Кіріспе. Мұнай мен оның әлемдік экономикадағы ролі. Органикалық заттардың өнеркәсібінің негізгі бағыттары

Әртүрлі жанғыш қазбаларды өндіру, түрлендіру және әртүрлі энергияларды (жылулық, электрлік) болумен айналысатын өнеркәсіптер жиынтығы отынды-энергетикалық комплекс (топливно-энергетический комплекс) ОЭК деп аталады. Мұнайгаз комплексі ОЭКтің экономикалық маңызды бөлігі болып табылады. МГК құрамына мұнайөндіруші, мұнайгаз өңдеуші, мұнайгазхимиясы және мұнай, газоконденсат, табиғи газ олардың өнімдерін тасымалдау өнеркәсіптері кіреді. Органикалық энергиятасымалдаушылар арасында мұнай мен газдың ролі ерекше. Олар энергия көзі болып қана қоймайды сонымен қатар құнды химиялық шикізат болып табылады. Мұнай мен газ мемлекеттің экономикасы мен техникалық потенциалын анықтап қана қоймайды, сонымен қатар елдің саясатына да ықпал етеді.

Мұнайдың әлемдік өндірілетін қоры 141,3 млрд. т деп бағаланып отыр. Егер қазіргі кездегі мұнайды өндіру қарқынымен есептесе оның қоры 42 жылға ғана жетеді. Бұл қордың 66,4% жақын және ортаңғы шығыс үлесіне тиеді. Бұл региондарда мұнайдың қоры өте үлкен ғана емес, сонымен қатар онда мұнайдың зор қазбалары шоғырланған. Осы региондар ішінде бірінші орында Сауд Арабиясы онда мұнайдың әлемдік қорының төрттен бірі шоғырланған. Сондай ақ осы регионда Иракта, Иранда, Кувейтте де әлемдік мұнай қорының негізгі бөлігі шоғырланған. 2-ші орында Америкалық континент тұр. Онда әлемдік мұнай қорының 14,5 % шоғырланған. Африкада – 6,9 % (Ливия, Нигерия, Алжир). Осы кезге дейін Батыс Европада мұнай мен газ аз деп саналды. Бірақ соңғы кезде британдық (0,5 млрд.тонна) және норвеждік (1,5млрд.т) территорияларда ірі қазбалар ашылды.

Шығыс Европа (бұрынғы социалистік елдер) мен ТМД де әлемдік мұнай қорының 5,7 пайызы шоғырланған. Оның 4,7 % Ресейдің үлесі. Ал Қазақстанда әлемдік мұнай қорының 0,53% шоғырланған. Азия-Тынық мұхит региондары Қытайда 2,3%, Индонезияда 0,5 % Индия Малазия мен Австралияда 1% шоғырланған.

Мұнай мен газдың қазбалары (кенорындары) үлкен бөлігі теңіздерде. Қазіргі кезде мұнай мен газ 5 мұхиттың да түбінде табылған. Қазіргі кезде жалпы өндіріліп отырған мұнайдың үштен бірі теңізден шығарылады. Негізгі региондар Персия шығанағы, Мексика шығанағы Каспий және солтүстік теңіз. Негізгі мұнайөндіруші елдер қатарына 15 ел кіреді, оларды «миллионерлер клубы» деп атайды (мұнайды өндірудің тәуліктік үлесі 1 млн баррель, 1 баррель-159л): Ресей-420, Сауд Арабиясы-418, Мексика 160, Ұлыбритания-110, Ирак-100, Нигерия-100, АҚШ-285, Иран-170, Қытай-170, Венесуэла-120, Норвегия-150, Индонезия-100, Канада-100, Кувейт-80, Ливия-75.

Әлемдік практикада әлемдік сұранысқа сай белгілі деңгейде мұнай бағасын ұстау үшін мұнай өңдіруге квота орнатылады. Әлемдік мұнай нарығының конъюнктурасы көптеген экономикалық және саяси сипатты факторлардан тәуелді. Мысалы, 1997 жылы ОПЕК өндіруге квотаны төмендетті. Бұл бір баррелге 9-12 долларға төмендеуімен туындады.

ОПЕК – мұнайды экспортқа шығаратын елдер бірлдестігі (Сауд Арабиясы, Иран, Венесуэла, БАӘ, кувейт, Нигерия, Ливия, Алжир, Ирак, Катар, Габон, Индонезия)

Ірі мұнайөңдеу зауыттары. Тәулігіне 817 мың баррел/т мұнай өндіретін әлемдегі ең ірі МҰЗ Оңтүстік Кореяда орналасқан және SK компаниясына жатады. Тізімдегі 15 ірі зауытқа сонымен бірге Оңтүстік Кореядағы LG-Galtex пен Exxon Mobil, Сингапурдағы Exxon Mobil мен Shell, АҚШ тағы екі Exxon Mobil зауыты, 2 американдық зауыт, Индия мен Ирандағы, Сауд арабиясындағы бір зауыт жатады. Осы тізімде ресейдің Ангарскідегі МӨЗ 10шы орынды алады.

Ірі мұнайөңдеуші компаниялар. Exxon Mobil Corp, Roual Dutch/Shell және ВР компанияларының мықтылығы бәрінен жоғары. 2001 жылдың қазанында Сhevron мен Texaco компанияларының бірігуі аяқталды.

Б, К, Д, А, ЖП, СГ, Р – МӨЗ алынатын сәйкесті бензиндер, сұйық парафиндер, сұйытылған газдар, еріткіштердің, ароматты көмірсутектердің мөлшері, мың.т/жылына;

Мұнайды өңдеу тереңдігін мына формула бойынша есептейді (% масс)

НП, ТМ – МӨЗ тауарлы мұнайөнімдерінің және топочты марка (ТМ) мөлшері, мың.т/жылына, П-шығындар, мың.т/жылына, М- МӨЗ мықтылығы, мың т/жылына.

Барлық мұнай бизнесі мұнай компанияларымен жүзеге асады. Қазіргі кезде әлемде 500 ден аса мұнаймен айналысатын компания бар. Оның бірі тек мұнай өндірумен, екіншісі өңдеумен ал үшіншісі мұнайхимия өнімдерімен айналысады. Дегенмен де әлемде мұнай бизнесінің көптеген бөлігін 20-30 вертикалды интеграцияланған мұнай компаниялары жүргізеді. ВИНК – бұл компанияда барлық мұнай бизнесі жинақталған, яғни оны өндіруден, тасымалдаудан, мұнайхимиясы мен мұнайөңдеу өнімдерінен өнім алуға әрі дайын өнімді реализациялау мен маркетингтеуге дейін.

Химия өнеркәсібінде маңызды орынның бірі органикалық заттардың өндірісі. Негізгі органикалық және мұнайхимиялық синтез өнеркәсібі мұнай мен газдың көмірсутектеріне базаланады. Көмірсутектік шикізат ретінде мыналар қолданылады:

1. 
   Қаныққан көмірсутектер (газтәрізді, сұйық және қатты)
   
2. 
   Қанықпаған көмірсутектер (олефиндер, диендер мен ацетилен)
   
3. 
   Ароматты көмірсутектер
   
4. 
   Циклді көмірсутектер (нафтенді, циклоолефинді мен циклодиендер).
   

Органикалық және мұнайхимиялық синтез үшін негізгі көзі болып табылады: ілеспелі мұнай газы, газды бензин, табиғи газ, мұнайзауыттық газдар, газконденсатты кенорындарының сұйық және газтәрізді көмірсутектері, сұйық мұнайөнімдері (дистилляттар мен мұнайөнімдерінің қалдықтары).

Ілеспелі мұнай газы метаннан пентанға дейінгі қаныққан көмірсутектерден тұрады да құрамында бірқатар инертті газдар мөлшері болады; бірқатар кенорындарының ілеспелі газдарында бос күкіртсутек болады. Ережеге сай, ілеспелі мұнай газдарында көмірсутек компоненттерінің біршама мөлшері – мұнайхимия үшін құнды шикізат болып табылатын этан, пропан мен бутан болады. Олардың ресурстары жеткілікті көп мөлшерде мысалы, бірқатар мұнай кендерінің орташа газды факторлары 95-112 м³/т құрайды (газды фактор дегеніміз ілеспелі газдың мөлшері м³, ол 1 т өнген мұнай келетін).

Мұнайөңдеу зауытының газ құрамы осы зауытта қандай процестер жүзеге асатынымен байланысты. Газдың негізгі көзі мұнайды деструктивті өңдеу процесі болып табылады (крекинг, коксование, риформинг). Кокстену мен крекинг газдарында бірқатар қаныққан көмірсутектермен қатар біршама олефиндер мен сутек мөлшері болады. Каталитикалық риформинг газы сутекпен байыған және тек қаныққан көмірсутектер болады. әртүрлі мұнайөңдеу процестерінде бөлінетін газдар құрамының мұндай ерекшілігі әртүрлі зауыттағы газдар құрамы мен бір зауыт аумағындағы газ құрамының тербелісінің ерекшелігіне негізделген. Мұнайзауыттық газдардың құрамының тұрақсыздығы оның өңделуін біршама қиындатады.

Соңғы жылдары мұнай мен газдың қоры төмендеуімен байланысты, барлық әлемде мұнайхимия синтезі үшін альтернативті көздері ізделуде. Оларға жататындар: көмірді газификациялау және құрғақ айдау өнімдері; қайтадан орнына келген шикізаттың өңдеу өнімдері – биомассалар, ережеге сай, молекулалық массасы мен кластары әртүрлі көмірсутектердің қоспасы..

1. Органикалық синтез шикізаты мен энергияның негізгі көздері.

2. Отын-энергетикалық комплекс ролі мен оның қолданылуы.

3.Органикалық заттар өндірісіндегі қолданылатын көмірсутектік шикізаттардың негізгі түрлері.

Ұңғыда дайындаудың мақсаты мұнайдың сапасын стандарт талаптарына сай келетін жағдайға жеткізу.

Ұңғыда дайындалған мұнайдың тауарлық сапасы келесі белгілеріне сай жіктеледі (кесте1):

- жалпы күкірт құрамы бойынша (4 сыныпты);

- тығыздығы бойынша ……(5 типті) ;

- су мен хлорлы тұздар құрамы бойынша (3 топ);

- күкіртсутек пен жеңіл меркаптандар құрамы бойынша (3 түрі);

Кесте 1

51858-2002 МЕСТ Р бойынша мұнай ұңғысында дайындалған мұнай сапасына қойылатын талаптар мен жіктелуі

Көрсеткіштері	Класс	Типі	Тобы			Түрі
Күкірттің массалық үлесі,%: 0,6 дейін – азкүкіртті 0,6-1,80 – күкіртті 1,80-3,50 – жоғары күкіртті 3,50 көп–аса жоғарыкүкіртті	1 2 3 4		1	2	3	1	2	3
20ºСтағы тығыздық, кг/м3: 830дейін – ең жеңіл 830,1-870,0 – жеңіл 850,1-870,0 – орташа 870,1-895,0-ауыр 895,0дан жоғары-битумды		0(0э) 1(1э) 2(2э) 3(3э) 4(4э)
Судың массалық үлесі, % көп емес Хлорлы тұздар концентрациясы, мг/дм3, көп емес Механикалық қоспа құрамы, % масс., көп емес Қаныққан бу қысымы: кПа мм.сын.бағ.			0,5 100 0,05 66,7 500	0,5 300 0,05 66,7 500	1,0 900 0,05 66,7 500
Массалық үлесі, %, көп емес: Күкіртсутек Метил- и этилмеркаптандар						20 40	50 60	100 100

Одан басқа, 15⁰ С тығыздығы бойынша анықталатын экспортқа шығатын, мұнай түрлері қосымша келесі көрсеткіштермен сипатталады:

Фракция шығымы %, кем емес Оэ 1э 2э 3э 4э

Температураға дейін: 200°С 30 27 21 - -

300°С 52 47 42 - -

400°С 62 57 53 - -

Парафиннің массалық үлесі %,

Көп емес 6,2 6,0 6,0 - -

Мұнай маркасының шартты белгіленуі төрт цифрдан тұрады, олар мұнайдың сыныбын, типін, тобын және түрін көрсетеді. Мысалы, мұнай маркасы 2, 2э, 1, 2 болса онда ол күкіртті, экспортқа шыға алатын, орташа тығыздықты, ұңғыда дайындалу сапасы бойынша 1-ші топқа және H₂S пен жеңіл меркаптандар құрамы бойынша – 2-ші түрге сай келетінін білдіреді.

Мұнай ұңғысында мұнайды әртүрлі жүйемен дайындап, эксплуатациялайды.

Ұңғыда мұнайды дайындап, жинаудың орташаланған жүйесінің принципті кескіні келесідей:

Бұрғының бірнеше тобынан шикі мұнай автоматтанған өлшеуші қондырғылар тобына түседі (АӨТҚ), онда әр бұрғының дебиті өлшенеді. Сосын мұнай дожимді сорғышты станцияға түседі (ДСС), онда мұнайдан газ бөлінуі жүреді – 1-ші сепарация сатысы (1), алдын ала су (2) мен механикалық қоспалар бөлінеді (3). Газдың негізгі мөлшері бөлінгеннен кейін мұнайпластты сумен және газдың қалдығымен екінші дәрежелі сеператорға түседі

Газосепаратордан кейін мұнайда еріген газдар 4% масс дейін болады. Ұңғыда мұнай тұрақтануын оны тасымалдағанда шығымын қысқарту мақсатында жүзеге асырады. Одан басқа, мұнайда газдың болуы құбырда газды түйіндер түзілуін туғызады да ол тартып алуды қиындатады.

Құрамында еріген газы аз болатын ұңғыдағы мұнайды тұрақтандыру үшін бірбағанды қондырғы қолданады (1,5% масс дейін). Мұнайда газ құрамы үлкен болған жағдайда екібағанда тұрақтандыру қондырғысы қолданылады. Мұнайды тұрақтандыру нәтижесінде жеңіл көмірсутектердің кең фракциясын (ЖККФ) метаннан гептанға дейін және одан жоғары. Бұл фракцияның құрамы тұрақтанған мұнай сапасымен және тұрақтандыру әдісімен анықталады.

Мұнайды тұрақтандырудың екібағанды қондырғысының технологиялық кескіні мынадый (сорғышсыз және ағындардың жылу алмасу кескінісіз):

(ол метан мен этаннан тұрады), ал төменнен – конденсирленген бензин, оны жылуалмастырғышта қыздырғаннан кейін тұрақтандыру үшін К-2 бағанына бағыттайды. К-2 қысымды 1,3-1,5 МПа шегінде береді (себебі мұнда бензинді конденсациялау талап етілмейді, ал майлы газды ол негізінен пропан мен бутаннан тұрады). К-2 төменгі жағындағы температураны мына шекте 130-160°С болады, тұрақты бензиннің циркулденуші бөлігін бу қайнатқышы арқылы рециркуляцией части стабильного бензина через паровой кипятильник. К-2 төмен жағының температурасын 130-160°С шегінде бу қайнатқышы арқылы тұрақтанған бензин бөлігін рециркуляциялануын реттейді. К-2 жоғарғы бөлігінің талап етілетін (40-50°С) температурасын суық орошения түрінде сығылған газдың берілген бөлігі қамтамасыз етеді. К-2 жоғарғы жағынан газ шығады, оның ауыр бөлігі (пропан мен бутан) конденсатор-мұздатқышта конденсацияланып, С-2ге конденсацияланбаған құрғақ бөлігі бөлінеді.

МӨЗ келген мұнай, МЕСТ нормативтеріне сай келесі топтарға бөлінеді: