емес шығындарды да жоғарлатады. Мұнда, пайда болатын эмульсияның тұтқырлығы таза мұнайдың тұтқырлығынан не кіші (гидрофобты), не үлкен (гидрофильді) бола алатынын ескеру қажет.

Гидротасымалдаудың бұл тәсілі құбырлардың ішкі бетіне бұранданың ширатылма жолын жасау күрделілігінен кең таратылмады.

Құбырда ағынның айналуы болған кезде, су мен мұнай өнімінің тығыздықтарының әр түрлілігінен, су құбырдың төменгі бөлігіне жеткілікті тез ағады. Нәтижесінде құбырдың төменгі бөлігімен қозғалатын айырылған судың және сол судың үстімен сырғанайтын мұнайдың ағыны пайда болады. Су мен мұнай қозғалыстарының жылдамдықтарына байланыстыолардың арасындағы айыру шегі жазық немесе қисық сызықты болуы мүмкін. Сонымен бірге, ағын қозғалысының жылдамдығы жоғарлаған сайын, сегментті су сақинасының қалыңдығы кішірейді.

Сонымен, гидротасымалдаудың екінші варианты, құбырда мұнай мен су арасындағы нақты айыру шегі болатын, ағынды жасауға негізделген. Бұл жағдайда төселетін судың ламинарлы және турбулентті режимдерін және тұтқырлы мұнайдың күрделі ағынын қарастырады. Құбырдың өткізгіштік қасиеті өседі және суық тұтқырлы мұнайдың өзін ғана айдаған кезде өткізгіштік қасиетін максимум 1,5 есе асып кете алады, бұл біріншіден, тұтқырлы мұнаймен суланған құбырдың периметрінің кішіреюімен, екіншіден, төселетін судың эффектісімен түсіндіріледі. Бірақ, бұл тәсіл де іске асырылмады, себебі су мен мұнайдың арасындағы нақты айыру шегі тек қана ламинарлы режимде болады. Құбырда компоненттердің ламинарлық ағыны мұнайдың да, судың да өте аз берілуіне әке соғады. Ағынның 0,07 м/с және одан да көп жылдамдығы кезінде төселетін су қабатының турбулизайиясы басталады, және де ол құбырда эмульсияның пайда болуына әкеп соғады.

Бұдан шидротасымалдаудың үшінші варианты шығады – мұнай мен судың қоспасының пайда болуы және оның кейінгі айдалуы. Мұнай – су қоспаларының қасиеттері неньютондық сұйықтықтардың қасиеттеріне тән болады. Эмульсияның тұтқырлығының төмендеуін, сонымен бірге, үйкеліске жойылуының азаюын “судың ішіндегі мұнай” (С/М) типтегі эмульсия пайда болған жағдайда алуға болады. Мұндай мұнай – сулы қоспа судағы мұнайдың әр түрлі өлшемдері қатып бөлшектерінің салмағы (мұнда су – тұтас фаза болады) болып табылады. Мұнайдың әр бөлшегі су пленкасымен қоршалған, сондықтан олар құбырдың ішкі бетімен және бірімен-бірі жұғыспайды. Нәтижесінде құбырдың барлық ішкі бетінде мұнай – сулы қоспа сырғанайтын су сақинасы болып табылады.

Бұл құбылыс сырғанау эффектісі деп аталады. С/М типті эмульсияның пайда болу және сақталу (өмір сүру мерзімі) шарттарын жақсарту үшін мұнай – сулы қоспаға әртүрлі, көбінесе анион типті, ҮАЗ-дарды қосады. Бұл суда ерітілген заттар құбырдың ішкі бетін сумен сулануын жақсартады, ал ол өз кезегінде айдау кезіндегі үйкеліске кететін энергияны едәуір төмендетеді. С/М эмульсиясының тұрақтылығы ағындағы ҮАЗ-дың, тесператураның, ағын қозғалысы тәртібінің, су мен мұнай қатынасының сипаттамалары мен концентрациясына байланысты болады. Мұнайлар сумен қосылып (ҮАЗ-сыз) “кері” деп аталған “мұнай ішіндегі су” типті жеткілікті берік эмульсиялар түзеді. Бұл эмульсияларда тұтас фазамен әртүрлу пішінді су бөлшектері қосылған мұнай бар. олардың тұтқырлығы таза мұнайдың тұтқырлығын едәуір асады.

Айдау жылдасдығының, ағын температурасының, қысымының күрт өзгеруі кезінде фазалар инверсиялы болады. С/М эмульсиясының М/С эмульсиясына айналады, және ол құбырдың “қатып қалуына” әкеп соғады.

Қоспадағы судың көлемі эмульсияның тұрақтылығын азайтады, ал тасымалданатын судың көлемі эмульсияның тұрақтылығын жақсартады, бірақ берілген гидротасымалдау түрінің экономикалық көрсеткіштерін төмендетеді. Судың минималды мөлшері көлемі бойынша тасымалданатын қоспаның бүкіл мөлшерінің 30% -ін құру керектігі эксперимент түрінде анықталған. Гидротасымалдаудың тиімділігін жақсарту үшін суда еритін ҮАЗ-дарды қолданған жақсырақ болады. Белгілі шарттарда дөрекі шашыралған (грубодиспергированный) ағындарда гравитациялық қатпарлану болуы мүмкін, ал оның жылжуы су мен мұнай өнімдері тығыздықтарының айырымы үлкен болған сайын қарқындылай түседі. Гидротасымалдау кезінде айдауды тоқтатуға болмайды, себебі олар ағынның қарқынды қатпарлануымен қосақталып жүреді.

Құбырдағы жетілген турбулентті режим кезінде эмульсиялар жақсы сақталады. Басты станцияларда оларды арнайы араластырғыштарда немесе центрден тепкіш сораптарда 300 К температура шамасында дайындайды. Айдау кезіндегіфазалар инверсиясының алдын алу үшін температуралық режимді, ҮАЗ-ның берілген концентрациясын және қоспадағы судың проценттік құрамын қатал түрде ұстау қажет.

Жоғары парафинді мұнайдың (33% парафин) гидротасымалдаудың Танджунг-Баликпалан (Индонезия) магистральді гидромұнай құбырында пайдаланады. Берілген құбырда жақсы дайындалған гидроқоспалардың (30% су) айдауын 5 тәулікке дейін тоқтата-тоқтата айдауға болатындығы эксперимент жүзінде анықталған. Айдауды қайтадан бастағанда жібергіш қысым жіберілген мәндерді аспады. Соңғы пунктінде мұнайды термиялы сусыздандырады да, ҮАЗ-ның регеренциясы немесе нейрализациясы болады.

3. 
   Термоөңделген мұнайлар мен мұнай өнімдерін айдау
   

Жоғары парафинді мұнайларды (мұнай өнімдерін) табиғи суытқанда парафиннің бөлініп шығатын кристалдары бірімен-бірі қосыла отырып, жеткілікті берік құрылымдық торды құрайды, және оның ұяшықтарында мұнайдың сұйық фазасы орналасқан. Мұнайда парафин мен асфальтошайырлы заттар көп болған сайын, тор соғұрлым берік болып, ν тұтқырлық, Т₃ қату температурасы мен τ₀ жылжуының статикалық кернеуі көп болады. Парафин кристалдарының өлшемі оның балқу температурасы мен суу қарқынына байланысты. Баяу балқитын парафиндер мен церезиндер майда дисперсиялы құрылымды (майда шашырайтын), ал балқу температурасы төмен парафин кенет көрсетілген пластиналық немесе ленталық құрылымды түзеді.

Суытудың берілген қарқынында біріншіден, адсорбыланған шайыр мен асфальтендер қабатымен жабылатын баяу балқитын парафиндер кристалдана бастайды, және қалған парафиннің кейінгі кристалдануы бар кристалдардың қабырғалары мен шеттерінде болады. Нәтижесінде парафинді-шайырлы заттардың жеткілікті үлкен друздар түріндегі және бірімен-бірі қосылмайтын агломераттарды түзеді. Сондықтан мұнай жылжымалы болып қалады және оның тұтқырлығы, қату температурасы мен жылжудың статикалық кернеуі бастапқы мұнай үшін қарағанда елеулі аз болады.

Термоөңдеудің эффектісіне жету үшін мұнайды қыздыру температурасы мен суыту жылдамдығын мұқият таңдау қажет. әрбір мұнай үшін олардың мәндері термоөңдеуден кейін ең жақсы реологиялық параметрлер ала-алатындай болу керек. Термоөңдеу кезінде мұнайдың температурасы оптималдық температурадан асып кетсе, жақсы әсер бермейді, керісінше реолоиялық параметрлердің нашарлауына әкеп соғады. Жоғары парафинді мұнайлардың реологиялық параметрлерінің шамасына термиялық жайт (предыстория), ғни берілген мұнайды қанша уақыт және қалай қыздырып суытқаны әсер етеді. Мұнайдың қыздыру температурасы мен суыту қарқындылығының мәндерін осыған байланысты ұсынады. Берілген суыту қарқындылығы статикалық та, динамикалық та жағдайларда қамтамасыз етіле алады. Динамикалық шарттарда белгілі қарқынды қамтамасыз ету аса қиын, сондықтан суыту көбінесе статикалық жағдайда арнайы тоңазытқыштарда өткізеді.

Термоөңделген мұнайлардың жылу физикалық параметрлері (Т₃, ν, τ₀) уақыт өткен сайын нашарлап, мұнайдың термоөңдеуге дейінгі болған алғашқы шамаларына жетеді. Әртүрлі мұнайлар үшін қасиеттерінің қалпына келу уақыты әртүрлі болады. Мысалы, термоөңделген өзексуат мұнайының қасиеттері үш тәулікке жетер – жетпес уақытта қалпына келсе, маңғышлақ мұнайының қасиеттері 45 тәулікте қалпына келеді. Термоөңделген мұнайдың параметрлері бастапқа мәндеріне дейін қалпына келу мерзімін білу қажет, себебі құбыр мен айдау ұзақтығы едәуір үлкен болып кетуі мүмкін. Осыған байланысты маңғышлақ мұнайының термоөңдеуін іске асыруға болады, себебі 20-40 тәулік ішінде мұнайды 2000-5000 км аралыққа дейін айдауға болады, ал өзексуат мұнайларын термоөңдеуге ұшыратпаған дұрыс. Соңғы жағдайда құбырдың “қатып қалу” қаупі бар.

Егер өңдңрңлетін мұнай өз параметрлері бойынша термоөңдеу талаптарына сәйкес келмесе, онда термоөңделген мұнайды берілген қашықтыққа айдауға арналған магистральді құбыр, тұтқырлығы аз мұнайды айдауға арналған құбырдан тек басты станцияларда термоөңдеу пунктарының бар болуымен ғана ажыратылады. Гидравликалық есепті, сорапты станцияларын орналастыруын кәдімгі құбырға жасаған сияқты орындайды.

Термоөңделген мұнайдың қасиеттері келесі термиялық әсер етулерде де өзгереді. Термоөңделген мұнайларды тасымалдау кезінде не сораптардың сору қасиеттерін жақсарту үшін, не ағызу-құю операцияларын үдету үшін және т.б. үшін көбінесе оларды қайта қыздыру қажеттілігі туындайды. Термоөңделген мұнайларды парафинді балқыту температурасына төмен температураға дейін қайта қыздырылуы оның реологиялық қасиеттерін күрт нашарлатады. Осыдан, термоөңделген мұнайды шамалы ғана жылытуды ұсынуға болмайтындығы шығады. Мұндай мұнайды термоөңдеудің оптималды температурасына дейін қайта қыздырған дұрыс, себебі суығаннан кейін реологиялық параметрлер қажетті деңгейде сақталады. Іске асыру процесінде термоөңделген мұнайдың температурасының 5-6 К-ге дейін жоғарлауы немесе 20К-ге төмендеуі қату температурасын, тиімді тұтқырлықты және жылжудың бастапқы кернеуін өзгертпейді.

Берілген тәсіл бойынша Индиядағы Нахоркатья – Барауни магистральді мұнай құбырын пайдаланады. Нахоркатья кен орнындағы 11,5% парафині бар және қату температурасы 305К болатын мұнайды термоөңдеуге ұшыратып, 1158 км қашықтыққа айдайды. Құбырда төрт аралық сорапты станциялар салынған.

4. 
   Мұнайларды присадкалармен айдау
   

Көптеген присадкалар күрделі эфирлер, акрилді және метакрилді қышқылдар мен жоғары қаныққан спирттер негізіндегі сополимерлер болып табылады.

Депрессорлы присадкаларды пайдалану көптеген көмекші капиталды шығындарды керек етпейді, және присадкалар өндірісін кеңінен меңгерген кезде жоғары парафинді мұнайларды айдаудың басқа тәсілдерімен салыстырғанда, экономикалық жағынан тиімді болуы мүмкін. Депрессаторларды пайдалану айдауға кететін энергошығындарды ғана төмендетпей, сонымен қатар, капиталды шығындарды да азайтады, себебі оларды пайдаланған кезде сорапты және жылу станцияларының саны қысқарады. Бұл айдатылатын мұнайдың тиімді тұтқырлығы төмендейді де, құбыр трассасының ұзындығы бойымен мұнайды қыздыруды керек етпейтіндігін түсіндірледі.

Жоғары парафинді мұнайларды тасымалдауға арналған құбырларды пайдалану эксперименті мен тәжірибе, массасы бойынша 0,02-0,2 % мөлшерінде “Парамин” типті тімді присадкаларды қосу, қоршаған ортаның температурасына жақын температуралар кезінде, қатуы жоғары парафинді мұнайларды ағымына Ньютондық сипаттама беретіндігі анықталды. Присадкаларды енгізудің төменгі шегі мұнай тұтқырлығын төмендетпейді, бірақ құбырлар мен жабдықтардың парафинделуінен сақтайды.

Присадкаларда енгізу алдында мұнайды парафиннің толық балқуы мен мұнайда таза парафин ерітіндісі пайда болғанға дейін қыздыру керек (мұнайларды қыздыру температурасы 320-350К болу керек). Егер присадканы парафиннің кристалдану температурасынан төмен температурада енгізсе, онда эффект өте төмен болады. Бірақ мұнайдың парафиндер балқуының температурасына дейінгі келесі қыздыруы депрессатор тиімділігін қайтадан көтереді.

Присадкалар жұмысына мұнайдың араластыру қарқынымен суу темпі елеулі әсер етеді. Қарқынды араластырудың әсері – ол парафин кристалдарын депрессатор молекулаларымен толық қоршау болып табылады. Бұл жағдайда присадканың әсері емес, термоөңдеу эффектісі үлкен роль ойнайтындығы айқын, себебі олардың әсерін бөлу мүмкін емес.

Айдау тоқтап қалған кездерде мұнайда депрессатормен бірге әлсіз беріктікпен сипатталатын құрылымдық тор пайда болады және ол айдаудың жаңаруын жеңілдетеді. Сонымен, модельдегі тәжірибе мен эксперименттер (Батыс Еуропадағы Финнарт-Гринжемаут құбыры) 277К-нен жоғары температура кезінде депрессатормен өңделген мұнайды айдаудың тоқтауы уақыт бойынша шектелмеген. Депрессатормен өңделген мұнайы бар Финнарт-Гринжемаут мұнай құбыры 13 тәулік бойы тұрды, одан кейін айдау қайтадан жеңіл жасалған, және мұнай құбыры есепті жіберілуге жеткілікті тез шықты.

Депрессаторды пайдалану шарттарының маңыздыларының бірі – ол ұзақ уақыт ішінде олардың мұнайға әсерінің тұрақтылығы болып табылады. Депрессаторлардың көбісі осы талапқа сай келеді.

Әшейінде, жоғары парафинді мұнайды депрессорлы присадкамен бірге айдау, айдалатын мұнайдың барлық көлемін өңдеуді қарастырады, ал бұл присадкалардың көп мөлшерін және барлық мұнайды қыздыру мен араластыруға кететін едәуір шығындарды талап етеді. Присадкалар бағасы әлі де жоғары, және олардың қолданылуы ыстық айдау тәсілімен салыстырғанда тиімсіз. Осыған байланысты ВНИИСПТ қызметкерлері мұнайға депрессорлы присадканы тек сақиналы қабырғаға жақын қабатқа енгізуді ұсынды. Бұл мұнайды айдауға кететін энергошығындарды төмендетуін қамтамасыз етеді. Сақиналы құбырға жақын қабат депрессатор қосылғанмұнайдан тұрады, сондықтан ағын ядросы тығыздықтар тепе-теңдігіне байланысты қалқып шықпайды.

Сасақиналы қабатпен айдау технологиясы шамамен келесідей болады: жоғары парафинді мұнайды қыздырудың керекті температурасымен құбырға ендіреді, содан кейін сорапты станциядан белгілі бір қашықтықта, қатысты температурада, сақина түрінде присадканы құбырдың ішкі қабырғасының жанына енгізеді. Бұл жағдайда депрессатордың шығыны, осы барлық айдалатын мұнайға енгізумен салыстырғанда, шамамен 10 есе қысқарады.

Депрессаторлар әлі де өте қымбат, сондықтан оларды максималды бола алатын техникалық немесе технико-экономикалық әсер алу үшін пайдалану қажет.

5. 
   
   жүктеу/скачать 0.88 Mb.
   
   Достарыңызбен бөлісу: