1 Мұнайды тұрақтандыру қондырғысының технологиялық параметрлерін автоматты бақылау

1.1 Мұнай мен мұнай өнімдерінің негізгі физика-химиялық қасиеттері

Мұнай - сұйық каустобиолеттср катарына жататын табиғи ішкі зат. Мұнай ^_ ашық сары, жасыл және қоңыр қошқыл. кейде қара түсті болып келетін, өзіне тән иісі бар, ультракүлгіп сауле жарығын шығаратын сұйықтық. Оның түсі құрамындағы элементтерге байланысты. Кей жағдайларда түсі ақшыл мұнай да кездеседі, мысалы: Әзірбайжан мемлекеттеріндегі [8] Сурахаиа кен орнынан ақтүсті мұнай өндіріліп келеді. Генетикалық тұрғыдан алғанда мұнай шөгінді тау жыныстары орталығында пайда болған, басқаша айтқанда мұнай тектерінің езгерістсрге ұшырауынан пайда болған органикалық заттардың қалдығынан өз алдына көшу (миграция) арқылы шоғырланып жиылған табиғи концентрат болып саналады.

Мұнайды өңдеудің әдістерінің және тауарлы мұнай өнімдерінің, шаруашылықтың әртүрлі саласында пайдалануының негізін физика-химиялық процестер құрайды. Осы процестерді басқару үшін мұнай фракцияларының, олардың құрамына кіретін көмірсутектерінің және басқа шикі заттағы органикалық қосылыстардың физикалық және физика-химиялық қасиеттерін терең білу қажет.

Тығыздық. Мұнай мен мұнай өнімдерін сипаттауға абсолюттікті де, салыстырмалы тығыздықты да пайдаланады. Іс жүзінде негізінен салыстырмалы тығыздықты анықтайды, ол өлшемсіз, бірдей көлемдегі мұнай өнімінің массасының су массасына 4⁰С қатынасына тең. МССТ-да мұнай өнімдерінде 20⁰С өлшенген тығыздық көрсетіледі және ол деп белгіленеді. Кейбір елдерде тығыздықты анықтауға стандартты температура есебінде мұнайға да, суға да 15⁰С алынады да деп белгіленеді.

Тығыздыққа кері мәнді – сыбағалы көлемді мұнай мен мұнай өнімдерінің резервуарлардағы мөлшерін өлшеу үшін көп қолданады. Сыбағалы көлемді см³/г және м³/т өлшейді. Тығыздықты анықтаудың стандарты есебінде пикнометрлік және ареометрлік әдістері (МССТ 3900-85) қолданылады.

Мұнай өнімдерінің қайнау аралық температурасының өсуімен олардың тығыздығы көбейеді. Температураның өсуімен мұнай өнімдерінің тығыздығы кемиді де, ал сыбағалы көлемі өседі. Көптеген мұнай өнімдеріне (әсіресе парафині аздарға) тығыздықтың температураға байланыстылығы тура сызықты заңдылықпен өзгереді, Д.И.Менделеевтің тапқан формуласына сәйкес төмендегідей:

(1.1)

мұнда - мұнай өнімінің берілген температурадағы салыстырмалы тығыздығы; - стандартты температурадағы (20⁰С) мұнай өнімдерінің салыстырмалы тығыздығы; - температураның бір градусқа өзгергендегі тығыздықтың өзгеруіне енгізілетін түзету.

Тұтқырлық. Мұнай және мұнай өнімдерінің тұтқырлығы немесе ішкі үйкелісі химиялық және фракциялық құрамға байланысты. Кинематикалық және динамикалық тұтқырлық болады. Кинематикалық тұтқырлықты динамикалық тұтқырлықтың, сұйықтың тығыздығына қатынасы есебінде, бірдей температурада анықтайды, өлшемі м²/с.

Шартты тұтқырлық (ШТ) деп 200см³ сынаушы мұнай өнімінің вискозиметрден сынау температурасында ағу уақытының 20⁰С 200см³ дистилляицияланған судың ағу уақытына қатынасын айтады. ШТ – салыстырмалы көрсеткіш (сондықтан да өлшемсіз) және шартты градуспен (⁰ШТ) беріледі. Шартты тұтқырлық тағы да Сейболт және Редвуд секунттарымен де беріледі (Сейболт және Редвуд вискозиметрлерінде өлшенеді). Шартты тұтқырлықты көбінесе тұтқыр ауыр мұнай өнімдеріне анықтайды.

Тұтқырлыұты температураға байланысты берілген мұнай өнімінің қисық сызықты болып келеді. Осы байланысты көрсететін әртүрлі эмпирикалық теңдеулер белгілі. Ең көп тараған Вальтер формуласы:

lglg(v_t-a)=A-BlgT (1.2)

мұнда а=0,6; А және В – тұрақтылар.

Тұтқырлық индексі – мұнай өнімдерінің кинематикалық тұтқырлығының 50 және 100⁰С қатынасы. Тұтқырлық индексі мұнай майларының пайдалану қасиеттерін сипаттайды. Егер температураның өзгеруімен майлаушы майлардың тұтқырлығы аз өзгерсе, онда оның тұтқырлық индексі жоғары және соғырлым оның сапасы жақсы болады. Тұтқырлық индексі мұнай өнімдерінің топтық көмірсутек құрамына және көмірсутектердің құрылымына байланысты. Ең көп тұтқырлық индексі парафинді көмірсутектеріне, ең аз – қысқа тізбекті көп сақиналы ароматикалық көмірсутектерге тән.

Молекулалық масса. Молекулалық масса - мұнай мен мұнай өнімдерінің өте маңызды сипаттамасы. Бұл көрсеткіш мұнай фракциясының заттарының «орта» молекулалық массасының мәнін көрсетеді және мұнай өнімдерінің құрамы жөнінде қорытынды жасауға мүмкіндік береді. Оны мұнай өңдеу аппараттарын есептеуге қолданады. Молекулалық масса өнімдердің қайнау температурасына байланысты және молекулалық рефракцияны, парохорды (мұнай фракцияларының химиялық құрамын сипаттайтын эмпирикалық байланыс) анықтауда пайдаланады. Мұнайдың бірінші сұйық көмірсутегі пентанның молекулалық массасы 72-ге тең. Ал мұнайдың шайыр заттарының молекулалық массасы 1500-2000 жетеді. Көп мұнайдың орта молекулалық массасы 250-300 аралығында болады. Мұнай фракцияларының аралық қайнау температурасы өскен сайын, олардың молекулалық массасы (М_орт) 90-нан (50-100 ºС фракцияларға) 480 дейін (550-600 ºС фракцияларына) өседі.

Мұнай өнімдерінің молекулалық массасын анықтауды, жеке заттардыкі сияқты, әр түрлі әдістермен жүргізеді, бұл олардың қасиетінің әртүрлілігін көрсетеді. Бір өнімнің молекулалық массасын анықтау тәсілі екінші өнімнің осы көрсеткішін анықтауға жарамайтыны жиі кездеседі. Аналитикалық тәжірибеде криоскопия, эбулиоскопия және сирегірек осмотикалық әдістер қолданылады.

Мұнайдың электр тогын өткізу қасиеті. Сусыз мұнай және мұнай өнімдері диэлектрлі қасиет көрсетеді, яғни электр тогын өткізбейді. Мұнай өнімдерінің салыстырмалы диэлектрикалық тұрақтысының Е мәні 2 шамасында, бұл шыны (Е=7), фарфор (Е=5-7), мрамор (Е=8-9) сияқты изоляторларға қарағанда 3-4 есе кем. Сусыз таза мұнай өнімдерінің электр тогын өткізгіштігі өте төмен. Мысалы, қатты парафиндер электротехникалық өндірісте изолятор есебінде қолданылады, ал арнайы мұнай майлары (трансформатор, конденсатор) – электро- және радио өндірістерінде трансформаторларға, конденсаторларға және басқа аппараттарға құюға пайдаланады. С-220 маркалы жоғары вольтті изоляцияға арналған майды жоғары қысымды кабельдерде толтыру үшін пайдаланады. Барлық жоғарыда келтірілген жағдайда, мұнай майлары ішінара жылуды бөліп жіберу мақсатында пайдаланады.

Мұнай өнімдерінің жоғарғы диэлектрикалық қасиеті олардың бетінде статикалық электр тогының зарядтарының жиналуына көмектеседі. Олардың разряды ұшқын шығаруы, ал сондықтан мұнай өнімдерінің жануы, осының нәтижесінде, өрт және қопарылыс болуы мүмкін. Статикалық электр тогының түзілуі әртүрлі себептерден болуы мүмкін. Мысалы, мұнай өнімдерін мұржамен айдағанда үйкелістен немесе сұйық ағынның мұржаның қабырғасына соғылуының нәтижесінде, кейбір кездерде өте жоғарғы кернеулі заряд пайда болады. Мұндай статикалық электр тогының жиналуымен күрестің ең тиімді әдісі аппараттардың, тораптардың, мұржа бойындағы барлық металл бөлшектерін жерге жалғастыру болып саналады.