Мұнайды дайындау және біріншілік айдау процестері. Мұнайды бөлудің физикалық тәсілдері және жылу процестері туралы түсінік
Айдау - сұйықтықтардың өзара еритін қоспасын фракцияға, бiр бiрiнен және бастапқы қоспадан да қайнау температурасымен айырмашылығы болатын, бөлу процесiн айтады. Айдау процесiнде қоспа қайнағанға дейiн қыздырылады, осының нәтижесiнде ол аздап буланады. Пайда болған бу бөлiнiп конденсацияланады. Айдау арқылы құрамы жағынан бастапқы қоспадан айырмашылығы бар, дистиллят және қалдық алады. Айдауды бiр қабат, көп рет немесе бiртiндеп буландырумен жүргiзедi.
Мұнай – сұйық каустоболиттер қатарына жататын табиғи ішкі зат. Мұнай ашық сары, жасыл және қоңыр, кейде қара түсті болып келетін, өзіне тән иісі бар, ультракүлгін сәуле жарығын шығаратын сұйықтық. Оның түсі құрамындағы элементтерге байланысты. Кей жағдайларда түсі ақшыл мұнай да кездеседі, мысалы, Азербайжан мемлекеттеріндегі Сурахана кен орнынан ақтүсті мұнай өндіріліп келеді. Генетикалық тұрғыдан алғанда мұнай шөгінді тау жыныстары орталығында пайда болған, басқаша айтқанда мұнай тектерінің өзгеріске ұшырауынан пайда болған органикалық заттардың қалдығынан өз алдына көшу (миграция) арқылы шоғырланып жиылған табиғи концентрат болып саналады.
Химиялық жағынан мұнай сұйық көмірсутектерінің метандық (CnH2n+2), нафтендік (CnH2n), ароматтық (CnH2n-6) қатарларының күкіртті, азотты және оттекті қосылыстардың қоспаларынан тұрады. Мұнай құрамындағы шекті көмірсутектері (парафиндер) метаннан (CH4), этаннан (C2H6), пропаннан (C3H8) бутаннан (C4H10) бастап гексакантанға (C60H122) дейінгі көмірсутектерінен тұрады. Ароматтық көмірсутектері: бензол (C6H6) мен дефелиннің (C6H5) туындылары. Бұларда нафталин (C10H8) сияқты қоюланған жүйелер де ұшырайды. Нефтендер шекті және ароматтық көмірсутектер аралығынан орын алады. Мұнайда 82,5-87%-ке дейін көміртек, 11,5-14,5% сутек кездеседі.
Мұнайдың физикалық қасиеттеріне оның тығыздығы жатады. Бұл көрсеткіш тұщы судың тығыздығымен 1 г (см3) салыстырылады. Салмағына қарай мұнай ауыр және жеңіл мұнай деп екіге бөлінеді. Жеңіл мұнай қатарына тығыздығы 0,9 г/см3-ге дейінгі, ал ауыр мұнай қатарына тығыздығы 0,9 г/см2-ден жоғары мұнайлар жатады. Ауыр мұнайлар 100 С-ден жоғары температурада қайнай бастайды. Мұнай құрамында 0,001-5,3%, кейде одан да жоғарылау мөлшерде күкірт, 0,001-1,8% азот, 0,7% оттегі, 10%-тен көбірек парафин, 35%-ке дейін (әдетте 5-10%) асфальт-шайырлы заттар болады.Фракциялық құрамына байланысты мұнай бензинді-керосинді және бензинсіз болып ажыратылады. Табиғатта метанды, метан-нафтинді, аз күкіртті және құрамында 2%-ке дейін күкірті бар мұнайлар көбірек тараған. Мұнай суда ерімейді, бірақ тұрақты эмульсия құруы мүмкін. Мұнайдың жылу бөлгіштік қабілеті 10400-11000 ккал/кг шамасында, бұл ең жоғары жылу беретін отын қатарына жатады.
Жер қойнауындағы мұнайдың физикалық жағдайын оны жер бетіне шығарғандағы қасиетімен салыстыруға болмайды. Ал, оны жер үстіне шығарғанда температура төмендейді, қысым жойылады, мұнайдан газ бөлініп шығады, мұнайдың көлемі кішірейеді.
Мұнайдың қабат бойындағы физикалық қасиеттерін білу, әсіресе мұнай қорын есептеу, мұнай өндірудің технологиялық схемаларын орындау, техникалық және технологиялық шараларды іске асырып, меңгеру жұмыс салаларында өте қажет.
Жер қойнауындағы мұнай көлемінің жер бетіне шығарғандағы көлеміне қатынасы – мұнайдың көлемдік коэффициенті деп аталады. Ол былай жазылады.
мұндағы: b – мұнайдың көлемдік коэффициенті; Vпл – мұнайдың қабат бойындағы көлемі, м3; Vнор – мұнайдың жер бетіне шығарылғандағы көлемі, м3.
Бұл
коэффициент арқылы жер бетіне шығарылған
1
мұнай жер астына қандай орын алатынын
білуге болады. Көп жағдайларда бұл
коэффициеннтің мазмұны 1-ден артық
болып, 3-ке дейін жетуі де мүмкін.
Мұнайдың негізгі қасиеттерінің бірі – тұтқырлық. Мұнай тұтқырлығының өндіріс саласындағы маңызы өте зор. Ол арқылы мұнай өндіру үрдісімен, оны құбыр арқылы айдағанда жұмыс қарқынына көптеген әсер келтіргені белгілі. Тұтқырлығы төмен, жеңіл, сұйық мұнайлар құбыры арқылы тез өтеді, ал тұтқырлығы басым, қою мұнайды өндіру, жинақтау, құбыр арқылы жүргізу жұмыстары көптеген қосымша еңбекті керек етеді.
Негізінде мұнайдың тұтқырлығына әсер ететін жағдайлар – оның құрамындағы парафин, шайыр қосымшалары және температура.
Мұнайдың температурасы әр түрлі болып келіп, үлкен кезекте орын алады. Мысалы, Горзныйдағы парафинді мұнай 11 С салқындықта тоңазып қоюланады да жылжып ақпайтын жағдайға келеді. Ал, сол кен орнының парафинінің мұнайы 19 С салқындықта да сұйық күйінде сақталады. Маңғышлақтағы Жетібай және Өзен алаңдары мұнайының парафині көп болғандықтан +34 С жылылықта қоюланып, жылжып ақпайтын жағдайға келеді т.б.
Мұнай кейбір органикалық – бензин, хлопофарм, эфир сияқты ерітінділерге тез ериді. Сонымен бірге ол йод, күкірт, каучук, шайыр, өсімдік майлары ерітетін еріткіш ретінде пайдаланылады. Бірақ мұнай суда ерімейді. Бұл қасиет жер қойнауынан қосымша мұнай өндіру жұмыстарында қабатқа су айдау процестерінде мол қолданылады, оның мұнай бергіштік коэффициентін өсіруде пайдасы мол.