- •1 Әдеби шолу
- •Бб қисық сызықтары
- •1.2 Өндiрiс әдiсi мен құрылыс орнын таңдау
- •1.3 Шикізат, реагент және дайын өнімнің сипаттамасы Бастапқы шикізаттардың, материалдардың, реагенттердің, жартылай фабрикаттардың және дайындалатын өнімнің сипаттамасы [3-6] 1-кестеде көрсетілген.
- •1 Кесте
- •Бастапқы және дайындалатын өнімнің сипаттамасы
- •2Технологиялық бөлім
- •Электртұзсыздандыру.Қондырғыға келіп түсетін мұнайдың құрамында су 1% масс. Дейін, тұз 1800 мг/л (mах) дейін болады [3].
- •2.1 Өндірістегі технологиялық кестенің жазбасы
- •2.2 Негізгі аппараттың материалдық тепе-теңдігі
- •4 Кесте
- •5 Кесте
- •2.4 Негізгі аппаратты механикалық есептеу Аппарат денесінің материалы
- •3 Негізгі және қосымша жабдықтарды тандау
- •4Бақылау-өлшеу құралдары және автоматтандыру процесі
- •4.1 Автоматтандырудың техникалық жағдайларын таңдау және негіздеу
- •Температураны өлшеу құралдары
- •Өздігінен жазғыштарды өлшеу құралдары
- •Қысымды өлшеу құралдары
- •4.1.4 Шығын өлшеу құралдары
- •Деңгейді өлшеу құрауыштары
- •5 Қоршаған ортаны қорғау
- •5.1 Қалдықтардың мүмкіндік шекті концентрациясын есептеу
- •5.2 Қалдықтардың мүмкіндік шегін есептеу
- •6 Қауіпсіздік және еңбекті қорғау
- •6.1 Техникалық регламент
- •6.2 Еңбек жағдайына әсер етуші технологиялық процестер
- •6.3 Ғимараттар мен құрылғылардың көлемдік жоспарлау жөніндегі шешімдер
- •6.4 Өндірістік санитария
- •6.5 Технологиялық процесті жүргізудегі қауіпті және зиянды өндірістік факторлар
- •6.6 Өрт қауіпсіздігі және жарылыс
- •7 Процестің техника-экономикалық көрсеткіштері
- •7.1 Өндіріс өнімділігін есептеу
- •7.2Капиталды шығындарды есептеу
- •12 Кесте Қондырғының сметалы бағасы
- •7.3 Еңбек және еңбек ақыны есептеу
- •7.4 Өнімнің өзіндік құнының есебі
- •Қорытынды
- •Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
КІРІСПЕ
Мұнай өңдеу және мұнай өндірісінің негізгі міндеттерінің бірі – мұнайды қолдану тиімділігін арттыру және оны ары қарай терең өңдеуді қамтамасыз етіп, белгілі қуатты реконструкцияжәне интенсификация есебінен прогрессивті қалдықсыз өңдеу технологиясын, шығарылатын өнімнің көлемін көбейтіп, оның сапасын жоғарылату болып табылады.
Мұнай өңдеу өндірісіндегі технологиялық процестерде сапасы нашар мұнайдан мотор отындарының, майлағыш майлардың, майлағыштардың және басқа мұнай өнімдерінің ассортиментін кең көлемде шығымын жоғарылатуды қамтамасыздандыру қажет [1].
Ең негізгі талаптардың бірі - мұнайды рационалды пайдалану, яғни отындық дистилляттарды АҚ және АВҚ қондырғыларында айдау арқылы шығымын жоғарылату болып табылады. 3500С-қа дейін қайнайтын ашық фракциялар және АҚ қондырғысындағы ашық мұнай өнімдерінің жиынтығы арасындағы потенциалдар айырмасы өңделуші мұнайдың сапасына, алынатын өнімдер ассортиментіне байланысты, және олардың қатынасы мұнай массасының 5-7 % (масс.)құрайды [2].
Мұнай өңдеу зауытында мұнайды алғашқы өңдеу қондырғылары үлкен роль атқарады. Газды бөлу, каталитикалық крекинг, кокстеу және т.б. тазалау процестерінің тиімділігі оның жұмыс істеу көрсеткіштеріне байланысты болады.
Еңбек өнімділігін арттыру, тауар өнімдерінің құнын төмендету, энергетикалық шығындарды, металдың меншікті шығынын, капиталдық салымдар және эксплуатациялық шығындарды қысқарту қондырғылардың техника-экономикалық көрсеткіштерін жақсартады.
Алғашқы айдау қондырғыларын жинақтау құрылысы үлкен экономикалық артықшылық болып саналады. Мұнай өңдеу зауытындағы процестерді жинақтау негізгі өндіріс аумағының шағын орналасуына, технологиялық және энергетикалық коммуникациялардың санын азайтуға, жалпы зауыттық шаруашылықтың көлемін қысқартуға, қызметшілер санын азайтуға мүмкіндік береді.
Мұнайды алғашқы өңдеу процестерін ары қарай жетілдіру үшін қондырғының тиімділігі барынша жоғары және негізгі құрал-жабдықтарды автоматтандыру қажет [3].
Мұнай өңдеу өнеркәсібінің дамуы басқа сала өнеркәсіптері сияқты ғылыми-зерттеу және жобалау-құрылыстық жұмыстармен тығыз байланысты. Мұнайды зерттеудің негізгі мақсаты - өндірістік шикізат ретінде отындар, майлар, битумдар және басқа тауарлық өнімдер алу болып табылады.
Осы жұмыстың міндеті - анағұрлым қуаттылығы жоғары мұнайды атмосфералық айдау қондырғысын жобалау және де Батыс Сібір және Құмкөл мұнайы ашық түсті мұнай өнімдерін максималды шығару мақсатында қоспаның тиімді қатынасын анықтау болып табылады.
1 Әдеби шолу
Процесті жетілдіру - мүмкіндігінше мақсатты өнімдер шығымын жоғарылату, қажетті жоғары сапаны қамтамасыз ету, минималды шығындар жұмсау және қоршаған ортаны қорғау шараларының талаптарын анықтай отырып, қалдықсыз технология принциптерін енгізуді қамтамасыз ететін процестер мен әдістерді таңдаудан тұрады.
Мұнай өнімдерін өңдеу және дайындау процесін жетілдіруге – физика-химиялық механика принциптерінің негізінде мұнайдағы эмульсия дисперстілігін реттеу және мұнай өнімдері бірлігіндегі күрделі құрылым өлшемдерін реттеу арқылы қол жеткізуге болады. Физикалық механика көзқарасынан қарағанда тікелей айдау – қалыпты жағдайда құрылымдануға бейім емес мұнай жүйелерін (газды, бензинді, керосинді-газойлды фракциялар) алу және құрылымдануға жоғары қабілетті жүйелерді (мазуттар және гудрондар) алудан тұрады [1].
Мұнайды атмосфералық қысымда айдауды жетілдіру процесіне – көбіршіктер өлшемдерін реттеу және оларды мұнайлы жүйеден (мұнай өлшемдерін) аластату интенсивтілігі есебінен қол жеткізу мүмкін, және КҚБ қосылысы ядросы бетінде сольватталған қосылыстар мөлшері 10-50 %- ке жетуі мүмкін, сондай-ақ КҚБ компонеттерге бөлу үшін қосымша энергетикалық шығындарды талап етеді.
Осыған байланысты мұнай өңдеушілер алдына қойылған міндет – мұнай өңдеуді тереңдету болып табылады. Мұнай өңдеуді тереңдетуде АҚ-да айдауға энергетикалық шығындарды арттырмай, атмосфералық және вакуумдық бөлігін интенсификациялаудың жаңа әдістерін іздеу жоғары маңызға ие.
Мұнайды айдау және ректификациялау проблемаларында технологиялық есептер үшін негіз болып табылатын сыртқы жағдайы және оның құрамына байланысты мұнайлы жүйе ұшқыш компонентері парциалды қысымын есептеу арқылы сұйық-буды оқу маңызды болып есептеледі.Осы жағдайларда есептеулерде r → D болғанда будың жазық беттегі қысымы қолданылады. Ал r → 0 жағдайларда сыртқы әсерлер есебінен көбіршік радиусы коллоидты-дисперсті аралықта өзгереді, мұнда Томсон-Уильвин теңдеуін пайдаланған жөн. Томсон- Уильвин теңдеуі өсуші бет қисығы және көбіршік ішіндегі қысым өзгеруін, жазық беттегі қысымға қарап сәйкестендіреді:
(1)
мұндағы r - көбіршік радиусы;
R-газ тұрақтысы;
Р
-сұйықтың
жазық бойындағы бу қысымы (r →
);
1моль
массасы, беттік керілу және сұйықтың
тығыздығы;
– көбіршік
ішіндегі қысым.
Бұл
теңдеу (1) қаныққан бу қысымы көбіршік
бетінде
көп
болған сайын жоғары және r аз болған
сайын артатынын көрсетеді. Теңдеу (1)
бойынша есептерден су тамшысының
өлшемдерінің 1 тәртіпке өзгеруі (r
=105-тен
r =10-6см
дейін)
қатынасы
екі тәртіпке өзгеретінін байқауға
болады. Теориялық көзқарастан мұнайлы
жүйелерді айдауда жақсы нәтижелерді
олардың бірінші экстремалды жағдайларда
болғанында күтуге (rmіn)
болатынын көрсетеді.
Бірінші экстремалды жағдайға әртүрлі әдістермен қол жеткізуге болады (rmіn):
- әртүлі мұнайларды белгілі бір қатынаста біріктіру (қатынас тұрақтылық факторы бойынша анықталады);
- мұнайлы жүйеге үстемелер енгізу арқылы;
- жүйедегі қысымды өзгерту жолымен (вакуум жасау жолымен);
- әртүрлі типті өрістермен әрекет ету арқылы (механикалық, электрлік).
Әртүрлі мұнайларды жай араластыру және айдауда атмосфералық бөлікте экстремалды жағдайда ашық түсті фракциялардың шығымы 3-5 %-ке, аддитивтілік ережесі бойынша есептеуден алынған мәліметтермен салыстырғанда өсуі мүмкін.
Айдау процесін интенсификациялаудың бірден-бір жолы күрделі құрылымды бірліктерді (КҚБ) активті жағдайға ауыстыру болып табылады, ол мұнай шикізатының әртүрлі табиғатты үстемелерді оптималды концентрацияда енгізу, сонымен бірге белгілі бір қатынаста әтүрлі мұнайларды араластыру жолымен жүзеге асырылады [2].
Активтеуші үстемелер ретінде келесі химиялық және мұнай өңдеу зауыттары жанама өнімдері қолданылады: жоғары ароматтандырылған бензин, пиролиз шайыры бензині, пиролиздік шайыр (ПШ) және де құрамында парафин-нафтенді көмірсутектері бар қума бензин.
Айдау процесін интенсификациялаудың бір жолы мұнай шикізатының құрылымын ароматты үстемелер әсерімен өзгерту болып табылады. Ароматты үстемелер ортаның РН арттырады, ол мұнда көбіршіктер өлшемін және ассоциаттарды өзгертеді. Көбіршіктердің минималды өлшемдері мұнай өнімдерін айдауда КҚБ экстремалды жағдайларының бірін сипаттайды.
Ароматты ортада асфальтендерді диспергаторлармен өңдегенде және еріткенде аиримагнитті орталықтардың концентрациясы төмендейді. Бұл фактор ароматты, асфальтенді және алифатты көмірсутектер арасында дипольдік әрекеттесуді көрсетеді.
Атмосфералық-вакуумдық айдау шикізаты ретінде Қазақстандық кен орындар Маңғышлақ және Мартышы мұнайларының Атырау МӨЗ алынуы қарастырылды, және де ПМӨЗ алынған Батыс Сібір мұнайлары қарастырылды. Атырау МӨЗ жоғары парафинді мүнайлар үшін модификациялаушы үстемелер ретінде пиролизді шайыр (ПШ) - жоғары ароматты жанама өнімдері қолданылды, ал жоғары ароматтандырылған Батыс Сібір мұнайы үшін – керосин және дизелді отынды гидротазалау қондырғысы жанама өнімдері, атап айтқанда жоғары мөлшерде парафин-нафтенді көмірсутектері бар бензин-
қалдық қолданылды.
ММ айдаудағы өнімдер шығымы пиролизді үстеме мөлшеріне байланысты экстремалды өзгереді. Өнімдерді анағұрлым жоғары шығымы (6%, 4% масс.) пиролизді шайырды 1% масса енгізгенде мүмкін болады. Бұл пиролизді шайырдың ароматты көмірсутекті үстемелердің РН ортасының жоғары болуымен түсіндіріледі.
КҚБ құрылымдануында ІІ типінде табиғи жаратылысты майда еритін БАЗ үлкен маңызға ие, ол мұнайды және үстемелерде кездеседі.Мұндай қосылыстар фазалар шекарасы бетіне адсорбциялана отырып беттік керілуді төмендетеді. Ребиндер полярлық теңдеуі ережесіне байланысты беттік керілудің сәйкес теңдеуі сұйық-газ шекарасы бетінде минималды критикалық радиусты көбіршіктердің түзілуіне жағдай жасайды.
Пиролизді шайыр мөлшерінің 1% масс дейін жоғарылату РН ортаны жоғарылатады. Нәтижесінде БАЗ ассоциация дәрежесі төмендеуі және оларды асфальтенді ассоциаттар бетіне адсорбциялануы жүреді, ол олардың молекуласының булы көбіршіктері бетіне жиналуына әрекет етеді және бу-сұйықтық шекарасында беттік керілуінің төмендеуіне алып келеді. Бұл құбылыстар жүйеден көбіршіктердің жобалауына қолайлы жағдай жасайды, және де сольватты қабыршақтың жеке компонетттерінің аластауына жағдай жасайды. Ортаның РН өсуі ІІІ типті үлкен радиусты ядро КҚБ құрылымдануына алып келеді, және де сольватты қабыршақ қабырғасы қалыңдығын төмендетеді. Сондықтан мұнай шикізатының 1%-і пиролизді шайырмен активтелуінде бензин, дизель фракциясы және вакуум газойлінің шығымы сәйкесінше 1,8; 2,5; 1,8 % массаға өседі [ 3].
Пиролиз шайыры үстемесі мөлшерінің (1% жоғары) артуы айдау өнімдері шығымының төмендеуіне алып келеді, ол орта РН әсерінен КҚБ өлшемдерінің кері өзгеруімен байланысты. Сәйкес сольватты қабыршақтың еруі бұзылуға дейін жүреді, ол ІІІ типті КҚБ-ң бірінші экстремалды жағдайға жақындауына және вакуум газойлі шығымының төмендеуіне әрекет жасайды.
Маңғышлақ мұнайының композициясының атмосфералық айдалуында қоспада дистиллятты фракциялардың шығымы аддитивтілігі бойынша ерекшеленеді. Ортаның РН жоғарылауына байланысты БАЗ молекулалары ериді, ол молекулалар ассоциаттар бетіне адсорбцияланған күйде болады. БАЗ молекуладан үлкен құрылымы өлшемдері өсуімен, көбіршік беттеріне беттік керілуді төмендете отырып сольватталады. Ол тікелей айдауда бензин шығымының жоғарылауына алып келеді. Маңғышлақ мұнайы және Мартышы мұнайларын оптималды қатынаста араластырғанда құрылымдалған КҚБ ІІІ типті өзінің максималды мәндеріне жетпейді. Бұл өз бетінде БАЗ артық мөлшерінің сольватталуына алып келеді, ол жүйеден көбіршіктердің аластау процесін тежейді және дистиллятты фракциялар шығымының жеткіліксіз өсуімен аяқталады.
Композиционды мұнайларды активтеуде қолданылатын пиролиз шайырының оптималды мөлшері 1% масс болып табылады, бос мөлшерде бензин, дизель фракциясы және вакуум газойлі шығымдары сәйкесінше 1,5; 1,9;
2,3%-ке өседі.
Мұнай дистилляттарын активтендіру үшін жоғары ароматтандырылған және де құрамында жоғары мөлшерде парафинді көмірсутектері бар үстемелер қолданылады.
Қума бензинмен әртүрлі мөлшерде активтендірілген Батыс Сібір мұнайын атмосфералық айдауда бензиннің ең жоғарғы шығымына 3% масса үстеме қосқанда қол жеткізуге болады. Батыс Сібір мұнайлары үшін жоғары мөлшерде ароматты көмірсутектердің болуы тән, ол дисперсиялы орталықта ортаны жоғары РН қол жеткізуге мүмкіндік береді. БАЗ ассоциациясы дәрежесінің төмендеуі, олардың артық мөлшерінің жүйеден аласталынушы көбіршіктер бетіне сольваттануын тудыра отырып, сонымен бірге ішкі қысымды төмендетеді. Сондықтан бұл барлық құбылыстар дистиллятты фракциялар жүйесінен жағымсыз заттардың толық аластауына кері әрекет жасайды.
Айдалынып жатқан Батыс Сібір мұнайына жоғары мөлшерде парафин-нафтенді көмірсутектері бар (85, 87% масс.) қума бензинді 1% масс дейін енгізгенде, ортаның РН төмендеуі жүреді, ол БАЗ ассоциациясына алып келіп және сонымен бірге олардың көбіршіктер бетіне сольватталуын төмендетеді. Ортаның РН төмендеуі ассоциат бетіне жұқа сольватты қабыршақтың түзілуіне оң әрекет етеді. Батыс Сібір мұнайына қума бензинді одан жоғары мөлшерде (1% масс көп) енгізу тек бензинді фракцияның жоғарылауына алып келеді.
Жоғары парафинді мұнайларды жоғары мөлшерде ароматты көмірсутектері бар жанама өнімдермен активтендіру және де жоғары парафинді мұнайларды парафині аз мөлшердегі мұнайлармен оптималды мөлшерде араластыру және оптималды мөлшердегі үстемелермен активтелген мұнайларды қосымша қосу арқылы активтендіру жолдарымен атмосфералық-вакуумды айдау өнімдері шығымын және олардың сапасын арттыруға болады.
Мұнайлы қоспаның маңызды сипаттамасы – барлық қоспаның қайнау температурасы шегімен және сәйкес таңдамаларда тар фракциялар құраушыларымен анықталатын фракциялық құрамы болып табылады. Мұнайды фракциялық құрамы негізінде (мақсатты фракциялар) мұнайдағы мақсатты өнімдердің потенциалды мөлшері анықталады, ал фракциялық құрам негізінде маңызды эксплуатациялық сипаттамалар есептеледі [ 3].
Мұнай қоспасының маңызды сипаттамасы – барлық қоспаның кайнау температурасы шегімен және сәйкес таңдамаларда тар фракциялар құраушыларымен анықталатын фракциялық құрамы болып табылады. Мұнайды фракциялық құрамы негізінде (мақсатты фракциялар) мұнайдағы мақсатты өнімдердің потенциалды мөлшері анықталады,ал фракциялық құрам негізінде маңызды эксплуатациялық сипаттамалар есептеледі.
Мұнай қоспасының фракциялық құрамы дефлегмациямен, жай айдаумен немесе ректификациямен анықталады, жеңіл фракцияларды айдауды төмен температураларда және жоғары қысымда жүргізеді, орта фракцияларды атмосфералық қысымда, ауыр фракцияларды вакуумда айдайды. Айдау үшін әртүрлі мақсаттағы аппараттарды қолданады: Энглер, Богданов, АРН-2 және
басқалар.
Жеңіл мұнай өнімдері фракциялық құрамын хромотографиялық әдіспен анықтауға болады. Бұл әдіс фракциялық құраммен қатар бензин фракциясы жеке көмірсутектері құрамын анықтайды, сонымен бірге талдау уақытын қысқартуға мүмкіндік береді.
Өндіріске өңдеудің жаңа процестерінің енгізілуіне байланысты, және демұнай өнімдері ассортименті мен олардың сапасына қойылатын талаптардың өзгеруіне байланысты. Мұнайды мақсатты қолдану және оны жақсарту бағдарламасын қайта қарау керек болады. Мұнайды қолданудың кеңейтілген бағдарламасында мұнайды айдаудың қисығын анықтау, фракция шығымының қайнау температурасына байланыстылығын анықтау және сапасын анықтаушы параметрлерді: қаныққан бу қысымы, күкірт мөлшері, асфальтендердің шайыры, силикагельдер, парафиндер мөлшері, қышқылдық саны, кокстелуі, күлділігі, элементтік құрамы, отындық фракциялардың негізгі эксплуатациялық қасиеттері (бензиндер, керосиндер, дизель отындары), топтық көмірсутектік құрамы, дистилляттық және қалдық шығымы және сапасы т.б. анықтау қарастырылады [ 4].
Мұнай сапасының негізгі сипаттамалары – айдау қисықтары, ИТК қисықтары, тығыздығы, молекулалақ салмағы, тұндыру температурасы, тигельдегі салынған мұнайдың тұтану температурасы болып табылады. Бұл үшін мұнайды АРН-2 аппаратына 3%-ті фракциямен атмосфералық-вакуумдық ректификациялауға тартады, одан соң онда талдау жүргізеді.
Мұнай өңдеудің оптималды нұсқаларын таңдауда таңдалынған аналитикалық тәуелділіктерді қолданған жөн. 200-ден 3000С дейінгі аралықтағы әртүрлі мұнайлар үшін жеңіл фракцияларды анықтау үшін шығымды және мұнай тығыздығы арасындағы корреляциялық байланысты қолдануға болады.
Келтірілеген тәуелділіктер мұнайдың фракциялық құрамы үшін шешуші мәндерге мұнай тығыздығы әрекет ететінін көрсетеді.
Мұнайдан ашық фракцияларды (350-3600С-қа дейінгі фракциялар) алу тереңдігін жоғарылату – мұнайды өңдеуді тереңдетудің заманға сай үрдістерімен байланысты, парафин өндірісі үшін шикізат ретінде дизель отыны құрамы бойынша мұнайды алғашқы айдау технологиясының маңызды міндеті болып табылады. Қума бөлу дәлдігін жоғарылату да мұнай өңдеу технологиясының маңызды міндеттерінің бірі болып табылады, себебі дистиллятты фракциялардың негізгі сапасы дистилляттардың фракциялық құрамына байланысты болып табылады.
Атмосфералық айдауда мұнайды дистиллятты фракцияларға және мазутқа бөлу негіздері бойынша фракциялардың ауырлауы бойынша бөлу дәлдігі нашарлайды. Нәтижесінде бөлінуші фракциялардың салыстырмалы ұшқыштығы және флегма саны төмендейді. Атмосфералық айдауда барлық жылу колоннаға шикізатпен бірге келетін болғандықтан, ректификация дәлдігін және ашық фракцияларды алу тереңдігін арттыру үшін шикізаттың берілуін арттырады, соның арқасында максималды қыздыру есебінен және колоннадағы қысымның төмендеуінен ауыр көмірсутектердің термиялық тұрақтылығы атмосфералық айдауда мұнайды, бензинді, керосинді және дизель фракцияларын мұнай құрамын өзгертпей алу үшін 350-3600С –қа дейін қыздыруға мүмкіндік береді [2].
Мұнайды алғашқы айдау. Мұнай өте күрделi парафиндер, нафтендер, ароматтыжәне аралас көмірсутектердің бiр-бiрiнде еритiн, молекулалық массасы және қайнау температуралары әртүрлiқоспалардан тұрады. Оны бiрегей жеке компоненттерге бөлу мүмкiн емес және ондай бөлу мұнай өнiмдерiн өндiрiсте пайдалануда қажет емес те. lс жүзiнде мұнайды көмiрсутектерiнiң фракцияларына және топтарына бөледi де, олардың химиялық құрамын өзгерту мақсатында өңдейдi. Мұнайды өңдеу алғашқы (бiрiншi) және екiншi процестерге бөледi. Алғашқы процестерiне мұнайды қайнау шектерiмен бiр бiрiнен айырмашылығы болатын фракцияларға бөлудi, ал екiншiге- термиялық пен термокаталитикалық өңдеу процестерiн, тағы да мұнай өнiмдерiн тазалауды жатқызады.
Мұнайды алғашқы өңдеудегi негiзгi алғашқы немесе тура айдау болып саналады, оны дитилляция мен ректификация қолданып жүргiзедi.
Дистилляция. Дистилляция немесе айдау деп - сұйықтықтардың өзара еритін қоспасынбiр-бiрiнен және бастапқы қоспадан да қайнау температурасымен айырмашылығы болатын фракцияларға бөлу процесiн айтады. Айдау процесiне 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 [ 2].
Үздiксiз жұмыс iстейтiн қондырғылардың өндiрiстiк процестерінің негiзiн мұнайды бiр қабат және көп рет буландыру құрайды. Бiр қабат буландыру мен айдауды мұнайды белгiлi температураға дейiн қыздырады да, бу фазасына өткен барлық фракцияны сұйық фазада бiр рет сеператорда бөледi.
Фазаны бөлу процесiн көп рет жүргiзуде бiр қабат буландыруды бiрнеше рет қайталайды. Мысалы, мұнайды көп рет буландыруды, ал алғашқысын одан жеңiл бензин фракциясын алатындай температураға дейiн қыздырады да, оны сұйық фазадан бөлiп алады. Екiншi сатысында қалған сұйық фазаны жоғарылау температурада, мысалы 3500С қыздырып, одан ауыр бензин, реактив және дизель отындарын бөледi. Мұның қалдығын гудрон дейдi. Яғни мұнайды бiртiндеп көп рет қыздырып, буландырып, әр кезде бу фазасын сұйықтан айырады.Түзiлген бу және сұйық фазаларды колонналарда ректификациялайды. Сонымен мұнайды өндiрiстiк процестерi бiр рет пен көп рет буландыруымен айдаудың жалғасуына және бу мен сұйық фазаны одан әрi ректификациялауға негiзделген.
Бiртiндеп буландыруда қыздырудың нәтижесiнде түзiлген бу айдау аппараттынан үздiксiз шығарылып отырады. Бiртiндеп буландыруды мұнайды лабораторияда колбадан, кубтан айдау тәжiрибесiнде қолданылады, ал өндiрiсте мұнайды ертеректе куб қондырғыларында қолданып келсе, қазiр оларды пайдаланбайды.
Бiр рет буландыру процесiнiң бiртiндеп буландырудан артықшылықтары бар. Бiр рет буландыруда төменгi қайнаушы фракциялар буға айналып, аппарат iшiнде қалады да, жоғары қайнаушы фракциялардың сыбағалы қысымын төмендетедi. Бұл айдауды салыстырмалы төмен температурада жүргiзуге мүмкiндiк бередi [ 4].
Бiртiндеп буландыруда керiсiнше жеңiл фракцияларды алдымен бөлiп алады, ал ауырларын соңынан бөледi. Сондықтан буға айналған және аппараттан бөлiнген жеңiл фракциялар ауыр фракциялардың қайнау температурасына әсер етпейдi. Жеңiл фракциялардың әсерi арқасында бiр рет буландыруды пайдалана отырып, бiртiндеп буландыруға қарағанда, айдалатын шикiзаттың температурасын 50-1000С төмендетуге болады. Қазiр мұнайды айдау қондырғыларында бiр рет буландыруды көп пайдаланады.
Мұнай құрамында атмосфералық қысымда 400-5000С және одан да жоғары температура аралығында қайнайтұғын көмiрсутектердiң болатындығы, 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 температурасын төмендету үшiн су буын да пайдаланады, мұнда оның әсерiмен көмiрсутектердiң сыбағалы қысымы төмендейдi.
Сонымен мұнайды бiр рет буландырумен айдауда түзiлген бу фазасы сұйық фазамен тепе-теңдiкте болады және оларды белгiлi бiр температурада бөледi. Мұнда бу фазасымен сұйық фазасының температурасы бiрдей болады. Бiр рет айдаудағы мұнайдың фракцияға дәл бөлiнуi көп рет және бiртiндеп буландыруға қарағанда көп төмен.
Әрбiр осындай процестерде түзiлген бу сұйық қалдықтардан бөлiнедi, соңғысы одан әрi қыздырылады да, түзiлген булар тағы да сұйық фазадан бөлiнедi; сөйтiп мұнай белгiлi бiр санды қыздырылады.
Көп рет буландырумен айдауда алдымен қоспаны белгiлi бiр температураға дейiн қыздырады, осының нәтижесiнде булар мен сұйықтың қоспасы түзiледi, келесі формулалар бойынша есептелінеді
L=R-D (2)
R=L(1-e) (3)
мұнда L-бастапқы қоспа мөлшерi;
R және D-тиiсiнше сұйық және бу фазасының мөлшерi;
e-температурада айдалу үлесi.
Егер буды сұйықтықтан бөлiп, соңғыны t2 температураға дейiн қыздырса,
онда жүйе I2 нүктемен сипатталады да 1 сурет бойынша, сұйық фазаның мөлшерiR2 мынадай формуламен есептелінеді
R2=L(1-e1)(1-e2) (4)
мұнда e2-сұйық қалдықты екiншi қыздырғандағы айдалу үлесi.
Сонымен t2 температурада және бiр рет буландыруда барлық қоспа бу фазасына ауысады, ал екi рет буландыруда шикiзаттың бiр бөлiгiR2 мөлшерiнде сұйық қалпында қалады. Мұнайды және оның фракцияларын алғанда осындай құбылыс орын алады [ 4].
1- сурет - Мұнайды және оның фракцияларын құбылысы
Егер мұнай фракциясына бiр рет буландырумен (ББ) және дәл ректификациялаумен(ШҚТ) айдаудың қисық сызықтарын салса, онда ББ қисық сызығының бастапқы қайнау температурасы жоғары, ал соңғы қайнау температурасы ШҚТ қисық сызығына қарағанда төмен екендiгi байқалады
2- суреттен сол мұнайға, айдау үлесi с > 0,30 болғанда, бiр рет буландыруда қыздыру температурасы бiртiндеп буландырумен салыстырғанда (бiрдей мөлшерде дистилляттар алу жағдайында ) төмен екендiгi де көрiнiп тұр. Сондықтан мұнайды бiр рет айдауда шикiзатты қыздыруға, бiртiндеп буландыруға қарағанда, жылу аз шығарылады. Бiр рет буландырудың тағы бiр ерекшелiгi - мұнайды мүмкiн болған 350-3700С температураға дейiн қыздырғанда (одан жоғары температурада ол ыдырай бастайды), көп рет немесе бiртiндеп буландырумен салыстырғанда, өнiмдердiң көбiсi бу фазасына өтедi. Мұнайдың 350-3700С жоғары қайнайтұғын фракциялар алу үшiн вакуум, су буын немесе вакуум мен су буын бiрге пайдаланады.
2 – сурет - Мұнайды айдаудың ШҚТ және
