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

2. Мұнайды алғашқы өңдеуге арналған ЭСТҚ-АВҚ құрама қондырғысы

3. Мазутты вакуумда айдаудың екісатылы қондырғысы

4. Алынған мұнай өнімдердің классификациясы мен тауарлық сипаты

Технологиялық тәртібі:

Температура, ^оС

мұнайды жылуалмастырғыштарда қыздыру 200-300

бензинсізденген мұнайды түтікше пештің

иректерінде қыздыру 330-360

бензинсіздендіру колоннасынан шығатын булар 120-140

бензинсіздендіру колоннасының төменгі жағы 240-260

негізгі колоннадан шығатын булар 120-140

негізгі колоннаның төменгі жағы 340-355

бензинсіздендіру колоннасындағы

қысым, МПа 0,4-0,5

негізгі колоннаның қысымы, МПа 0,15-0,2

Тұзсызданған мұнай, сораппен 8 айдау арқылы екі параллель ағындармен жылуалмастырғыштардың 10, 11, 23, 26, 29 топтарынан өтеді және 200-220 °С дейін қыздырылып, колоннаның 2 ортаңғы бөлігіне түседі. Ректификациялық колонна 2 артық қысымда жұмыс істейді, кейбір қондырғыларда 0,45 МПа жетеді (36-сурет).

Тұрақтандыру колонналарынан 18 және 19 фракциялар 140-240 және 240-350 °С (немесе 140-220^оС, 220-350^оС) шығарылып, сораптардың 20 және 21 көмегімен тізбектей жалғанған аппараттарға айдалады: біріншісі - керосин фракциясы жылуалмастырғыш 23, ауамен салқындату аппараты 24 және сулы кожухтүтікшелі салқындатқыш 25; екіншісі - дизел фракциясы жылуалмастырғыш 26, салқындатқыш 27 және су салқындатқышы 28 арқылы өтеді.

Тұрақтандыру колоннасының төменгі тарелкасының астына қыздырылған су буы енгізіледі. Колоннаның 14 концентрациялық секциясының соңғы тарелкасынан ағатын ауыр буланбаған мұнай қалдығы сұйық қоспасымен, колоннадағы төменгі алты тарелкадан өтіп, қыздырылған су буымен үрленеді. Едәуір мөлшерде төмен қайнайтын фракциялардан босатылған мазут колоннаның 14 төменгі жағынан сораппен 13 жылу алмастырғыш 29 салқындатқыштар 30 және 31 арқылы резервуарға жіберіледі. Колоннада 14 екі айналым орошениесі бар, оларда мұнайдың жылуы жылуалмастырғыштарға 10 және 11 беріледі.

Мазутты вакуумда айдаудың екісатылы қондырғысы. Мақсаты - бір сатылы қондырғыларда алынған май дистилляттарымен салыстырғанда мейлінше тар фракциялық құрамды май дистиляттарын өндіру.

Мазут, сораппен 33 айдалады, пеш 3 иректеріне түскенге дейін алдымен дистилляттармен (жылуалмастырғыштар 29, 28, 22 - мазуттың бірінші ағыны; 25 және 24 - екінші ағын), ал содан кейін гудронмен жылуалмастырғыштарда 1 және 2 қыздырылады (37-сурет).

Вакуумдық колонна 6 мазутты солярға бөледі, ол вакуумды қабылдағышқа 7 жинақталады, гудрон сорғымен 5 колоннадан шығарылады. Қабылдағыш 7 теңестіргіш желімен жабдықталған. Жартылай жабық тарелкадан сораппен 4 соляр шығарылып, тізбектей жылуалмастырғыштан 29 және салқындатқыштан 32 өтеді. Салқындағаннан кейін оның бір бөлігі колоннаның 6 жоғарғы аймағына қайтарылады, ал артығы резервуарға (сызбада көрсетілмеген) бағытталады. Май дистилляты сораппен 8 алынады және жылутасымалдағыш ретінде аппараттар: жылуалмастырғыш 28, бу қазандық-кәдеге жаратушы 23 және су қыздырғыш 21 арқылы өтеді.

Бұл рециркулят салқындатқыштан 20 шыққаннан кейін колоннаның 6 ортаңғы аймағына түседі. Қабылдағыштан 7 кең фракциялық құрамдағы май дистиллятының баланстық мөлшері сораппен 9 пеш 10 иректері арқылы вакуум колоннасына 13 бағытталады. Бұл колоннаның өнімдері: жартылай бітеу тарелкаға жинақталатын парафинді дистиллят, тұрақтандырудың шығарылған секциясынан (колонна 14) сораппен 17 шығарылатын автол дистилляты және цилиндр дистилляты, сораппен 15 алдымен жылуалмастырғышқа 24, кейін қазандық-кәдеге жаратушы 26 және салқындатқышқа 27 (5.15-сурет) бағыттайды.

Сораппен 16 алынатын автол дистиллятының рециркуляцияланушы бөлігі аппараттарда 11 және 12 салқындайды және үш ағынмен колоннаның 13 ортаңғы аймағына беріледі. Автол дистиллятының баланстық мөлшерін сораппен 17 жылуалмастырғыш 22, қазандық-кәдеге жаратушы 30 және салқындатқыш 30 арқылы резервуарға бағыттайды.

37 - Сурет. Мазутты вакуумда айдаудың екісатылы қондырғысының технологиялық сызбасы

Мұнайды алғашқы өңдеуге арналған ЭСТҚ-АВҚ құрама қондырғысы. Мақсаты - кейінгі өңдеу немесе тауарлы өнім ретінде пайдалану үшін мұнайды фракцияларға бөлу.

Мұнай Т-1, Т-2, Т-3, Т-4, Т-6 жылу алмастырғыштарынан өтеді, онда ол шыққан өнімдердің жылуымен қызады, содан кейін бензинсіздендіру колоннасына К-1 түседі. Мұнайдан колоннада К-1 жеңіл бензин фракциясы бөлінеді, ол салқындатқыш-конденсаторда ХК-1 конденсацияланады және рефлюкс сыйымдылығында Е-1 жинақталады, одан тұрақтандырғышқа К-4 беріледі. Сондай-ақ сыйымдылықтан Е-1 газ бөлініп, компримирлеуге бағытталады (38-сурет).

Жартылай бензинсізденген мұнай К-1 төменгі жағынан түтікше пеш П-1 арқылы атмосфералық колоннаға К-2 бағытталады. Жартылай бензинсізденген мұнай ағынының бөлігі К-1-ге қайтарылып, ректификациялау үшін қажетті қосымша жылу жеткізеді. Колоннада К-2 мұнай бірнеше фракцияға бөлінеді. К-2 жоғарғы жағынан бу-фазасындағы ауыр бензин шығады, ол салқындатқыш-конденсаторда XК-2 конденсацияланады, содан кейін тұрақтандырғышқа К-4 түседі.

Температура, ^оС

Колоннаның К-1 алдында мұнайды қыздыру 210-230

пеште П-1 мұнайды қыздыру 320-360

пеште П-1 мазутты қыздыру 400-420

колоннаның К-1 асты 210-240

колоннаның К-2 асты 160-200

колоннаның К-5 асты 345-380

Артық қысым, кгс/см²

колоннаның К-1 үсті 3-4

колоннаның К-2 үсті 0,6-1

колоннаның К-4 үсті 7-11

Төменнің температурасын төмендету және дистиллятты фракцияларды мейлінше толық алу үшін колонналарға К-2 және К-5 су буын береді. К-2 және К-5 артық жылу айналымдағы орошениемен алынады. Тұрақтандыру колоннасында К-4 үстінен «тұрақтандыру басы» – сұйытылған көмірсутекті газдар, ал астынан - құрамында С₃ – С₄ көмірсутектері жоқ, тұрақтанған бензин алынады.

Алынған мұнай өнімдердің классификациясы мен тауарлық сипаты. Мұнай өңдеу саласының ассортименті олардың мақсатына байланысты газ тәрізді, сұйық және қатты мұнай өнімдерінің 500-ден астам атауын қамтиды. Мұнай өнімдерінің негізгі тобы отынның әр түрлі түрлері болып табылады. Іштен жану қозғалтқыштарында қолданылатын мотор отыны барлық мұнай өнімдерінің көлемінің 60% құрайды. Қозғалтқыш отыны - қозғалтқыштарда жану үшін пайдаланылатын ашық мұнай өнімдері. Қозғалтқыш түріне байланысты, карбюратор отыны (әртүрлі маркалар мен маркалы бензиндер), дизельдік немесе реактивті отын қолданылады. Көлік және стационарлы жылу қондырғыларын, сондай-ақ өнеркәсіптік пештерді пайдалану үшін қазандық отыны қолданылады. Оған әртүрлі маркалы мазуттар, сланц майлары, пеш отындары жатады. Қазандық отынынан басқа барлық мұнай отындары тазаланады. Мұнай өнімдерінің ассортименті тобының көлемі жағынан екінші орында мұнай майлары болып табылады. Жағар майлар үйкеліс күшті азайту және машина бөлшектері мен машиналардың үйкеліс беттеріне тозуды азайту үшін қолданылады. Жағар майлар материалдарына коррозияға қарсы тотықтырушы қосымдар қосылады. Көміртегі және тұтқыр материалдар мұнайдың өнімдерінің үшінші тобын құрайды. Олар вакуумдық айдау және мұнай айдау қалдықтарын тотықтыру арқылы алынады. Олар құрылыс және жол жұмыстарында, шатыр және оқшаулағыш материал ретінде және арнайы мақсаттарда қолданылады. Мұнай-химиялық шикізат, қатты көмірсутектер деп аталатын, парафинді мұнай фракцияларынан парафинді тазалау кезінде алынады.
_{Өзін-өзі тексеру сұрақтары}
1. Мұнайды алғашқы өңдеуге арналған ЭСТҚ-АҚ құрама қондырғысы туралы не білесіз?

2. Мұнайды алғашқы өңдеуге арналған ЭСТҚ-АВҚ құрама қондырғысы туралы баяндаңыз.

3. Мазутты вакуумда айдаудың екісатылы қондырғысы туралы не білесіз?

4. Алынған мұнай өнімдердің классификациясы мен тауарлық сипаты туралы не түсіндіңіз?

2. Каталитикалық крекинг процесінің физика-химиялық негіздері

3. Каталитикалық риформинг процесінің физика-химиялық негіздері

4. Гидрогендеу процесінің физика-химиялық негіздері

5.Полимерлеу процесінің физика-химиялық негіздері

6. Құрылымын өзгертіп өңдеу процестерінің тәртібі мен жылу эффектісі.

Ерекшеліктері:

1) жұптаспаған электроны бар С атомымен салыстырғанда β-қалып бойынша байланыстың үзілуі;

2) бір көміртек тізбегінен басқасына (құрлыстық изомерлену) радикалдың ауысуы сирек кездеседі;

3) жұптаспаған электрон бірінен басқасына (изомерлену-мысалы, метил тобының ығысуы жолымен) жылжуға қабілетсіз. ТК теориясы крекинг өнімдеріндегі этиленнің жоғарғы, метанның төменгі шығымдарын, α-олефиндердің біркелкі таралуын, изомеризация өнімдерінің болмауын және олефин/парафин арақатынасының жоғарғы мәндерін дәл түсіндіруге мүмкіндік береді. Бос радикалдық тізбекті төмендегідей:

1) инициирлеу сатысы-парафиндердің ТК кезінде, С-С байланыстарының гомолизін (үзілуін) қоса алғанда

3) метил радикалы сутегін үзіп тұрақты өнім (СН₄) және крекингке түсетін жоғарғы молекулалы R радикалын түзеді. Сондықтан крекингте (төменгі молекулалы көмірсутектер-бұлар жақсы) қанықпаған көмірсутектер көп, жоғарғы молекулалы қанықпаған көмірсутектер кокс түзуге әкеледі (бұл жақсы емес). Реакциялардың 1-4 қайталануы көп мөлшерде этилен және аздаған мөлшерде метан мен α-олефиндердің түзілуіне әкеледі.

Реакция (5) - біріншілік радикал RСН₂ басқа парафиннен сутегі радикалын үзіп алып, екіншілік бос радикал және кіші парафин көмірсутегін түзуге қабілетті, бірақ жылдамдығы аз, бұл оның біршама үлкен тұрақтылығына (СН₃ тұрақтылығымен салыстырғанда) сәйкес келеді;

6) ұзын тізбекті біріншілік радикал екіншілік немесе үшіншілік қалыптан сутегі радикалын үзіп (себебі ол екіншілік үшіншілік радикалмен салыстырғанда тұрақсыздау) тұйықталуы мүмкін. Реакциялар (5) және (6) маңызды - бұларда этилен аз және бензин көп түзіледі.

7) бос радикалдардың қосылуы нәтижесінде тізбектердің үзілуі (радикалдардың жойылуы) жүреді (жиі өткізілмейді), Н+R° → RH;     H+H → H₂.

Процестің бірінші сатысы үшін түзілген этилен және сутегінің жинақталуы тән, одан кейін екіншілік реакциялар-тығыздалу жүріп, мейлінше жоғарғы молекулалы радикалдар және тығыздалу өнімдері - қанықпаған көмірсутектер түзіледі.

Каталитикалық крекинг процесінің физика-химиялық негіздері. «Мұнай мен газ химиясы» курсынан АСК (қышқылдық тип) қатысында реакция негізінен карбоний-иондық механизм бойынша жүреді. Мұндай реакцияларға жататындар:

1) крекинг реакциясы;

2) изомеризация реакциясы (каталитикалық крекинг өнімдері құрамында изомерлі көмірсутектер болады, соның есебінен бензиннің ОС жоғары болады);

3) алкилдеу реакциялары;

4) полимеризация реакциялары;

5) алкилароматты көмірсутектерді деалкилдеу реакциялары;

6) Н₂ қайта бөліну реакциялары - мақсатты реакциялардың маңыздысы, бұл реакцияның нәтижесінде шикізаттың жоғарғы молекулалық бөлігі бірігіп, сутегіден айырлып коксқа айналады, ал төменгі молекулалық бөлігі керісінше сутегімен қанығады, яғни каталитикалық крекинг өнімдері термиялық крекинг өнімдерімен салыстырғанда мейлінше қаныққан және каталитикалық крекинг бензині тұрақтырақ;

7) кокс түзілу реакциясы - қажетсіз жанама реакция, термиялық крекингпен (кокс шығымы мұнда да көп) салыстырғанда интенсивті түрде жүреді және одан құтылу мүмкін емес, осыған байланысты крекинг катализаторы тез коксталады (реакция ұзақтығы 5-6 с, максимум 15 мин).

Термиялық крекингтен ерекшелігі көмірсутектердің таңдамалы өзгерістерін катализатор табиғаты, реакциялық аймақтағы қысым және температура анықтайды. Басқа тең жағдайлар кезінде катализатор бетіне полярлы көмірсутектер: бүйір тізбектері бар нафтендер → ароматикалық көмірсутектер → парафиндер адсорбцияланады.

Каталитикалық риформинг процесінің физика-химиялық негіздері. Катализатор қатынасында газдар немесе мұнай фракцияларын өңдеу процесін каталитикалық риформинг деп атайды. Процестің негізгі реакциялары көміртегі атомдары санын өзгертпей көмірсутегі молекулаларын қайта құру (реформа) болып табылады.

Каталитикалық риформинг процесінің негізіне екі негізгі реакциялар жатады:

1. 
   нафтендерді дегидрирлеу
   

C₆H₁₂ C₆H₆ + 3H₂

2. 
   парафиндердің дегидроциклизациясы
   

C₆H₁₄ C₆H₁₂ + H₂ C₆H₁₂ + 3H₂

4) нафтендердің изомеризация реакциясы. Гидрокрекинг реакцияларына біртекті реакциялар болып табылады.

Риформинг кезінде терең дегидрленудің жүруі есебінен кокс түзілу жүреді. Риформинг процесі металл катализаторлардың - Pt, Cr, Mo, Co, Pd қатысында жүреді. Олар дегидрлеу реакцияларын катализдейді. Изомеризация, циклизация және дегидрирлеу реакциялары бірмезгілде металдық және қышқылдық функциялары бар бифункционалды катализаторларды қолдануды талап етеді. Көбінесе катализатор тасымалдағыштардың қышқылдық қасиеті болады немесе катализаторды промоторлайды, яғни металл катализаторларды арнайы қышқылдық қасиет берумен промоторлайды және катализатор бифункционалды болады.

Шикізат

Егер процесс жоғарғы октанды бензиндер алуға арналған болса, онда шикізаттың бензин фракциялары сәйкес қайнау шектерінде болады.

Көбінесе 85–180°С фракцияларын қолданады. Төмен қайнайтын фракцияларды алдын-ала алып тастайды. Жоғарғы молекулалы бөлік коксты көп береді және катализатордың жұмыс істеу мерзімін төмендетуіне байланысты шикізаттың соңғы қайнауы шектеледі.

Егер риформинг ароматты көмірсутектер өндірісіне арналған болса, тар фракциялар қолданылады, мысалы 85–120°С бензол алу үшін, кейде бензол мен толуолды 85–140°С фракциясынан алады; 140–180°С фракциясы ксилолдар алу үшін қолданылады. Тар фракцияларды қолданудың мәні, негізінен бірсатылы реакцияларда дайын өнім беруі мүмкін көмірсутектердің жиынтығынан тұруы тиіс.

Риформинг катализаторлары уларға: күкірт, азот, қорғасын, су, оттегі және т.б. өте сезімтал.

Күкірт мөлшері Al–Pl катализаторы үшін 1 ÷ 10 ppm аспауы тиіс. Сондықтан риформинг шикізатын арнайы дайындаудан өткізеді.

Гидрогендеу процесінің физика-химиялық негіздері. Гидротазарту және гидроцесульфигаттау процестерінің үлесі 1978 жылы бастапқы өңдеуге% -бен 1978 ж. мәлімет бойынша біріншілік өңдеуге гидротазалау және гидрокүкіртсіздену процестерінің үлесі, %: КСРО - 11,5 %; АҚШ - 40,8 %; Жапония - 51,7 %; ФРГ - 31,6 %.

Процестің мәні. Мұнай фракциялаының және қалдықтарының сутегі қатысында түрлену процесін гидротазалау деп атайды. Бұл, әдетте, каталитикалық процестер.Гидротазалау кезінде қоспалар тауарлық өнімдерге қажетсіз немесе одан кейінгі өңдеудің каталитикалық процестеріне зиян келтірмес үшін, жаңартылатын шикізаттан алынып тасталады. Гидротазалау кезінде күкірт, азот, шайырлар, қанықпаған көмірсутектер мөлшері төмендейді. Металлорганикалық қосылыстар бұл процестегі катализатор бетіне тұнады. Егер гидротазалау крекинг үшін шикізат дайындаса, онда гидротазалау процесінің катализаторы одан кейінгі қолданылатын катализатордан арзан болуы тиіс, яғни келесі процестің катализаторымен салыстырғанда арзан болуы керек.

Реактивті отындар және дизель отындары, мазуттар, май фракциялары, вакуум газойлі және т.б. гидротазалаумен тазалайды.

Бұл гидрогенизациялық процестер таза гидрогенизациялық және бір мезгілде крекинг және гидрлену жүрсе деструктивті-гидрогенизациялық болады. Гидротазалау осы екі процестің арасында болады. Егер гидротазалау кезінде крекинг жүрсе онда шикізат және сутегі шығындалуына әкеледі. Сондықтан гидрлеу таңдамалы болуы тиіс.

Химиялық реакциялар

Меркаптандар күкіртті сутегіне және сәйкес көмірсутегіне дейін гидрленеді:

Дисульфидтер де осыған ұқсасгидрленеді: