Қазақстандағы мұнай- газ өндірісі туралы жалпы түсінік

КІРІСПЕ

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 түсіндіріледі.

Тақырыптың өзектілігі: Барлық МӨЗ негізін мұнайды алғашқы кезекте өңдейтін қондырғылар құрайды. Олардың көмегімен іс жүзінде мотор отынының барлық компоненттері, майлайтын майлардың, екінші кезекте іске асатын процестердің шикізаттары және мұнай химия өндірісінің қажетті заттары өндіріледі. АҚ қондырғысының жұмысына отын және майлайтын майлардың шығымы және сапасымен қатар мұнай шикізатын екінші кезекте өңдейтін келешек процестердің техника- экономикалық көрсеткіштері де байланысты. Сондықтан АҚ қондырғысының тиімділігін арттыру және күшейту проблемаларына баса назар аударылуда және солай болуы заңды.

Курстық жобаның мақсаты: өнімділігі 5 млн. т/жыл болатын ЭЛТҚ- АҚ қондырғысын жобалау. Қондырғының негізгі аппаратын есептеу.

Курстық жобаның алдына қойылған міндеттер:

1. Әдеби көздерге сүйене отырып, атмосфералық құбырлы айдау процесіне толық сипаттама беру;

2. Атмосфералық құбырлы айдау  процесінің технологиялық сұлбасын келтіріп, оған толық түсініктеме беру;

3. Ректификациялық бағанаға есептеу жүргізу;

 

Тірек сөздер: мұнайды біріншілік өңдеу, біртекті, көптекті және біртіндеп булау арқылы айдау, мұнай фракция, ректификациялық колонна, буландырғыш агент, парциальды қысым, қайнау температурасы, сұйық фаза, айдау температурасы, құрама (комбинирленген) қондырғылар, электрмен тұссыздандыру.

Курстық жоба 2 бөлімнен, 13 қолданылған әдебиеттер тізімінен, 2 қосымша беттен тұрады.

 

 

1 Әдеби шолу

1.1 Қазақстандағы мұнай- газ  өндірісі туралы жалпы түсінік

Ғылыми-техникалық және әлеуметтік жетістік әр уақытта пайдаланатын энергияның өсуімен және жаңа тиімдірек энергия қорларын қосу менен анықталынады. Қазіргі адамдардың өмірін энергиясыз, жарықсыз, жылусыз, радиосыз, теледидарсыз қазіргі тұрмысқа керекті техникасыз және жол көлігінсіз ойға алу қиын.

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 [1].

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, Тенгиз, 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.

 

 

1.2 Мұнайды біріншілік  өңдеу

 

Мұнайды айдаудың бірінші және екінші тектілігі ажыратылады.Біріншілк процесстерге мұнайды фракциядан айыру жатады, ол кезде оның ассортимент бойынша потенциальды мүмкіндіктері қолданылады, алынатын шикізат мен жартылай шикізаттың саны мен сапасы ажыратылады бұл—  мұнайды айдау.

Айдау біртекті, көптекті және біртіндеп булау арқылы айдау болып бөлінеді.

Біртекті булаумен айдау кезінде мұнайды белгілі температураға дейін қыздырып оны фракциядан бөліп алады, ол булы фазаға өтеді. Мұнайды алдын ала температурасы орнатылған имек түтікте (змеевике) қыздырады.Температураның жоғарлауына байланысты буда көбейе береді,ол сұйық фазамен тепе теңдікте болады және осы кезде берілген температурада бусұйықтықты қоспа жылытқыштан кетіп адиабатты буландырғышқа түседі, ол өз кезегінде цилиндр онда булы фаза сұйықтан ажырайды. Булы және сұйық фазаларды температура бұл кезде бірдей.

Көптекті булы мұнайды айдау мұнайды этапты қыздыру арқылы жүзеге асады және әрбір этапта мұнай фракция бойынша алынып отырады. Әрбір этапта температура жоғарылай береді.

Егер мұнайды біртекті булауда пайда болған бу сұйық фазадан бөлініп отырса, ол ондай буланудың саны көбейе берсе онда ондай айдау біртекті булану арқылы айдау деп аталады [2].

Егер фракицяларды тура әрі нақтылы бөлу керек болмаса, онда біртекті булы айдау тиімдірек. Сонымен қатар мұнайдың максимальды қыздыру температурасы 350 — 370°С, ал одан көп болып кетсе көптеген өнімдер көптекті мен ақырын өтетін айдауға қарағанда булы фазаға өтіп кетеді. 350 — 370°С тан жоғарыда қайнайтын заттар үшін мұнайдан фракцияны бөліп алға вакуум немес су буын пайдаланады.

 Ректификациялық колоннаға буландырғыш агентті мұнайды айдаудан қалған жоғары қайнаушы 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 кетеді, ондағы температураны 10 — 20°С- қа 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 — 3 атм. қысымда болады).

Су буының әсері келесілермен көрсетіледі:

- қайнап жатқан сұйық қатты араласып азқайнайтын көмірсутектердің булануына 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 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 ретінде лигроинды-керосинді-газды  фракцияны қолдануға кеңес береді [3].

 

 

1.3 Мұнайды алғашқы өңдеуге арналған құрама (комбинирленген) қондырғылар

 

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

Қазір мұнай айдауды қондырғыларда бір рет буландыруды көп пайдаланады. Өндірісте бір рет буландырумен айдауды бумен сұйық фазаны ректификациялаумен жалғастырып жүргізу мұнайды фракцияларға бөлуде жоғары нәтижеге жетуге, процестің үздіксіз жүруіне және шикізатты қыздыруға отын шығынын үнемдеуге мүмкіндік туғызады.

Ректификациялау деп- қайнау температурасының бір– бірінен айырмашылығы бар сұйықтардың қарама– қарсы қайта– қайта жанасуының нәтижесінде, бөлінуінің диффузиялық процесін айтады.

Булар мен сұйықтардың жанасуы тік цилиндр тәрізді құралдарда арнайы жабдықтармен  жарақталған  ректификациялаушы  табақшалары  немесе насадкалары бар, колонна бойымен жоғары көтерілуші бу мен төмен ағушы сұйықтық  арасында  өте  тығыз  жанасуды  қамтамасыз  ететін  - ректификациялық колонналарда іске асырылады [4].

Мұнай өңдеу зауытында мұнайды және мазутты айдау жүйелерінің барлық түрлері қолданылады, өз алдына тұрған атмосфералық айдау қондырғылары, құрастырма атмосфералық-вакуумдық айдаудың құбырлы қондырғылары пайдаланылады. Ең алғаш біздің елде (1950ж) қуаты аз 0,5-0,6млн. т/ж АТ қондырғылар, соңғы жылдары олардың қуаты 1-6 (8)млн. т/ж өсті.

АҚ-да, АВҚ-да алынатын бензин фракцияларында әдетте еріген газдар болады. Сондықтан оны ректификациялық колоннада тұрақтандыруға ұшыртады. Тұрақты бензиннің сапасын оның құрамындағы изобутан мен нормалды бутанның суммалық мөлшеріне немесе тауарлық бензиннің рұқсат етілген қаныққан булар қысымына байланысты бақылайды.

Бензинді тұрақтандыру мен оны жеке фракцияларға бөлуге бірнеше ректификациялық колонналар қажет. Олардың саны алынатын фракциялар санынан бірге аз болады. Әдетте тұрақтандыруды 0,8-1,4 МПа қысымда өткізеді, ол газдардың толық немесе бір бөлігінің конденсациясын қамтамасыз етеді [5].

 

 

1.4 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.

 Қондырғының құрамына келесі блоктар кіреді:

• электрмен тұссыздандыру;
• мұнайды атмосфералық айдау;
• бензинді тұрақтандыру.

Мұнайды электротұссыздандыру екі сатылы схема бойынша жүзеге асырады. Мұнай құрамындағы тұздар және сулардан айыруға арналған.

Реагенттерді беру және қабылдау 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 [6].