Тұрақтандырғыш колоннаны есептеу

МАЗМҰНЫ

 

Кіріспе................................................................................................................5

1 Әдеби шолу.....................................................................................................7

1.1 Айдау туралы алғашқы мәліметтер...........................................................7

1.2 Алғашқы өңдеу мақсаты және  әдістері.....................................................7

1.3 Екіншілік айдау.........................................................................................11

1.4 Бензинді екіншілік айдау..........................................................................12

1.5 Бензинді тұрақтандыру колоннасы..........................................................12

1.6 Тұрақтандыру колоннасында жүретін коррозия....................................15

1.7Ректификациялау........................................................................................16

1.8 Ректификациялау колонналары...............................................................17

1.9  Комбинирленген    ЭЛОУ - АВТ –  бензинді    екіншілік    айдау қондырғысының технологиялық схемасының сипаттамасы.................................20

1.10 Шикізат,    дайын    өнім   және   қосымша   материалдардың сипаттамасы...............................................................................................................24

2.Технологиялық бөлім...................................................................................25

2.1 Тұрақтандырғыш колоннаны есептеу.....................................................25

Қорытынды......................................................................................................35

Пайдаланған әдебиеттер тізімі.......................................................................36

       

        

        

 

 

 

       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КІРІСПЕ

 

Мұнай және газ – теңдесі жоқ өте құнды пайдалы қазба. Оларды өңдеуден шыққан өнімдерді жай тұрмысқа да және мемлекетті қорғауға да қажет. Олар өндірістің барлық саласында, көліктің барлық түрлерінде, соғыс және азаматтқ құрылыста, ауыл шаруашылығында, үй қызметінде , энергетикада және т.б. да қолданады. Соңғы бірер он жылдықта мұнай мен газдан көп мөлшерде әртүрлі мынандай химиялық материалдар ала бастады: пластмассалар, жасанды талшықтар, жасанды каучуктер, лактар, жуғыш заттар, минералды тыңайтқыштар және басқа. Мұнайды бекер «қара алтын» деп атамайды.Осы ғасырды мұнай мен газдың дәуірі деп атайды. Бұл кездейсоқтық емес, себебі дүние жүзі мемлекеттерінде елді мұнай мен газ қорымен қамтамасыз етуге баса көңіл аударылуда және солай бола береді. Мұнай мен газ мемлекеттерінің тек қана экономикалық және техникалық потенциалын анықтап қана қоймай, сонымен қатар саясатын да айқындайды.

Қазіргі кезге дейін мұнайды пайдалануды энергиялық және көліктік бағыт негізгі және басым болып отыр (өндірістің шамамен 90% дейін), былайша айтқанда оны энергетикада және көлікте қозғалтқыш отыны түрінде қолданылуы (автобензин, реактив,  дизель, және қазан отыны) басым. Бұл жағдайда мұнайдың басқа жанғыш қазбалардың  арасында арзандығымен, жоғары колориялығымен, ыңғайлығымен, «тазалығымен» және жоғары концентрациялы энергия қоры болуымен және іс жүзінде қозғалтқыштар отынын өндіруде жалғыз көз екендігімен түсіндіріледі.  Жалпы мұнайды дүниежүзілік экономикада пайдалану бағытында оның электр және жылу энергетикада үлесін қазан пеш отыны есебінде қолдануды азайту, ал оның көліктік қозғалтқыш отыны және мұнай химиялық шикізат есебінде көбейту көзделген.  Мүнайдың пайдалану құрылымының былай өзгеруі соңғы жылдарда оның ішкі жану қозғалтқыштары бар көлікте қолданылуы, энергетикадағы қолданылуының өсуіне қарағанда, жедел болғандықтан, былайша айтқанда, қозғалтқыштандырудың электрлендіруден көп ілгері болғандығынан деп түсіндіріледі.

Қазіргі кезде мұнай химия үлесіне пайдаланып жатқан мұнайдың аз мөлшері ғана (шамамен 6% мас) келеді.Әтүрлі елдерде бұл үлес 2-8% арасында ( Батыс Еуропа елдерінде 7-8%, бұрынғы КСРО және АҚШ та 4-5%).

Мұнайдың дүние жүзілік потенциалды қоры 306 млрд.т, оның 95 млрд.т өндірістік өндірілетіні деп есептелінеді. Өндірілетін қордың жарымынан астамы (54 имлрд.т). Жақын және Орта Шығыс елдерінде орналасқан. Бұл елдердің ерекшелігі тек осындай үлкен мұнай қорының барлығында ғана емес, сонымен қатар, мұнай кендерінің керемет үлкендігінде және төтелдердің өте жоғары өнім беруінде. Дүние жүзі бойынша бұрынғы КСРО, ал оның ішінде Ресей, Қазақстан, Азербайжан мемлекеттеріндегі мұнай қоры қомақты екенін соңғы жылдары анықталды. Әсіресе Каспий теңізінің Қазақстан бөлігі – жағалауының Қашаған кен орнының мұнай қоры шамамен 7,0 млрд.т деп болжануда. Бұл өте жоғары көрсеткіш, дүние жүзіндегі кен көздерінің ішіндегі ең ірілерінің бірі деп анықталуда. Ресейде мол мұнай қоры Батыс пен Шығыс Сібірде, Сахалин аралдарында, теңіз бен океан жағалауларында мол мұнай қоры бар.

Америка континентінде мұнайдың өндірілетін қорлары 16,5 млрд.т деп айқындалады.Ең көп мұнай қоры Мексикада (3,6 млрд.т) және Канадада, Аргентина, мен Бразилияда.

Африкада мұнайдың өндірілетін қоры 7,5 млрд.т. деп айқындалады,  оның ішінде Ливияда -2,8; Нигерияда- 2,2 және Алжирде – 1,25 млрд.т.

Соңғы кездерге дейін Батыс Еуропа мұнай мен газға кедей деп келінді. Бірақ соңғы үш онжылдықта оларда үлкен кен орындары ашылды, негізінен Британиялық және Норвегиялық Солтүстік теңіз жағалау су астынан. Мұнайдың өндірілетін қоры Батыс Еуропада 3,6 млрд.т,  оның ішінде Ұлы-британияда – 1,8 және Норвегияда-1,5 млрд.т. Оңтүстік Батыс Азияда мұнайдың өндірістік қоры Индонезияда (1,2 млрд.т), Индияда (0,5 млрд.т) және Малайзияда (0,4 млрд.т) бар.     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        

 1 ӘДЕБИ  ШОЛУ

 

1.1 Айдау туралы алғашқы  мәліметтер.

       

 Ерте заманнан бастап мұнайды  отын және жарық алу үшін  пайдаланған. Жарық шыраққа шикі  мұнай құйылатын болғандықтан  оның ең тиімдісі жеңіл мұнай  болған. Уақыт өткен сайын жеңіл мұнай жетпей, ауыр мұнайды айдап шырақ отынын ала бастады. Сондай қарапайым мұнайды айдау қондырғылары орта ғасрларда (XVI ғасыр) Закавказда, Батыс Украинада, Ухта өзенінің бойында пайдаланды. 1821-1823 жж. Солтүстік Кавказда Моздок қаласының аймағында аға-інілі Дубининдер бірінші болып мұнайды айдаудың өндірістік қондырғысын іске қосты. Англияда мұнайды айдауды 1848 ж. бастады, ал АҚШ – та Татусвилле қаласында (Пенсильвания штатында) бірінші айдау қондырғысы 1860 ж. іске қосылды.

Бірінші айдау қондырғыларындағы негізгі аппарат, оқтын-оқтын істейтін, куб болып саналады, ал алатын бірден – бір мақсатты өнім жарық керосині болды. Жеңіл бензин фракциясын және ауыр қалдықты- мазутты, басқа пайдалану жолы болмағандықтан, жағып жіберетін. Бірінші мұнай айдау зауытын Бакуде тау кен инженері Восбойников 1837 ж. іске қосты.

Оқтын-оқтын жұмыс істейтіғұн кубтарды XIX ғасырдың 80-жылдары орыс инженерлері А.Ф.Инчик, В.Г..Шухов және Н.Н.Елин ойлап тауып іске асырған үздіксіз жұмыс істейтіғұн куб батарейлері ауыстырды. 1876 ж. сұйық отынды жағу үшін форсунканы ойлап тапты, бұл бу қазандары үшін отын есебінде мазутты пайдалануға мүмкіндік береді  [1].

 

1.2 Алғашқы өңдеу мақсаты  және әдістері

 

Мұнай  ілгеріде  айтылғандай, өте  күрделі  парафиндер,  нафтендер, ароматикалық  және  гибритті  бір – бірінде  еритін, молекулалық  массасы  және  қайнау  температурасы әртүрлі  қоспалардан тұрады. Оны бірегей жеке  компоненттерге бөлу мүмкін емес және ондай бөлу мұнай өнімдерін өндірісте пайдалануға қажет емес те. Іс жүзінде мұнайды көмірсутекткрінің фракцияларына және топтарына бөледі де, олардың химиялық құрамын өзгерту мақсатында өңдейді. Мұнайды өңдеуді алғашқы (бірінші) және екінші процестеріне бөледі. Алғашқы процестерге мұнайды, қайнау шектерімен бір бірінен айырмашылығы болатын, фракцияларға бөлуді, ал екіншіге – термиялық пен термокаталитикалық өңдеу процестерін, тағы да мұнай өнімдерін тазалауды жатқызады.

Мұнайды алғашқы өңдеудегі негізгі процесс алғашқы немесе тура айдау болып саналады, оны дистиляция мен ректификацияны пайдаланып жүргізеді.

Дистиляция. Дистиляция немесе айдау деп сұйықтардың өзара еритұғын қоспасын фракцияға, бір бірінен және бастапқы қоспадан да қайнау температурасымен айырмашылығы болатын, бөлу процесін айтады. Айдау процесінде қоспа қайнағанға дейін қыздырылады, осының нәтижесінде ол аздап буланады. Пайда болған бу бөлініп конденсацияланады. Айдау арқылы құрамы жағынан бастапқы қоспадан айырмашылығы бар, дистиллят және қалдық алады. Айдауды бір қабат, көп рет немесе біртіндеп буландырумен жүргізеді.

Үздіксіз жұмыс істейтін қондырғылардағы өндірістік процестердің негізін мұнайды бір қабат және көп рет буландыру құрайды. Бір қабат буландырумен айдауда мұнайды белгілі температураға дейін қыздырады да бу фазасына өткен барлық фракцияны сұйық фазадан бір рет сепараторда бөледі.

Фазаны бөлу процесін көп рет жүргізуде бір қабат буландыруды бірнеше рет қайталайды. Мысалы, мұнайды үш рет буландыруды алғашқысын одан жеңіл бензин фракциясын алатындай температураға дейін қыздырады да, оны сұйық фазфдан бөліп алады. Екінші сатысында, қалған сұйық фазаны жоғарылау температураға, мысалы, 350ºС дейін қыздырып, одан ауыр бензин, реактивті және дизель отындарын бөледі. Бұның қалдығын гудрон дейді. Яғни мұнайды біртіндеп үш рет қыздырып, буландырып әр кезде бу фазасын сұйықтан айырады. Түзілген бу және сұйық фазаларды колонналарда ректификациялайды. Сонымен мұнайды өндірістік процестері бір рет пен көп рет буландырумен айдаудың жалғасуына және бу мен сұйық фазаны одан әрі ректификациялауға негізделген.

Біртіндеп буландыруда қыздырудың нәтижесінде түзілген бу айдау аппаратынан үздіксіз шығарылып тұрады. Біртіндеп буландыруды мұнайды лабораторияда колбадан, кубтан айдау тәжірибесінде қолданады, ал өндірісте мұндай айдауды ертеректе куб қондырғыларында қолданып келсе, қазір оларды пайдаланбайды.

Бір рет буландыру процесінің біртіндеп буландырудан артықшылықтары бар. Бір рет буландыруда төменгі қайнаушы фракциялар буға айналып аппарат ішінде қалады да, жоғары қайнаушы фракциялардың сыбағалы қысымын төмендетеді. Бұл айдауды салыстырмалы  төмен температурадажүргізуге мүмкіндік береді.

Біртіндеп буландыруда керісінше жеңіл фракцияларды алдымен бөліп алады, ал ауырларын – соңында бөледі. Сондықтан буға айналған және аппараттан бөлінген жеңіл фракциялар ауыр фракциялардың қайнау температурасына әсер етпейді. Жеңіл фракциялардың әсері арқасында бір рет буландытуды пайдалана отырып, біртіндеп буландыруға қарағанда, айдалатын шикізаттың соңғы температурасын 50-100 ºС төмендетуге болады.

Қазір мұнайды айдау қондырғыларында бір рет буландыруды көп пайдаланады.

Мұнай құрамында атмосфералық қысымда 400-500ºС  және одан да жоғары температура аралығында қайнайтұғын көмiрсутектердiң болтындығы, бұл көмiрсутектердiң термиялық тұрақтылығы тек 380-4000С дейiн -ақ сақталатыны белгiлi. Одан жоғары температурада олардың ыдырау процесi көмiрсутектердiң крекингi басталады, тағы да мұнайдың жоғары қайнаушы көмiрсутектерiнiң термиялық жағынан көп төмендiгi белгiлi. Көмiрсутектердiң ыдырауын болдырмау үшiн олардың қайнау температурасын төмендету қажет. Оған мұнайды вакуумда айдау арқылы жетедi. 450-5000С температура аралығында атмосфералық қысымда қайнайтұғын мұнай фракцияларын вакуумда (қалдық қысым 3-5кПа ) 200-2500С айдап бөлуге болады. Мұнай өңдеу тәжiрибесiнде қайнау температураны төмендету үшiн су буын да пайдаланады, мұнда оның әсерiмен көмiрсутектердiң сыбағалы қысымы төмендейдi.

Алғашқы айдау қондырғыларын кластарға бөлу.  Құбырлы қондырғылардың ректификациялау колонналарындағы қысымға байланысты, олар атмосфералы (АҚ), вакуумды (ВҚ) және атмосфералы-вакуумды (АВҚ) болып бөлінеді. Булану дәрежесінің санына қарап, құбырлы қондырғыларды бір, екі, үш және төрт рет буланушы дер бөледі. Бір рет буландырумен айдау қондырғыларында мұнайдан бір ректификациялаушы коллонада атмосфералық қысымда барлық дистилляттарды – бензиннен бастап тұтқыр цилиндр майына дейін алады.

Екі рет буландыру қондырғыларында гудронға дейін айдауды екі сатыда жүргізеді: әуелі мұнайды атмосфералы қысымда мазутқа, одан кейін оны вакуумда гудронға дейін айдайды. Бұл процестерді екі ректификациялаушы коллоналарда іске асырады; оның біріншісінде атмосфералық қысым, екіншісінде – вакуум ұсталынады. Мұнайларды мазутқа дейін буландыруда атмосфералық қысымда екі ректификациялаушы коллоналарда жүргізуге болады: біріншісінде ол бензинді ғана алады және бензинсізденген мұнай айдаудың қалдығы болады; екінші коллонада бензинсізденген мұнай жоғарылау температурада мазутқа дейін айдалады. Мұндай екі коллоналы қондырғылар атмосфералық құбырлы (АҚ) тобына жатады.

           Үш рет буландыру қондырғыларында мұнайды айдауды үш коллоналарда жүргізеді: екі атмосфералық және бір вакуум коллонасында. Мұнайды үш рет буландыру қондырғысының басқа түрі болып бір атмосфералық және екі вакуумды коллоналардан тұратын АВҚ саналады. Екінші вакуум коллонасы гудронды буландыра түсуге арналған, онда негізгі вакуум коллонасына қарағанда, тереңдеу вакуум ұсынылады.

Төрт рет буландыру қондырғысы, АВҚ – ның бастапқы бөлігінде бензинсіздендіруші атмосфералық коллонасынан және соңғы бөлігінде гудрон үшін буландыра түсетін вакуум коллонасынан тұрады.

       Қазіргі кезде мұнайды алғашқы айдауды атмосфералық қысымда істейтұғын құбырлы қондырғыларда (АҚ) жүргізіп, одан мөлдір өнімдер – бензин, керосин, дизел (газоил) фракцияларын алады. Мұнай айдаудың қалдығын (өнімнің бастапқы қайнау температурасы 300-3600 С) мазут дейді. Егер мазутта қазан отынын көп алу қажет болған жағдайда, онда айдаушы атмосфералық қысымда жүргізумен шектейді. Мұнай шикі заты жеткіліксіз жағдайда, мұнай өңдеу бағыты тиімсіз болып саналады.

Мөлдір мұнай өнімдерінің мөлшерін, оның мұнайдың бастапқы құрамындағыдан көп өндіру үшін, мазутты әртүрлі термиялық және каталитикалық процестерді қолданып, те,рең химиялық өңдеуге салады. Мазутты терең өңдеудің көп қолданып жүрген жүйесі бойынша, оны дистиллятты фракцияларға және бастапқы қайнау температурасы 490-5200 С жоғары тұтқырлы қалдыққа – гудронға алдын ала бөлу көзделеді. Мұндай бөлуді вакуумды құбырлы қондырғыларда (ВҚ), 5-8 кПа қалдық қысымда жүргізеді. Алынған дистиллятты фракциялар және гудрон дара ағым күйінде одан арғы өңдеу жіберіледі.