Оқулық Алматы, 2014 Қазақстан Республикасы Білім жəне ғылым министрлігінің

153
 
аппараттарында жүргізеді. Шахта циллиндрінің диаметрі 3,5 м, биіктігі 
4,5 м  іші отқа төзімді кірпіштермен қапталған. 
Шахтаның  төменгі  жағы  айналып  тұратын    тостағанға  түсірілген. 
Тостаған    суға  толтырылған,  ол    гидравикалық  кептеліс  туғызады. 
Шахта  судың  түбіне  дейін  бармайды,  ол  ілулі  тұрады.  Тостаған (4)  
торға  бекітіледі, ол арқылы тотықтырғыш агент беріліп тұрады.  Газ-
генератордың  жоғарғы  жағынан    периодты  түрде  отынды  салып,  
қақпағы  жабылады.  Содан  кейін  екінші  конус  арқылы    камераға 
беріледі. Төменгі жағынан тотықтырғыш агент  газ-генератор арқылы 
берілгенде көміртек жанып ол ақырындап төмен түседі. Түзілген күл тор 
(4) арқылы (5) тостағандағы суға түсіп сөнеді. Содан кейін шығарылып 
тасталады. Ауа газын алу үдерісін қарастырайық.
Газ-генераторға  берілетін  ауа (4) тордан  өтеді.  Шлак  жəне  күл  зо-
насына  кіріп    қызады  да    оларды  суытады.  Ауадағы  оттек  отынның  
құрамындағы  көміртекпен  əрекеттесіп,  газификация    зонасында 
тотықтырады:
С+О
2
 ↔СО
2
 +394,8 кДж.                                (1)
Ол  генератор  бойымен  жоғары  көтерілгенде  қызған  көміртекпен 
тотықсызданады:
СО
2
+С → 2СО -108,6 кДж.                              (2)
48-сурет. Генератордың сызбанұсқасы
1 – тиейтін қорап; 2 – бекітуші тетік; 3 – шахта; 4 – дөңгелек шарбақ; 
5 – тостаған; 6 – шлак; І – газификация аймағы; ІІ – құрғақ айдау аймағы; 
ІІІ – құрғату аймағы;

154
Екі  реакцияның  жылу  эффектісінің  қосындысы  оң  сан,  сондықтан 
газификацияны  үздіксіз  жүргізуге  болады,  яғни  бірінші  реакцияда 
бөлінетін  жылу  екінші  реакцияға  керек  жылудан  артық,  сондықтан 
генератордағы отын біркелкі қызған күйде болады. 
Қызған газ (І) зонадан (ІІ) құрғақ айдау зонасына өтеді, онда отын 
қыздырылып,  ұшқыш  заттар  бөлінеді.  Кептіру  зонасында  (ІІІ)  газдың 
жылуымен  отын  кебеді.  Ауа  газ-генератордың  жоғары  жағынан 
шығарылады. Оптималды 1000-1100
0
С  температураны ұстап тұру үшін 
ауаға аз мөлшерде су буын қосады. 
Су  газы  генератор  ішіндегі  қызған  отынның  арасымен  су  буын 
үрлегенде түзіледі:
С +Н
2
О↔СО + Н
2
 –131,4 кДж.
Мұнда  əрі  көміртек  оксиді,  əрі  сутек  түзілетіндіктен  оның  жану 
жылуы  жоғары  болады.  Су  газы  түзілу  реакциясы  эндотермиялық, 
сондықтан генератор тез салқындайды. Олай болмас үшін генераторға 
бір есе ауа, бір  есе су буын үрлеп, бірде ауа газын, бірде су газын алады, 
сонда аралас газдар шығады, оның құрамы,( %): СО–30, Н
2
–16, СО
2
– 4, 
СН
4
–2,  N
2
– 48. Жылу беру қабілеті  (Q = 6300 кДж/м
3
). Таза су газының 
құрамы, (%):  СО – 50, Н
2 
– 50  тұрады (10-кесте).
                                                                        
10-кесте
Генератор газдарының құрамы
                
Үрлеу
Генератор    газы СО Н
2
СО
2
СН
4
N
2
Жану жылуы кДж/ м
3
Ауа
Ауа газы
30 5,0 4,0
1.0
60
4950
Су буы
Су газы
36 50 8,0
-
6,0
10000
Ауа+ су 
буы
Аралас газ
30 16 4,0
2,0
48
6300
Су буы+ 
оттек.
Оттекбу газ
66 31 1,0
1,0
1,0
9850
Аралас газын қатты отынның арасынан бу жəне ауа үрлеу арқылы 
алынады. Алынған газдың құрамы берілген бу мен ауаның қатынасына 
байланысты. 
Оттек  бу  газын  қатты  отын  арқылы  оттегі  мен  будың  қоспасын  
жіберу арқылы алынады. Мұның құрамында азот өте аз немесе болмай-
ды, сондықтан бұл газдың жану жылуы жоғары болады. Генератордың 
қай  түрі  болмасын (“қайнау  қабатында” “сүзу  қабатында”)  отын 

155
 
генераторға  жоғарыдан,  үрлеу  төменнен  жоғары,  яғни  қарама-қарсы 
бағытта  орындалады,  генератор  газы  аппараттың  жоғары  жағынан  
үздіксіз, шлак төменде орналасқан тор арқылы шығарылады. 
Газға айналдыру үдерісінің негізгі мақсаты: 1) күкірті мол қатты отын-
дарды газға айналдырып, газды ыстық күйінде күкірт қосындыларынан 
тазарту, 2)  химиялық шикізат алу  1) сутекті, 2) тотықсыздандырғыш 
газдарды, 3) синтез  газды, 4) табиғи  газдардың  орнына    жұмсалатын 
жану қызуы  жоғары газды алу, газы жоқ аудандарды газбен қамтамасыз 
ету үшін арзан бағалы отындарды болашақта газға айналдыру.
1888 жылы Д. И. Менделеев көмірді жер бетіне шығармастан сол жатқан 
жерінде  жанғыш газға айналдыруға болады деген ұсыныс жасаған. 1932 
жылы Донбаста, Жер жүзінде бірінші болып жер астынан  газ жасап шығару  
станциясы салынып, 1934 жылы алғашқы газ берілді. Көмірді газға айнал-
дыру  үшін,  көмір  пластасына  қабатына    екі  штрек  (скважина-ұңғыма)  
бұрғылайды,  ара  қашықтығы 25-30 м,  штрек  аралығындағы    көмірді 
газға айналдыру үшін, бір жағынан қыздырған ауа, я оттекпен су буының 
қоспасы үрленеді, екінші жағынан,  жер астында түзілген жанғыш газ жер 
бетіне шығарылып,  газ-гольдерлерде  жиналады. Бұл əдістің бір кемшілігі 
алынған газда сутек жəне көміртек оксидінің  аздығында, сондықтан жану 
жылуы аз, Q=3000-4000 кДж/м
3
. Жер асты генератор газының құрамы, (%): 
СО – 1,5; N
2
– 50; СО
2
 –  18; Н
2
 – 13; СН
4
 – 42. Мұндай  газды  сол жердегі 
ТЭЦ - ке жағуға қолайлы (49-сурет). 
49-сурет. Көмірдің жер асты газификациясының сызбанұсқасы:
1 – көмір пласты, 2 – газ шығаратын ұңғыма, 3 – үрлеуші ұңғыма, 
4  – реакциялық канал, 5 – газды тазалайтын скруббер, 6 – ауа үрлегіш.
6.3. Көмірді каталитикалық сұйылту
Көмір  де  мұнай  сияқты  көмірсутекті  шикізат.  Көмірдің  мұнайдан 
айырмашылығы  көмірде  мұнайға  қарағанда  сутектің  көміртекке 

156
қатынасы  аз,  атап  айтқанда,  мұнайда  Н/С=1,2,  ал  көмірде  Н/С=0,8. 
Көмірге қосымша сутек мөлшерін қосу арқылы «синтетикалық мұнай» 
алуға болады. Мұны молекулалық сутекті немесе сутек доноры ретінде 
болатын органикалық қосылыстарды қолдану арқылы жүзеге асырады. 
Көмірді сұйылту молекулалық сутекті жəне сутек атомын жеңіл беретін 
органикалық еріткіштерді (тетралин, крезол жəне т.б.) активтейтін ка-
тализатор қатысында жүргізген тиімді. Көмірді каталитикалық сұйылту 
механизмі келесі сызбанұсқа түрінде берілген (50-сурет). Сұйылтудың 
бірінші сатысында көмір құрамында көп мөлшерде гетероатомдар бар 
жəне  табиғаты  ароматты  жоғары  молекулалық  қосылыстар  болып  та-
былатын асфальтендерге айналады. Түзілген реакциялық қабілетті  ра-
дикалдар сутек атомын қосып, тұрақты өнімдерге не болмаса, полимер-
ге  өзгереді.  Өзгеру  жылдамдықтарының  арақатынасы  қолданылатын 
катализаторлардың  табиғатымен  анықталады.  Активтілігі  жоғары 
гидрлеуші катализаторлар жеңіл көмірсутектерінің түзілу реакциясын 
жылдамдатады.  
50-сурет. Көмірді каталитикалық сұйылту сызбанұсқасы
    
       Қышқылдық типті катализаторлар жоғары молекулалық өнімдердің 
түзілуіне  əкелетін  қосымша  поликонденсация  жəне  полимерлену 
реакцияларының  жүруін  қамтамасыз  етеді.  Көмірді  каталитикалық 
сұйылтудың қазіргі технологияларының негізгі кемшіліктері:  үдерістің 
өнімділігі  төмен,  жоғары  сутек  қысымын  қолдану,  үдеріске  қайтадан 
катализаторды  пайдалану  үшін  бөлу.  Бұл  кемшіліктерді  шешудің  бір 
жолы – кендік материалдар негізіндегі арзан катализаторларды таңдау. 
Оларды  қолданғанда  сұйылту  үдерісінің  қатты  қалдығынан  катализа-
торды бөлудің техникалық қиын жəне уақытты көп алатын операция-
ларынан құтылуға болады. Үдерісті арзандатудың келесі жолы сұйылту 

157
 
үдерісіндегі  молекулалық  сутекті  синтез  газға  алмастыру.  Көмірді 
құрамында темір бар кендік катализаторлармен (пирит, пирротит, маг-
нетит)  сутек-донорлы  еріткіштер  қатысында  сұйылту  үдерісі  тиімді 
екені  анықталды.  Бұл  үдерістің  негізі  көмірді  сұйылту  молекулалық 
сутек қатысында емес, органикалық еріткіштер молекуласынан (мыса-
лы, тетралин нафталинге дейін дегидрленеді) сутек атомын ауыстыру 
арқылы жүзеге асырылады: 
Көмір + тетралин → көмір-Н
2
 + нафталин
     
Катализатордың  рөлі  негізінен  еріткіштің  жоғалтқан  Н-донорлы 
қасиетін  (нафталинді тетралинге дейін гидрлеу) қалпына келтіру бо-
лып табылады:
 Катализатор + Н
2
 → Катализатор-Н
2
Катализатор-Н
2 
 + нафталин → Катализатор + тетралин
Гидрлеу үдерісінде  құрамында күкірт, оттек, азот бар  қосылыстар 
гидрленеді.  Осы  үдерістердің  нəтижесінде  пайда  болған  жеңіл 
көмірсутектердің  құрамындағы S,O,N азайып  Н
2 
S, H
2
O  жəне NH
3
 
түрінде  бөлініп  шығады.  Гидрлеу  үдерісі  380-550
0
С  температурада 
жəне 20-70 МПа қысымда жүреді. Катализатор ретінде MoS
3
, Fe, Cr жəне 
басқа  металдар  қолданылады.  Технологиялық  үдерістерді    өзгертіп, 
активті  катализатор  қолдана  отырып    гидрогендеу  үдерісін  мақсатты 
өнім алуға  бағыттауға болады. Бұрын сұйық өнім алу үшін  гидрогени-
зация үдерісін екі сатыда жүргізді: əуелі сұйық фазада жоғары қысымда 
380-400
0
С гидрлейді, содан кейін  фенолдық фракцияны бөліп  тастап  
əрі қарай бу фазасында 30-60 МПа қысымда 400-500
0
С температурада 
гидрлейді. Соңғы өнім – бензин, энергетикалық газ.
Осылай екі сатылы гидрогендеу жолымен жоғары қысымда, сутектің 
көп шығынымен сұйық отын алу – экономикалық тиімсіз. Гидрогендеу 
əдісімен  сұйық отын алудың алдағы мақсаты – сутек қысымын азайту. 
Бұл жоғары активті катализатор қолдану арқылы іске асады.
Қазіргі  кезде  осы  салада    көп  ғылыми-зерттеу  жұмысы  жүргізіліп 
жатыр. Жапонияда сутек қысымын 120 атм-ға дейін, Ресейде Жанғыш 
қазбалар ғылыми-зерттеу институтында 100 атм-ға дейін  төмендеткен. 
Отандық ғалымдардың ғылыми ізденістері Жаңа химиялық  технология-
лар  мен материалдар ғылыми-зерттеу  институты негізінде жүргізіліп, 
нəтижесінде    қысымды  35-50 атм-ға  дейін  төмендетілді  жəне  осы 
бағыттағы жұмыстар жалғастырылуда. 

158
Бақылау сұрақтары
1.  Қатты отынды химиялық өңдеудің негізгі əдістерін атаңыздар.
2.  Кокстелінетін көмір жəне ұшқыш затар деген не?
3. «Шикі бензол» құрамына қандай қосылыстар кіреді?
4.  Тура кокс газына аммиак қосылыстарын неліктен жəне қандай 
тұздар түрінде бөледі?
5.  Кокс пештерін қыздыру үшін қандай отындар қолданылады?
6.  Қандай үдеріс газификациялау деп аталады?
7.  Газ-генератордың сызбанұсқасын көрсетіңіз.
8.  Көмірді  каталитикалық  сұйылтуда  қандай  катализаторлар 
қолданылады?
      9. Каталитикалық сұйылту үдерісінің химизмі қандай?

159
 
7-БӨЛІМ
 CҰЙЫҚ ОТЫНДЫ ӨҢДЕУ
7.1. Мұнай жəне мұнай өнімдерінің құрамы жəне қасиеті
Шикі мұнайды алғаш рет 1880 жылы өндірген, содан бері оны өндіру 
экспоненциалды түрде өсуде. Шикі мұнай – құрамында жүздеген ком-
поненттер  бар  химиялық  заттардың  қоспасы.  Мұнай – судан  жеңіл, 
түсі  ашық  сары  түстен  қара  қоңыр  түске  дейін  болатын  май  тəрізді 
сұйықтық.  Мұнай  негізінен  көміртектен (85-86%), сутектен (12-14%) 
жəне өзара байланысқан əртүрлі көмірсутектер – алкандар, циклоалкан-
дар, арендерден тұрады. Сонымен бірге, аздаған мөлшерде құрамында 
азот, оттек, күкірт бар заттар жəне механикалық қоспа болады.  
Мұнайдың көмірсутекті бөлігінің құрамы: алкандар (50-70%), цикло-
алкандар (30-60%), оның ішінде моноциклді (циклопентан, циклогексан) 
көп,  алкендер жоқ, алкандар жəне циклоалкандармен салыстырғанда 
арендердің үлесі (15-20%) төмен. Парафинді көмірсутектердің СH
4
-тен 
С
4
Н
10
-ға дейін газтəрізді, олар мұнайда еріген күйде болады. Мұнайды 
өндіргенде,  қысым  төмендейді  де,  газдар  мұнайдан  жолай  газдар 
түрінде  бөлінеді.  Сұйық  парафинді  көмірсутектер  С
5
Н
12
-ден  С
15
Н
32
-ке 
дейін  мұнайдың  негізгі  сұйық  массасын  жəне  оны  өңдегенде  алына-
тын сұйық фракцияны құрайды. Қатты парафинді көмірсутектер  С
16
Н
34 
жəне одан жоғары көмірсутектер мұнайда еріген, əрі бөлінуі мүмкін. 
Нафтенді  көмірсутектер  мұнайда  циклопентан  жəне  циклогексан 
туын дылары түрінде болады. Ароматты көмірсутектер мұнайда аздаған 
мөлшерде  бензол  жəне  оның  гомологтары:  толуол,  ксилол  түрінде 
кездеседі.
  Мұнай  құрамындағы  əртүрлі  көмірсутектердің  мөлшеріне  бай-
ланысты  парафинді  (Жаңажол,  Ембі,  Қаражамбас,  Баку  мұнайы), 
парафинді-нафтенді (Грозный, Сурохан), нафтенді-ароматты (Май-
коп), парафинді-нафтенді-ароматты (кейбір Майкоп) деп бөлінеді.
Мұнайдың органикалық бөлігіне көмірсутектермен қатар көміртек, 
сутек,  күкірт,  оттектің  жоғары  молекулалық  қосылыстары  болып  та-
былатын шайырлар мен асфальтендер, күкірт қосылыстары, нафтенді 
қышқылдар,  фенолдар,  азотты  қосылыстар –  пиридин,  хинолин, 
əртүрлі аминдер жəне т.б. кіреді.  Бұл заттардың барлығы мұнайға қажет 
емес,  бөгде  заттар  болып  табылады.  Бұлардан  тазарту  үшін  арнаулы 
қондырғылар  қажет.  Мұнай  өңдегенде,  мұнай  өнімдерін  қолданғанда 

160
аппараттың  коррозиясын  тудыратын  күкіртті  қосылыстар  өте  зиян. 
Мұнай  құрамындағы  күкірттің  мөлшеріне  байланысты  аз  күкіртті 
(0,5%-ға  дейін),  күкіртті (0,5-2,0%) жəне  көп  күкіртті (2,0%-дан 
жоғары) деп бөлінеді. 
Сонымен  бірге  мұнай  құрамындағы  парафиндерге  байланысты: 
аз  парафинді (1,5%-ға  дейін),  парафинді (1,5-6,0%) жəне  жоғары 
парафинді (6,0%-дан жоғары) деп бөлінеді.
Мұнай құрамында механикалық бөгде заттар: су, құм, топырақ, ми-
нералды тұздар, күл жəне т.б. бар. Мұнай құрамындағы су екі: тұндыру 
арқылы оңай бөлінетін, тұрақты эмульсия түрінде болады. Суды арнау-
лы  əдістермен  бөледі.  Мұнай  құрамындағы  минералды  тұздар  суда 
еріген түрде (MgCІ
2
, CaCІ
2
) кездеседі. Мұнай  тазалағаннан кейін  оның 
құрамында 0,1-0,3% су жəне 10-40 мг/л хлорлы тұздар болуы керек.
Мұнайдың  фракционды  құрамы – қайнау  температурасы  бойын-
ша  фракцияларға  бөлінуі.  Фракционды  құрамы  мұнайдың  сапасын 
бағалауға  жəне  оны  одан  əрі  өңдеуге  əдістерді  таңдауға  мүмкіндік 
береді.
Мұнайдың  қасиеті  оны  өңдеу  жəне  қолданылу  үшін  маңызды.  Ол 
оның құрамына тəуелді. Көптеген мұнайлардың тығыздығы 20
0
С –  820-
970 кг/м
3
. Мұнайдың (1 моль)  орташа салмағы –   250-300. Мұнайды 
түтік  арқылы  тасымалдауға  жұмсалатын  энергияны  тұтқырлық  жəне 
тығыздық  шамалары    арқылы  анықтайды.  Мұнайдың  тұтқырлығы 
бірдей  емес,  температура  артқанда  тұтқырлық  шамасы  төмендейді. 
Қату температурасы 10
0
С-тан -20
0
С дейін өзгереді.   Жану температу-
расы – 39 800 – 44 000 кДж/кг. Мұнай жəне мұнай өнімдерін өндегенде 
жəне қолданғанда: кристаллдану, лайлану, қату, тұтану жəне өздігінен 
тұтану,  ұшқындану  температуралары  сияқты  қасиеттері  маңызды  рөл 
атқарады. 
Мұнайды  өңдегенде  алынатын  өнімдер:  отындар  (сұйық  жəне 
газтəрізді), майлағыш майлар жəне консистентті жаққыштар, еріткіштер, 
жеке көмірсутектер – этилен, пропилен, метан, ацетилен, бензол, то луол, 
ксилол  жəне  т.б.,  қатты  жəне  жартылай  қатты  көмірсутектер  қоспасы 
(парфин, вазелин, церезин), мұнай битумдары жəне пектер, техникалық 
көміртек (күйе), мұнай қышқылдары жəне оның туындылары. Мұнай 
сұйық отындары: мотор жəне қазандық болып бөлінеді. Мотор отын-
дары: карбюраторлы, реактивті жəне дизелді түрлерге бөлінеді. Карбю-
раторлы отындарға авиационды, автомобилді бензиндер, ал тракторлы 
отындарға  лигроин,  керосин,  ал  дизелді  отындарға  сығылу  арқылы 
іштен жанатын поршенді двигателдерде қолданылатын газойлдер, со-

161
 
лярлы фракциялар жатады. Қазандық отындар: мазут жəне басқа мұнай 
қалдықтары.  
Бензиннің  детонациялық  сипаттамасы  стандартты  бірциллиндрлі 
двигательде ауыспалы қысым кезінде анықталады жəне октан санының 
мəнімен бағаланады.
Октан саны – детонациялық тұрақтылықтың шартты өлшем бірлігі, 
изооктанның (2,2,4-триметил-пентан)  н-гептанмен    қоспасындағы 
проценттік  (көлемдік)  мөлшері. 1927 жылы  енгізілген  эмпирикалық 
шкала  бойынша  жеңіл  детонирленетін  н-гептанның  октан  санын – 
0-ге тең деп алады, ал детонацияға тұрақтылығы жоғары изооктанның 
октан  саны – 100-ге  тең.  Мысалы,  детонациялық  тұрақтылыққа 
сыналған  бензиннің  эквивалентті  қоспасы 80% изооктаннан 20% 
 
н-гептаннан тұратын болса, онда бензиннің октан саны – 80-ге тең бо-
лады. Шкала енгізілгеннен уақыттан бері изо-октанның детонациялық 
тұрақтылығынан  жоғары  эталон  табылған,  қазіргі  уақытта  октанды 
шкала 120-ға дейін ұлғайтылған. 
Əртүрлі  көмірсутектердің  октан  саны  көрсеткендей,  алкан-
дар  қатарында  олардың  тармақталуының  артуы  бойынша  октан 
саны  жоғарылайды  жəне  көмірсутекті  тізбектің  ұзындығыартқанда 
төмендейді.  Алкандарға  қарағанда  алкендердің  октан  саны  жоғары 
жəне  молекуланың  ортасына  қарай  қос  байланыс  ығысқан  са-
йын  жоғарылайды.  Сонымен  бірге  алкандармен  салыстырғанда 
циклоалкандардың октан саны жоғары. Ароматты көмірсутектердің ок-
таны саны өте жоғары: н-пропилбензол – 105, этилбензол – 104, толуол 
– 107 тең.  
Бензиннің октан санын жоғарылату мақсатында  бензин құрамындағы 
көмірсутектердің  изомеризациясы  мен  ароматизациясына  жету  үшін 
бензинді  жоғары  октанды  өнімдер      изооктан,  изопентан,  этил-бен-
зол жəне т.б. араластырады, сонымен бірге  антидетонаторлар қосады, 
оның  ішінде  тетраэтил  қорғасын Pb(C
2
H
5
)
4 
кеңінен  қолданылады. 
Тетраэтилқорғасынды өндірістік масштабта шығару 1923 жылы бастал-
ды. Оны бромэтил жəне монохлор  нафталинмен  қоспа түрінде қосады. 
Мұны этил  сұйығы  деп атайды. Көлемі 1 л бензинге 3 мл этил сұйығын 
немесе 1 кг  бензинге 4 мл  этил  сұйығын    қосқанда  бензиннің  октан 
саны 70-тен 90-ға дейін  көтеріледі. Этил сұйығы өте улы, сондықтан 
этил  сұйығымен  жəне  этилендірілген    бензинмен  жұмыс  істегенде 
техникалық қауіпсіздікті сақтау керек. 
Дизель  отындарының  қасиеті  цетан  санымен  анықталады.  Цетан 
саны – цетан (С
16
Н
34 
) мен  

 метилнафталиннің (С
10
Н
7
-СН
3
) көлемдік 

162
пайызымен өлшенетін қоспасы. Цетанның цетан санын 100 деп, ал 

 
метилнафталиндікін 0 деп  қабылдаған.  Дизельдік  отындардың  цетан  
саны 40 пен 50-дің  арасында  болады.  Цетан  саны  неғұрлым  жоғары 
болса, дизельді отын сапасы да жақсы болады.
7.2. Мұнайды өңдеуге  дайындау жəне негізгі өңдеу əдістері
Мұнайды  мұнай  өнімдеріне  өңдеу:  дайындау,  біріншілік  жəне 
екіншілік өндеу үдерістері сияқты бірнеше сатылардан тұрады.
Дайындау. Жер қыртысынан өндірілген мұнайды өндеуге дайындау 
үшін    механикалық  бөгде  заттардан,  еріген  тұздардан,  судан  тазарту 
жəне  құрамы бойынша тұрақтандыру операциялары жүргізіледі. Бұл 
операциялар тікелей мұнай өндіру кен орындарында жəне мұнай өндеу 
зауыттарында  жүзеге  асырылады.  Жер  қойнауынан  өндірілген  шикі 
мұнайдың құрамында ілеспе газдар (50-100 м
3
/т ), пласталық су (200-
300 кг/т),  еріген минералды тұздар (10-15 кг/т) болады. Олар мұнайды 
тасымалдауға,  сақтауға,  өңдеуге  кері  əсер  етеді.  Сондықтан  мұнайды 
өндеуге дайындау: ілеспе газдарды бөлу немесе мұнайды тұрақтандыру, 
тұзсыздандыру, сусыздандыру сияқты келесі операциялардан тұрады. 
Мұнайды тұрақтандыру. Шикі мұнайда жеңіл көмірсутектер (С
1
-С
4
) 
едəуір мөлшерде еріген түрде болады. Мұнайды тасымалдағанда жəне 
сақтағанда  олар  бөлінеді  де,  мұнайдың  құрамы  өзгереді.  Сондықтан 
газдардың, жеңіл бензин фракциясының шығынын болдырмау жəне ат-
мосфераны ластаудың алдын алу үшін бұл өнімдерді мұнай өңделуге 
дейін бөліп алу керек. Мұнайдан жеңіл көмірсутектерді ілеспе газдар 
түрінде бөліп алу үдерісі мұнайды тұрақтандыру деп атайды. Мұнайды 
тұрақтандыру  жағдайына  байланысты  тікелей  өндіру  орындарында 
өлшемді,  мұнайды  дайындау  қондырғыларда,  сығу  станцияларында 
немесе газ өңдейтін  зауыттарда сепарация əдісімен жүзеге асырыла-
ды. Мұнайдан ілеспе газдарды бөлу мұнай ағысының жылдамдығымен 
қысымы  кезектесіп  төмендейтін  көпсатылы  сепарациялы  сепаратор 
–  газ  бөлгіштерде    жүргізіледі.  Нəтижесінде  газдардың  десорбциясы 
жүріп, газдар бөлінеді де, содан кейін ұшқыш сұйық көмірсутектерге 
конденсирленіп «газ-конденсаты» түзіледі. Сепарациялық əдіс кезінде 
мұнайда  2%-ға жуық С
1
-С
4
 құрамды көмірсутектер қалады. 
Тұзсыздандыру жəне сусыздандыру. Мұнайды тұзсыздандыру жəне 
сусыздандыру үдерістері мұнайдың сумен түзетін эмульсиясын бұзумен 
байланысты. Бұл кезде өндірілетін орындарында табиғи эмульсиялар-
ды, ал зауыттарда еріген тұздардан мұнайды тазарту үшін бірнеше рет 

163
 
сумен жуғанда алынған жасанды эмульсияны бұзу жүреді.  Мұнайды 
бірінші сатысында өңдегенде сумен металл хлоридтерінің мөлшері 0,5-
1% жəне 100-1800 мг/л, ал екінші сатысынан кейін 0,05-0,1 % жəне 3-5 
мг/л төмендейді. 
Мұнай эмульсияларын бұзу үшін механикалық (тұндыру), термиялық 
(қыздыру), химиялық жəне электрлік əдістер қолданылады. Химиялық 
əдісте қыздырылған мұнай эмульсиясын деэмульгаторлармен өңдейді. 
Деэмульгаторлар ретінде əртүрлі ионогенді емес БАЗ-дар: оксиэтилир-
ленген  май  қышқылдары,  метил  жəне  карбоксиметилцеллюлоза  жəне 
т.б. қолданылады. 
Мұнайды  тұзсыздандыру,  сусыздандыру  қондырғылардың  жұмыс 
істеу  мерзімін  арттырады  жəне  жылу,  реагенттер,  мұнай  өнімдерін 
екіншілік  өңдеу  үдерістеріндегі  катализаторлардың  шығынын 
төмендетеді.
Негізгі өңдеу əдістері. Мұнайды өңдеу əдістерін: физикалық жəне 
химиялық деп екі топқа бөледі. 
Физикалық  əдістер – мұнайдың  құрамына  кіретін  заттардың 
физикалық  қасиеттерінің  (қайнау,  кристалдану  температуралары, 
ерігіштігі  жəне  т.б.)  əртүрлігіне  негізделген.  Мұнайдың  жеке  фрак-
цияларының  қайнау  температураларының  айырымына  негізделген 
мұнай жəне мұнай өнімдерін айдау кеңінен таралған. Физикалық өңдеу 
əдістерінде химиялық реакция жүрмейді.
Химиялық  əдістер – мұнай  жəне  мұнай  өнімдерінің  құрамындағы 
көмірсутектер  температураның,  қысымның,  катализатордың  əсерінен 
терең  химиялық  өзгерістерге  түседі,  нəтижесінде  көптеген  химиялық 
реакциялар  жүріп  жаңа  заттар  түзіледі.  Осыдан  физикалық  жəне 
химиялық  үдерістердің  табиғаты  əртүрлі,  бірақ  практикада  оларды 
жүзеге асыруда ұқсастық бар. Бұл үдерістер негізі: өңделетін шикізатты 
жоғары  температураға  дейін  қыздыру  жəне  түзілген  өнімдерді  бөлу 
сияқты екі операциядан құралады. Кейбір жағдайда химиялық үдерістер 
кезінде өнімдерді қыздырумен қатар олардың катализатормен жанасуы 
қажет. 
 Мұнай жəне мұнай өнімдерін қыздыру көбінесе түтікшелі пештер-
де жүргізіледі. Мұнайды айдау температурасы 320-350
0
С, ал химиялық 
əдіспен өңдеенде одан да жоғары температура қолданылады.  Жоғары 
температурада мұнайдың көп бөлігі буға айналады.
Мұнай  өнімдерін  бөлу  негізінен  əртүрлі  типті  ректификациялық 
колонналарда  жүргізіледі.  Барботажды  қалпақты  колонналар  кең 
тараған. Ректификациялық колоннаның ерекшелігі бір-біріне қойылған 

164
қарапайым  бірнеше  колоннадан  тұрады  жəне  олардан  колоннаның 
биіктігі  бойынша  сынамалар  алынады.  Ректификациялық  колон-
на  жоғары  немесе  атмосфералық  қысымда,  сонымен  бірге  вакуумда 
жұмыс істейді. 
Каталитикалық  үдерістер  əртүрлі  конструкциялы  жанасу  аппа-
раттарында жүзеге асырылады. Бұл үдерістерде катализатор өте жыл-
дам  белсенділігін  жоғалтады,  сондықтан  жанасу  түйіндеріне  жана-
су  аппараттары  мен  регенераторларды  қосады.  Жанасу  аппараттары 
мен  регенераторлар  катализатордың  сүзілуші,  қайнаушы  қабатымен  
жəне  қозғалмалы  катализатормен  пайдаланылады.  Сонымен  бірге 
қондырғыда аталған негізгі аппараттармен қатар жылу алмастырғыштар, 
конденсаторлар жəне басқа аппаратуралар қарастырылған.   
Мұнайды  біріншілік  өңдеу.  Мұнайды  əрбіреуі  көмірсутектердің 
қоспасы  болып  табылатын  жеке  фракцияларға  бөлу  үшін  біріншілік 
үдерістер  жүргізіледі.  Мұнайды  біріншілік  айдау –  мұнайды  өңдеу 
үдерісіндегі  бірінші  технологиялық  үдеріс.  Біріншілік  айдау  қон-
дырғылары əрбір мұнай өңдеу зауыттарында бар. 
Айдау  немесе  дистилляция  деп  бастапқы  қоспадан  жəне  өзара 
қайнау  температуралары  бойынша  ерекшеленетін,  бір-бірінде  өзара 
еритін  сұйықтықтардың  қоспасын  фракцияларға  бөлу  үдерісін  айта-
ды. Айдау кезінде қоспа қайнауға дейін қыздырылғанда аздап булана-
ды, нəтижесінде бастапқы қоспамен салыстырғанда құрамы бойынша 
ерекшеленетін  дистиллят  жəне  қалдық  алынады.  Қазіргі  қондырғыда 
мұнайды  айдау  бірретті  буландыруды  қолдану  арқылы  жүргізіледі. 
Бірретті  булану  кезінде  төмен  қайнайтын  фракциялар  буға  өтеді  де, 
аппаратта  қалады  жəне  жоғары  қайнайтын  фракцияның  парциал-
ды  қысымын  төмендетіп  айдауды  төмен  температурада  жүргізуге 
мүмкіндік береді. 
Бірретті  булану  кезінде  жəне  одан  əрі  бу  конденсациясында: 
құрамында  төмен  қайнайтын  компоненттер  бар  жеңіл  жəне  бастапқы 
қоспамен  салыстырғанда  төмен  қайнайтын  компоненттер  аз  ауыр  екі 
фракциялар түзіледі. Яғни, айдау кезінде бір фаза төмен қайнайтын, ал 
екінші фаза жоғары қайнайтын компоненттермен байытылу жүреді. Бұл 
кезде  берілген  температура  аралығында  қайнайтын  соңғы  өнімдерді 
айдау көмегімен алуға болмайды. Сондықтан бірретті буланудан кейін 
мұнайлы буды ректификациялайды.
Ректификация  деп  бу  мен  сұйықтықтың  қарама-қарсы  көпретті 
жанасуы  есебінен  қайнау  температурасы  бойынша  ерекшеленетін 
сұйықтықтарды бөлудің диффузиялы үдерісін айтады. 

165
 
Мұнайды  біріншілік  айдау  қондырғысында  бірретті  булану  жəне 
ректификация бірге жүреді. Мұнайды айдау үшін бір- жəне екісатылы 
түтікшелі қондырғыларды қолданады. Үдерісті жүргізуге қажетті жы-
луды түтікшелі пештерден алады.
Мұнай  өңдейтін  зауыттың  жалпы  сызбанұсқасына  жəне  өңдеуге 
түсетін  мұнайдың  қасиетіне  байланысты  айдауды  атмосфералық 
түтікшелі (АТ) қондырғыда не болмаса атмосфералық жəне вакуумдық 
айдау  бірге  жүретін – атмосфералы-вакуумды  түтікшелі  (АВТ) 
қондырғысында жүргізеді (51-сурет).
51-сурет. Мұнайды айдауға арналған атмосфералы-вакуумды 
қондырғының сызбанұсқасы: 1, 5 – түтікшелі пештер; 2, 6 – ректификацион-
ды колонналар; 3 – жылу алмастырғыштар; 4 – конденсаторлар
Суретте  көрсетілгендей  мұнай  айдауға  жылу  алмастырғыш 
арқылы  түседі,  мұнда  ол  айдау  өнімдерінің  жылуымен 170-175
0
С-
қа  дейін  қыздырылады  да,  түтікшелі  пешке (1) жіберіледі. 350
0
С-қа 
дейін  қыздырылған  мұнай  атмосфералық  қысымда  жұмыс  істейтін 
колоннаның (2) буландырғыш  бөлігіне  келеді.  Мұнда  мұнайды 
бірретті  буландыру  жүреді.  Қызған  түтікшелі  пеште  қысымның 
шұғыл  төмендеуі  салдарынан  мұнай  бірден  буланады;  бұл  кезде 
жылудың біраз бөлігі жұмсалады. Төмен қайнайтын фракцияның буы 
жоғары  көтерілгенде  төмен  аққан  сұйықпен  жанасқанда  салқындап 
аздап  конденсирленеді.  Бұл  кезде  сұйық  қыздырылады  да  одан  жеңіл 
фракциялар буланады, яғни сұйық ауыр ұшатын, ал бу жеңіл ұшатын 

166
көмірсутектермен  байы тылады.  Колоннаның  биіктігі  бойынша  қатаң 
белгілі температура аралықтарында құрамы əртүрлі дистилляттар алы-
нады.  Мəселен, 300 – 350
0
С-та  солярлы  май, 200–300
0
С-та  керосин, 
160–200
0
С-та  лигроин  фракциялары  конденсирленеді.  Колоннаның 
жоғары  бөлігінен  бензин  буы  шығарылып,  жылуалмастырғышта 
(3,4)  салқындатылады  жəне  конденсирленеді.  Сұйық  бензиннің  біраз 
бөлігі  колонна (2) жіберіледі.  Оның  төменгі  бөлігінде  мазут  жина-
лады.  Ол  одан  əрі  майлағыш  май  алу  үшін  вакуумда  жұмыс  істейтін 
екінші  ректификациялық  колоннаға (6) жіберіледі.  Мазутты  айдауда 
жоғары температура əсерінен көмірсутектердің айырылуын болдырмау 
мақсатында  вакуумды  қолданады.  Алдын  ала  мазутты 400-420
0
С-қа 
дейін қыздыру үшін  екінші түтікшелі пешке (5) жібереді. Түзілген булар 
ректификация колоннасына (6) түседі де, 5,3-8,0 кПа қалдық қысымды 
қамтамасыз  етеді.  Колоннадан  төмен  аққан  булануға  ұшырамаған 
сұйық  жеңіл  компоненттердің  булануын  жеңілдету  жəне  колоннаның 
төменгі  бөлігінің  температурасын  төмендету  үшін  өткір  су  буымен 
үрлейді. Мазутты вакуумды айдау өнімдерінің ассортименті өңдеу ва-
риантына (май немесе отын алу) байланысты. Май алу сызбанұсқасы 
бойынша  жеңіл,  орташа  жəне  ауыр  май  дистилляттары,  ал  отын  алу 
сызбанұсқасы  бойынша  каталитикалық  крекинг  немесе  гидрокрекинг 
үдерісінің шикізаты болатын бір фракция вакуумды газойль алынады. 
Колоннаның төменгі бөлігінен айдау қалдығы гудрон шығарылады. Гу-
дронды  термиялық крекинг, кокстеу,  тұтқырлығы жоғары майлар жəне 
битум өндірісінде шикізат ретінде қолданады. 
Тура  айдау  өнімдерінің  құрамы  жəне  шығымы    үдерістің  типіне, 
айдалатын  мұнайдың  құрамына  байланысты.  Мұнайдың  фракциялық 
құрамы  атмосфералық  қысымда  қайнау  температурасы 80-350
0
С  ара-
лығында  анықталады (11-кесте). 
11-кесте

жүктеу/скачать 6,61 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: