Т.ғ. к., аға оқытушы Жунусова Э. Б., магистер, оқытушы Себепкалиева Н. Н

10-Сурет. Беткі конденсатор құрылғысының сызбасы.

Сепараторлардың кеңістікте орналасуына байланысты келесі түрлерге бөлінеді: тік; көлденең; гидроциклонды. Пішіні бойынша: цилиндрлік; сфералық аппараттар. Фазалардың саны бойынша: екі және үш фазалы. Жұмыс қысымына сәйкес: 0,6 МПа дейін; 0,6-дан 2,5 МПа-ға дейін; 2,5 МПа-дан жоғары.

Электродегидраторлар әдетте, блокты айырғыш-деэмульсаторлардан кейін орнатылады. Отандық және шетелдік электротұзсыздандырғыш қондырғыларының (ЭЛТҚ) жұмыс істеу тәжірибесі көрсеткендей ең тиімді және үнемдісі көлденең жасалған (горизонталды) электродегидраторлар болып табылады.

Құрамында реагент-деэмульгаторы және 10%-ға дейін тұщы суы бар қыздырылған мұнай эмульсиясы диаметрі 3,4 м электродегидраторға ағынның аппараттың түгел қимасы бойынша біркелкі таралуын қамтамасыз ететін тарату коллекторы 3 арқылы беріледі. Көлденеңді электродегидраторларда эмульсия өңдеудің үш аймағы арқылы өтеді.

Бірінші аймақта эмульсия тұнған су қабаты арқылы өтеді, судың деңгейі автоматты түрде тарату коллекторынан 20-30 см жоғары ұсталып тұрады. Бұл жерде эмульсия сумен шайылады, нәтижесінде ол құрамындағы қабат суларының негізгі бөлігінен айырылады. Одан соң эмульсия баяу жылдамдықпен тік бағытта жоғары көтеріліп, алдымен тұнған су деңгейі мен төменгі электрод 2 арасындағы кернеулігі төмен электр өрісінде, содан соң 2 және 1 электродтардың арасындағы жоғары кернеулік аймағында өңделеді. Электр өрісінің әсерінен мұнайдың құрамындағы су тамшылары поляризацияланады да, өзара бір-біріне тартылып, коалесцерленіп, іріленеді және шөгеді. Сусыздандырылған және тұзсыздандырылған мұнай аппараттың жоғарғы жағынан, ал бөлінген су төменгі жағынан шығарылады.

Сораптар. Сорап дегеніміз - сұйықтықты жылжытуға және оған энергия беруге арналған машина. Жумыс жасап тұрған сорап сұйық ағынын қозғалыстан түсетін механикалық энергияны потенциалдық, кинетикалық және жылу энергиясына айналдырады. 
Сұйық ағынының гидравликалық энергиясын механикалық энергияға айналдыратын машиналарды қозғалыстар деп айтады. Сораптың жумысын сипаттайтын негізгі параметрлер -бұл беріліс, арын, қысым, энергия. Беріліс дегеніміз - белгілі бір уақыт аралығында өтетін сұйықтықтың немесе газдың көлемі. Ол көлемдік және салмақтық болып белгіленеді. Поршеньді және роторлы сораптарды пайдаланғанда қысым үлкен болады, беріліс төмен болады. Осьті сораптарда беріліс үлкен, қысым төмен болады. Сораптардың түрлері:

-аксиал-поршеньдi сорғы (Насос аксионально-поршневой) — ротордың айналмалы қозғалысынан және поршеньнің ерсілі-қарсылы қозғалысынан энергия алатын роторлы сорғы. Сору қысымы 30 МПа дейін. Аксиал-поршеньдi сорғы гидроберілістерде, күштік бақылау жетектерінде қолданады;

- екі қалақты сорғы (насос каловратный) — жұмысшы органдары айналмалы қозғалатын роторлы сорғы. Роторда орналасқан сорғының екі қалағы арқылы орындаушы механизмдерге сұйықтық беріліп отырады;

- көлемдік сорғы (Насос объемный) — сорғының сұйықтық шығатын бөлігінде орналастырылып, сол камерадағы сұйықтықтың көлемін өзгертетін құрылғы. Қозғалтқыш жетегінің қуаты сақтық клапанныңкөмегімен максималды түрде тұрақталып тұрады;

- қоректендiргiш сорғы (Насос питательный) — бу қазандарына суды жеткізу процестерінде қолданылады. Қоректендіргіш сорғы электрлі поршеньді сорғылар ретінде қолданылады;

- тiлiмшектi сорғы (Насос пластинчатый) — жұмысшы органдары ерсілі-қарсылы қозғалатын айналмалы роторлы сорғы. Роторда орналасқан сорғының тілімшектері арқылы орындаушы механизмдерге сұйыктық беріліп отырады;

- радиал-поршеньдi сорғы (Насос радиально-поршневой) — ротордың айналмалы қозғалысы мен поршеньнің ерсілі-қарсылы қозғалысынан механикалық энергия алатын роторлы сорғы;

- радиал-поршеньдi сорғы қысымы жоғары гидрожүйелерде қолданады;

- тiстегергiштi сорғы (Насос шестеренный) — жұмыс органы екі тістегергіштен тұратын роторлы сорғы; Тiстегергiштi сорғыда сұйықтықтың үлкен қысым мөлшерін реттеп отыратын сақтық клапаны орналасқан.

1. 
   ЭЛОУ-АВТ–6 қондырғысының атмосфералық айдау блогының принциптік технологиялық схемасын келтіріңдер.
   
2. 
   Мазутты вакуумды айдау процесінінің ерекшелігі мен сипаты қандай?
   
3. 
   Вакуумды газойлдің сапасына қойылатын талаптар қандай және олар қалай сақталады?
   
4. 
   ЭЛОУ-АВТ–6 қондырғысының вакуумды айдау блогының принциптік технологиялық схемасын келтіріңдер.
   

НӘ 6 ҚӘ 4

2. Мұнай мен газды алғашқы өңдеу процестерінің аппараттары мен жабдықтары.

Тік электродегидратор- диаметрі 3 м, биіктігі 5 м және көлемі 30 м³ болатын цилиндр пішіндес ыдыс (12-сурет). Оның ішінде электродтар, яғни форфорлы изоляторда ілініп тұрған металл пластиналар орналасқан. Ток электродтарға әрбіреуі 5 ква (киловольтамперметр) қуатпен 2 күшейткіш трансформатор арқылы беріледі. Электродтар арасындағы кернеу 15-тен 33 кв-дейін барады.

Электродигидраторға шикізат тік, ось бойымен монтаждалған, дегидратордың биіктігінің жартысында головкамен аяқталған труба арқылы енеді. Өңделген мұнай электродегидратордың жоғарғы бөлігінің ортасы арқылы, ал қалған су төменгі бөліктің ортасы арқылы шығады.

Тік электродегидратордың кемшілігі: оның төмен өнімділігі мен жоғары температураның жетіспеушілігі болып табылады. Төмен өнімді болғандықтан ЭЛОУ қондырғыларына 6-12 аппаратты параллель қосуға тура келді.

1955-1970 жылдары құрылған қуатты электр тұзсыздандырғыш қондырғыларында сыйымдылығы 600 м³ және диаметрі 10,5 м болатын шарлы электродегидраторлар қолданылады (13-сурет). Мұндай дегидратордың өнімділігі 300-500 м³/сағ. Жалпы ол тік электродегидраторға ұқсас, айырмашылығы тек 1 головка, 1 жұп электродтың орнына олар үш үштен.

Тік электродегидраторға қарағанда шарлы электродегидратор өнімділігі 10-15-ке артық болады. Сонымен қатар олар жоғары қысымда жұмыс істей алмайды. Есептелген қысымның жоғары болуы металдың шығынына әкеп соғар еді.

Соңғы жылдары бізде және шет елдерде көлбеу электродегидраторлар кеңінен қолданыла бастады (14-сурет). Мұндай аппараттың құрылысы 18 ат қысымға және 140-160 ға есептелген. Олардың диаметрі 3-3,4 м және көлемі 80-160 м³. Қысым мен температураның жоғары болуы сусыздандыру мен тұзсыздандыру процесінде үлкен рөл атқарады. Мұнда электродтар аппараттың ортасына шамалас жерде орналасқан. Олардың ара қашықтығы 25-40 см.

Көлбеу электродегидраторларға шикізатты енгізу аппатарттың бойында көлбеу орналасқан маточник арқылы беріледі. Аппаратқа түскен мұнай тұнған судың қабатына түседі, сосын электрод аралық кеңістікке, электродтар асты аймағына, сосын электродтар беті аймағына түседі. Дегидратордың жоғарғы бөлігінде өңделген мұнайдың шығыс коллекторы орналасқан. Мұнай аппаратқа енгенде қалған су құрамына барып, кейін электродтар астына, арасына, сосын үстіне орналасады. Бұл құрылысының артықшылығы: мұнайдың ұзақ уақыт бойы өңделуінде. Мұнымен қоса суды тұндыру шарттары жақсарады.

Сонымен қатар көлбеу электродегидраторда су тамшыларының көп бөлігі, күшті электрлі зонаға түспестен бұрын мұнайдан бөлінеді. Сондықтан құрамында суы көп мұнайды, электродтар арасындағы ток күшінің көбеуіп кетуінен қорықпай өңдеуге болады.

Әр түрлі құрылысты электродегидраторлардың тиімділігін салыстырғанда көлбеу аппаратардың пайдалы екенін көрсетуде. Көлбеу электроде-гидраторлардың өнімділігі шарлы электродегидраторға қарағанда 2,6-ға көп, ал металл шығыны-25% кем.

12-Сурет. Тік электродегидратор

1 - корпусы; 2 - электродтар; 3, 4 - жекешелендіргіш; 5 - трансформаторлар; 6 - манометр;

7 – белгі бергіш шамдар; 8 – бөлгіш головка; 9 - өлшегіш шыны.

13-Сурет. Шар тәрізді электродегидратор

14-Сурет. Көлбеу электродегидратор ЭГ типті

Мұнайға сонымен қатар сілті қосылады, олар тұзсыздандыру кезінде нейтралды немесе аз сілтілі ортаны тудыру үшін қажет. Бұндай ортада деэмульсация процессі тездетіледі, электродегидраторлардағы ток күші және аппараттар коррозиясы азаяды. Сілтінің шығыны 1 тонна мұнайға 50 г келеді.

Мұнай мен газды алғашқы өңдеу процестерінің аппараттары мен жабдықтары. Ректификациялық коллона деп арнайы қондырғылармен –ректификациялық табақшалармен немесе насадкамен – қамтамасыз етілген вертикаль цилиндр тәріздес мұнайды айдап өңдеуге арналған аппаратты айтады. Табақшалар мен насадка колоннаның бойымен көтерілетін будың төмен қарай ағатын сұйықпен тығыз жанасуын қамтамасыз етеді.

Ректификациялық колоннаның жоғарғы жағынан төмен жатқан тәрелкелерге үнемі сұйық (флегма) ағып түсіп жатады. Дайын өнімнің бір бөлігі (ректификат) конденсацияланғаннан кейін байытылған сұйық (суармалау) түрінде жоғарыдағы тәрелкеге қайтарылып отырады. Колоннаның төменгі жағынан бу үздіксіз жоғары қарай көтеріліп отырады. Колоннада бу ағымын үнемі тудырып отыру үшін колоннадан шығарылатын қалдықтың бір бөлігі қыздырылып буға айналдырылады да колоннаға кері қайтарылып отырады.

Мазутты вакуумды айдау - Мазутты төмендеу қысымда – 10-40 мм с.б.-нан төмен қысымда атмосфералық-вакуумдық қондырғының (АВҚ) вакуумды блогында жүргізіледі. Атмосфералы қысымда мазутты айдау тиімсіз, өткені мазуттың қайнау температурасы 400-450̊C-тан жоғары және бұл жағдайда оның газдар мен кокс түзілу процесі жүреді. Жоғарыда айтып кеткендей-төмен қысымда сұйықтықтың қайнау температурасы да төмендейді. Сондықтан мазуттың қайнау температурасын төмендету үшін оны вакуумда айдайды. Мазуттың вакуумды айдау процесі екі схема бойынша жүргізіледі:

-бір ретті буландыру және фракцияларды бір колоннада бөлу схемасы

-екі ретті буландыру және айдалатын фракцияларды екі вакуумды колонналарда бөлу схемасы.

Мазуттың вакуумды өңдеу нәтижесінде вакуумды газойль немесе май фракциялары және қалдық ретінде – гудрон түзіледі.

350-500̊C айдалатын вакуумды газойль алу мақсатында бір реттілік айдау жеткілікті болып саналады. Май өндіру шикізаттың ол үшін мазутты айдағанда екі колонналы вакуумды схема іске асырылады. Бірінші колоннада кең майлы фракциясын алады екіншісінде оны екіншілік айдау арқылы жіңішке май фракцияларына бөліп шығарады.

Атмосфералық колоннадан 310-315̊C температурадығы мазутты сорап арқылы қыздырғыш пешке жіберіледі, 410-420̊C-қа дейін қыздырып, вакуумды колоннаға жөнелтеді. Бұл колонада кең фракция мен ауыр фракция – гудрон бөлінеді. Май фракцияларын алғанда кең фракция жылуалмастырғыштарда гудронның жылуымен қосымша қыздырып вакуумдық колоннада жіңішке фракцияға ректификация арқылы бөлінеді. Вакуумды қондырғыда арнайы сораптардың көмегімен вакуум түзіледі.

Орташа вакуум (680 мм с.б.дейін) түзу үшін бір сатылы эжекторлар пайдаланады. Тереңдеу вакуум (40-70 мм с.б.дейін) көп сатылы аралық конденсаторлары бар булы эжекторлар арқылы түзіледі.

Сепараторлар. Мұнай мен газ сепараторы сұйықтықтардың әртүрлі тығыздығына байланысты мұнайды ілеспе газдан бөлетін (немесе судан мұнайды бөлетін) құрылғы болып табылады. Горизонтальды, тік және гидроциклонды сепараторлар бар. Мұнай сепараторларын қолданудың негізгі бағыттары - мұнай-химия, мұнай өңдеу және мұнай эмульсияларын бөлу қажет болатын басқа салалар.

Жылуалмастырғыштар. Мұнайды өңдеуде, мұнайхимиясында, химияда, газды және іргеліс өндірістердің негізгі түрлерінің техникалық қондырғысы және барлық қондырғының шамамен 30-40% құрайтын жылу алмасу аппараттары құрайды. Жылу алмастырушы аппараттары мұнай өңдеу зауытында және мұнай – химия өндірісінде жылудың ыстық ағындары мен жылытудың, салқындаудың, конденсацияның, салқындаутудың, буланудың, кристалдануды, балқудың регенрациясы үшін қолданады.

2. Мұнай мен газды алғашқы өңдеу процестерінің аппараттары мен жабдықтарының қандай түрлерін білесіздер?

1 Ректификациялық колонналар мен қолданылатын табақшалар түрлері.

2. Ректификациялық колоннаның материалдық және жылулық тепе-теңдігі.

3. ИТК, ОИ қисығын тұрғызу.

4. Колоннаның температуралық режимін реттеу әдістері (қысымы, температурасы, және төменгі бөлігіне жылу беру әдістері).
Ректификациялық колонналар мен қолданылатын табақшалар түрлері. Ректификациялық колонналар: Қарапайым және күрделі қоспаларды айдау периодты немесе үздіксіз әрекет ететін колонналарда жүзеге асырылады. Периодты немесе үздіксіз әрекет ететін колонналар. Периодты әрекет ететін колонналар фракциялардың көп мөлшерін және жоғары ажыратымдылықты бөлуді таңдау қажет болғанда, аз қуатты қондырғыларда қолданылады. Осындай бір қондырғының компоненттері ректификациялық колонна, айдау кубы, конденсатор, салқындатқыш және сыйымдылық болып табылады. Процестің периодтылығы үлкен жылуды тұтынуға, еңбек өнімділігін төмендетуге және жабдықтардың тиімділігін төмен пайдалануға әкелді. Үздіксіз жұмыс колонналары бар қондырғыларда бұл кемшіліктер болмайды. Пентан қоспасын бөлуге арналған принциптік сызбасы. Қондырғы шикізат жылытқышынан, айдау колоннасынан, жылуалмастырғыштардан, конденсатор-салқындатқыштан және қайнатқыштан тұрады.

Алынған өнімдердің санына байланысты, көпкомпонентті қоспаларды бөлу кезінде қарапайым және күрделі ректификациялық колонналарға бөлінеді. Біріншісінде, ректификация кезінде екі өнім шығарады, мысалы, бензин мен жартылай мазут. Екіншісі үш немесе одан да көп өнім алуға арналған. Олар әрқайсысы кіретін қоспаны екі компонентке бөлетін тізбектей жалғанған қарапайым колонналардан тұрады. Әрбір қарапайым колоннада айдау секциясы және концентрация секциясы бар. Айдау немесе тұрақтандыру секциясы шикізаттың кірісінен төмен орналасқан. Бөлу үшін шикізат берілетін тарелкалар қоректендіру тарелкалары деп аталады. Бұл секцияның мақсатты өнімі - ректификат булары болып табылады. Ректификациялық колоннаның қалыпты жұмысы үшін орошение колоннаның концентратор секциясының үстіне және қазандықтың немесе өткір будың жылуы арқылы айдау секциясына жеткізілуі керек. Жоғары көтерілетін булар және төмен ағатын сұйықтық (флегма) арасындағы жанасуды қамтамасыз ететін ішкі құрылғыға байланысты ректификациялық колонналар насадкалы, тарелкалы, роторлы және т.б. болып бөлінеді. қысымға байланысты жоғары қысымды, атмосфералық және вакуумды колонналар болып бөлінеді. Біріншісі мұнайлар мен бензиндерді тұрақтандыру, крекинг пен гидрогендеу қондырғыларында газды фракциялау процестерінде қолданылады. Атмосфералық және вакуумдық ректификация колонналары негізінен мұнайларды, қалдық мұнай өнімдерін және дистилляттарды айдау үшін қолданылады. Әрбір нақты жағдайда тарелканың жылуын таңдаудың мұқият негіздемесін талап етеді. Шикізатқа жүктің ықтимал ауытқуын есепке ала отырып ректификациялық колонна қанағаттанарлық түрде жұмыс істеуі керек және фракциялар бөлудің нақты дәлдігін минималды операциялық шығындар мен меншікті капиталдық салымдар кезінде қамтамасыз етуі керек. Мұнай өңдеу өнеркәсібінде қақпақшалы тарелкалар кең таралған, олардың жұмысы бойынша айтарлықтай деректер жинақталған, сондықтан олар әдетте басқа да конструкциялардың тарелкаларымен салыстыру үшін эталон ретінде қызмет етеді. Деректер көрсеткендей, қақпақша тарелкалар бірқатар көрсеткіштер бойынша басқа тарелкалардан төмен. Сондықтан көптеген салынып жатқан және жұмыс істеп тұрған қондырғыларда тарелкалардың жаңа типтері қалпақшалы тарелкаларды ығыстыруда. Торлы, сүзгілі және клапанды тарелкалардың артықшылығы тек қана төмен шығындар ғана емес, сонымен қатар жоғары өнімділік, төмен гидравликалық кедергі, бумен ағынын арттыру және сұйықтықтың басқа да маңызды факторлары болып табылады. Орошение түрлері: колоннаның жоғарғы жағынан жылуды жою орошениені қалыптастыру үшін келесі әдістердің бірімен жүзеге асырылады: ыстық орошение (парциалды конденсатор арқылы); буланатын (салқын) айналымды орошение арқылы, буланбайтын айналымды орошениемен.

Ыстық орошение түтікшелі немесе ирек түтікті парциалды конденсатор арқылы беріледі, ол ректификациялық колоннаның үстіне немесе ішіне орнатылады. Салқындату агенті су немесе басқа хладагент болып табылады, сирек - шикізатты қолданады. Ішкі труба аралық кеңістікте кіретін булар ішінара конденсацияланады және парциалды конденсаторды монтаждау мен жөндеу қиындықтарынан ыстық орошение түрінде жоғарғы тарелкаға қайтарылады. Орошениенің бұл әдісі агрессивті емес шикізатты ректификациялау кезінде қуаттылығы төмен қондырғыларында шектеулі қолдау тапты.

Суық орошение сызбаға сәйкес ұйымдастырылады: булар колоннаның жоғары жағынан шығып, конденсатор-салқындатқыш арқылы өтеді. Конденсат сыйымдылыққа жинақталады, одан бір бөлігі сораппен кері ректификациялық колоннаға суық орошение беріледі, ал ректификаттың баланстық мөлшері дайын өнім ретінде шығарылады. Суық орошениенің мөлшері аз болған сайын, температурасы төмен болады 30-40^оС құрайды.

Буланбайтын айналымды орошение бірінші немесе екінші тарелкадан алынып, жылуалмастырғыштағы жылу қабылдайтын орта арқылы өткізеді және әдетте ол шикізат болады, сөйтіп ол қыздырылады. Кейде айналымды орошениені суық буланумен біріктіріп қолданады. Мұндай жағдайларда соңғысының мөлшері шектеулі және колоннаның жоғарғы жағындағы температураны дәлірек реттеу үшін қолданылады. Күрделі колонналарды пайдалана отырып, мұнайларды тікелей айдауға арналған қондырғыларда айналмалы орошение екі немесе үш аралық қималарда ұйымдастырылады. Аралық айналымды орошение жоғарыда көрсетілген қималардағы ректификациялық колоннаның жүктемесін түсіруге, сондай-ақ шикізатты алдын ала қыздыруды және пештердің жылу жүктемесін азайтуға мүмкіндік береді. Айналымдағы орошениені енгізу мұнай айдау қондырғыларының өнімділігін едәуір арттыруға мүмкіндік берді. Оны жүзеге асыру үшін сұйықтықтың көп мөлшерін сорғызу үшін қуатты сорғылар қажет. Сорғылар энергияны тұтынуды біршама жоғарылатады, алайда олар отын және су үнемдеумен өтеледі.

Ректификациялық колоннаның материалдық және жылулық тепе-теңдігі. Материалдық және жылу балансы суммасын есептей отырып колоннаға режим орната-тын колоннаға жіберіледі.

15-Сурет. 16-Сурет. 17-Сурет.