Ромашкинское кен орны мұнайының жалпы сипаттамасы

КІРІСПЕ

 

Адамзаттың тіршілік ету тарихының бойына «адам» және «энергия» түсініктері үнемі бірге жүреді. Адам ең алғаш «от» ала бастағаннан-ақ, әр түрлі энергия түрлерін игере бастады және бұл процесс осы күнге дейін жалғасуда.

Қазіргі таңдағы энергия ресурстарының ішінде кең қолданылатыны – мұнай екендігі бәріне мәлім. Мұнай – теңдесі жоқ өте құнды пайдалы қазба.

Дүние жүзі бойынша мұнайдың қорлары сан алуан, мұнай қорлары ең бай елдерге: АҚШ, Сауд Аравиясы, Кувейт, Иран, Ирак, Венесуэла, Ливия, Алжир, Индонезия, Мексика, Ресей және т.б. Ресей мемлекетіндегі  1948 жылдан бері белгілі ірі кен орындарының бірі Ромашкинское кен орны. Мұнайдың дүние жүзіндегі потенциалды қоры 306 млрд.т құрайды. 

        2007 жылмен салыстырғанда әлемдік мұнай өндіру 3,8 %-ға артты. Осыдан мұнайды өндірудің артқанын ғана емес, алынатын тауарлық өнімдердің ассортименті бірнеше есе артып, мұнайхимиясында, химиялық синтезде, тұрмыста, ауыл шаруашылығында және де басқада өндіріс салаларында кеңінен қолданылыс тапқанын көреміз.

        Мұнайдың жерасты қорларының көптеп табылуымен қатар, мұнай өңдейтін зауыттардың да кең қанат жайып дамығанын байқаймыз. Отын және табиғи майлар өндіруде мұнай мен газдың үлесі өсуде. Олар бірден бір негізгі және жалғыз қорлар қатарына жатады. Мұнайөңдеу өндірісінің негізгі мақсаты – халық шаруашылығының жоғары сапалы мұнайөнімдеріне тұтынушылығын толық деңгейде қанағаттандыру және мұнайхимия, ақуыз-дәруменді концентраттар өнндірістерін шикізатпен қамтамасыз ету болып табылады. Мұнайды біріншілік айдау нәтижесінде немесе деструктивті процестер нәтижесінде алынған өнімдер тауарлық болып есептелмейді, себебі олар қосымша өңдеулерсіз іштен жану двигательдерінің және олардың механизмдерінің эксплуатациялық қасиеттеріне сәйкес келмейді. Тауарлық мұнайөнімдерді дайындау үшін қалдықтық және дистиляттық өнімдерді, әртүрлі процестер нәтижесінде шыққан, тазалауға және бөлуге ұшыратып, араластырып әртүрлі қосымшалар қосады.

       Қазіргі заманның талаптарына сай мұнайды өңдеу технологиясында гидротазалау процестеріне көп көңіл бөлінеді, жоғары индексті майлағыш майлар алу мақсатында гидрокрекингтің жаңа қондырғылары пайдалынылуда, күкіртті мұнайларды абсорбциялық және адсорбциялық тазалаудың жаңа әдістері зерттелуде [1]. 

       Зауыттың ағындық сызбасын таңдау кезінде келесі факторды ескеру қажет:

1. мұнайды қазандық отын ретінде пайдалануды минимальді түрге әкелетін

басқа да қол жетімді энергетикалық ресурстардың болуы;

2. мұнай өнімдерінің сол ірі облыстарда қажеттіліктің болуы;
3. бөлек шикізат немесе жартылай өнім ретінде мұнай химия өндірісінің

қажеттілігі;

4. өндірілетін мұнай өнімдерінің оптимальді қатынасының болуы -  бензин,

реактивті, дизельдік және қазандық отын;

5. өңделетін мұнайдың физико – химиялық қасиеті;
6. керек кезінде алынатын өнімдердің ассортиментін өзгертуге  мүмкіндік беретін әр процестің иілгіштігі жатады [2].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Әдеби шолу

 

1.1 Ромашкинское кен орны мұнайының жалпы сипаттамасы

 

Ромашкинское кен орны алғаш рет 1948 жылы ашылды. Ең алғаш 25-ші шілдеде 1948 жылы скважинаны зерттеген кезде, тәулігіне 120 тонна сусыз мұнай алынған. Кейін ол тек Татарстан мемлекеті емес, сонымен қатар дүние жүзіндегі ең үлкен кен орындардың бірі екендігі анықталған. Ақпараттарға сәйкес 2006 жылдың 1 қарашасындағы  мәлеметтер бойынша Ромашкинское кен орны мұнайының қоры 3,255 млрд баррельді құрап отыр. Мұнайқұрамды құмтастар девон және карбон дәуіріне жатады.

Әр кен орынның мұнайлары фракциондық құрамдарындағы – жеңіл, орта және ауыр қайнайтын фракциялары бойынша едәуір ерекшеленеді. Мұнай құрамындағы элементтердің сан алуандалығына байланысты әртүрлі кластарға жатқызылады.  Осындай талаптарға сәйкес Ромашкинское мұнайы күкіртті, орта және парафинді мұнайға жатады. Құрамындағы көміртек пен сутектің пайыздық қатынасы 85,1:13 [3].

 

 

  Кесте 1 - Ромашкинское мұнайының физико – химиялық қасиеттері

 

Мұнай	Тығыз-дық ρ420	200С-ғы тұтқырлық, сСт	Темпера-тура,0С		380С-ғы қаныққан бу қысымы,кПа	Парафин
			қату	от алу		мөлше-рі, %	балқу темпера-турасы
Ромашкин-ское	0,8620	14,2	-42	-38	58 (436)	5,1	50

 

 

  Кесте 2 - Мұнайдың құрамындағы  көмірсутек газдарының қасиеті (%)

 

Мұнай	С4-ке дейінгі көмірсутектер					С5 көмірсутектер
	барлық, мұнайға, (%)	С2Н6	С3Н8	изо – С4Н10	н- С4Н10	барлық, мұнайға, (%)	изо – С5Н12	н- С5Н12
Ромашкин-ское	2,87	6,25	37,3	13,59	42,86	2,24	44,2	55,8

 

 

 

 

 

 

  Кесте 3  -  Бензин фракциясының сипаттамасы

 

Мұнай	Тікелей айдалған бензин (б.қ. – 1800С)			Каталитикалық риформинг шикізаты (85 – 1800С)
	күкірттің мөлшері, %	октан саны		тығыздық ρ420	көмірсутек құрамы, %
		таза күйінде	0,82 г/кг ТЭС		арендер	цикло-алкандар	алкандар
Ромаш-кинское	0,032	48	-	0,7571	14	29	57

 

 

  Кесте 4 - Мұнайдан алынатын жеңіл керосин дистиллятының  сипаттамасы

 

Мұнай	Үлгінің температурасы 0С	Тығыздық ρ420	200С-ғы тұтқырлық, сСт	Температура, 0С		Мөлшері, %
				бастапқы кристаллизация	от алу (жабық тигельде)	ароматты көмірсутектер	күкірт
Ромаш-кинское	120-230	0,7795	1,27	-60	32	19,0	0,13

 

 

  Кесте 5  - Дизельді фракцияның сипаттамасы

 

Мұнай	Темпера-турасы 0С	Цетан саны	200С-ғы тұтқырлық, сСт	Темпера-тура,0С		Күкірт мөлшері,%
				қату	от алу
Ромашкинское	230-350	57	6,20	-17	117	1,22

 

 

  Кесте 6 - Мұнай құрамындағы фракциялардың потенциалдық құрамы, %

 

Айдалатын температура, 0С	Ромашкинское мұнайы
28	2,9
62	4,1
70	5,6
85	7,5
90	8,0
105	9,5
120	11,4
140	14,6
160	17,2
180	21,0
200	24,0
220	27,0
230	28,4
240	30,6
260	34,2
280	37,6
300	41,0
350	49,0
400	56,8
450	65,0
490	69,8
Қалдық	30,2

 

 

  Кесте 7  – Мұнайының құрамындағы май фракциялардың потенциалдық   құрамы,  %

 

Мұнай	Мұнайдағы май фракциялары, %
	дистилятты			Қалдықтық	Жалпы
	Төмен тұтқыр	Орта тұтқыр	Тұтқыр
Ромашкин-ское	7,2	3,1	3,3	3,7	17,3

         

 

          1.2 Ромашкинское кен орны мұнайын өңдеу технологиясының ағындық сызбасының  сипаттамасы

 

 Отын мен жағармайлар алу  мақсатында мұнайды өңдеудің  екі әдістер тобын бөледі: 1) индивидуалды көмірсутектерді өзгертпейтін әдістер; 2) индивидуалды көмірсутектердің термокаталитикалық деструкциялық әдістері. Бірінші топқа мұнайды тұзсыздандыру мен біріншілік айдау процестері жатады. Айдау мұнайдан табиғи бензин, дизельдік отын және басқа да фракцияларды  алу үшін қажет. Екінші тоқа индивидуалды көмірсутектердің термокаталитикалық деструкциясына негізделген процестер жатады, мұнайдан алынатын фракциялардың шығымдарын арттыруға қажет. Оларға термиялық және каталитикалық крекинг, каталитикалық риформинг, пиролиз, гидрокрекинг, алкилирлеу процестерін жатқызуға болады.

Ромашкинское кен орны мұнайын жалпы сипаттамаларына сәйкес, отынды-май бағыты бойынша өңдейді.

Мұнай өңдеудің технологиялық циклі алдымен ЭЛОУ тұзсыздандыру және сусыздандырудан басталады. Бұл процестің мақсаты – мұнайды өңдеуге жібермес бұрын құрамындағы сумен тұздан айыру. Эффективті тұзсыздандыру мен сусыздандыру мұнайды өңдеу кезіндегі технологиялық жабдықтардың коррозиясын бірнеше есе төмендетеді [4].

 

        Технологиялық режимі:

 

Температура, С°                                                                                                                                        

Қондырғыға түсетін шикі мұнайдың..........................................10-30

Горизонтальді электрдегидратордағы мұнайдың.....................120-140

                                                             

Электрдегидратордағы қысым, кгс/см²                                                                     

 

Горизонтальді электрдегидратордағы.......................................12-14

 

Шығындық көрсеткіштер (1т мұнайға) бөлек тұрған тұзсыздандыру қондырғыларына:

Су буы, ГДж.................................................................................0,15(0,035)

Электр энегиясы, кВт·сағ.............................................................2,5

Су, м³.............................................................................................0,2

Деэмульгатор - ионогенді, г.........................................................500-1000

 

        Мұнай құрамында тасымалдану және әрі қарай өңделу үшін 3 –4 мг/л тұз және 0,1% дейін су болуы шарт.

        Осындай құраммен шыққан мұнай АВТ қондырғысына жіберіледі. Мақсаты – мұнайды фракцияларға бөліп, әрі қарай өңдеп тауарлық өнімдер алу үшін. Қондырғыдан алынатын өнімдер:  көмірсутек газы, бензин фракциясы, керосин фракциясы, дизельді отын фракциясы, жеңіл, орта және ауыр дистиляттар, гудрон.

 

         Технологиялық режимі:

                     

Атмосфералық бағана, температура,С°  

Қоректендіруші.............................................................................365

  Бағананың жоғарғы жағы.............................................................146

180-230 С° фракцияның шығу жері..............................................196

Бірінші циркуляциялық шашыратуды беру жері........................216

230-280 С° фракцияның шығу жері..............................................246

Екінші циркуляциялық шашыратуды беру жері.........................260

289-360 С° фракцияның шығу жері..............................................312

Бағананың төменгі жағы................................................................342

 

Қысым, МПА

 

Бағананың жоғарғы жағында......................................................0,25

Вакуумдық бағана, температура, С°

Қоректендіруші............................................................................395

Бағананың жоғарғы жағы............................................................125

Кең май фракциясының шығу жері.............................................260

Қою фракцияның шығу жері.......................................................300

Бағананың төменгі жағы..............................................................352

Қысым, бағананың жоғарғы жағында, МПа...............................8,0

 

           АВТ қондырғысының шығындық көрсеткіштері (1т мұнайға):

 

Су буы, ГДж................................................................................0,1-0,15

Электр энегиясы, кВт·сағ................................................................0,025-0,035

Айналым суы, м³........................................................................3-7

Отын, кг......................................................................................25-35

 

Мұнайды АВТ қондырғысында өңдегеннен шығатын көмірсутек газдары қаныққан көмірсутектердің ГФУ жіберіледі. Бұл қондырғыға екіншілік өңдеудің де қаныққан газдары шикізат ретінде қолданылады. Негізгі мақсаты индивидуалды немесе жоғары таза көмірсутек газдарын алу.

Қондырғыдан құрғақ газ, сұйылтылған газ және сұйық бензин өнімдері алынады.

 

Технологиялық режимі:

                                           Төмен                   Жоғары             Қысым

                                                бөлігіндегі, С°       бөлігіндегі, С°      кгс/см²

 

Ректификациялық бағаналар:

 

К-1                                    110-115                  25-30                  26-28

К-2                                    145-155                  62-68                  12-14

К-3                                    110-115                  58-65                  20-22

К-4                                      80-85                    65-75                  10-12

К-5                                    120-125                  75-80                  3,0-4,0

К-6                                     95-170                   75-85                  3,5-4,5

 

Қаныққан көмірсутектердің ГФУ қондырғысының шығындық көрсеткіштері (1т шикізатқа):

 

 

  Су буы, ГДж...........................................................................2,9 (0,7)

  Электорэнегиясы, кВт·сағ.......................................................85

Айналым суы, м³.....................................................................9

Аммиак, кг...............................................................................0,04

 

Біріншілік өңдеуден шығарылған бензин фракциясы каталикалық риформинг қондырғысына жіберіледі. Бұл процестің мақсаты - автомобильдік бензинге жоғары октанды компоненттер алу. Риформинг процесі кезінде көмірсутектер негізгі үш типті реакцияларға түседі: ароматтандыру, изомеризация және гидрокрекинг. Процесс кезінде платина және фтор негізіндегі АП-56 катализаторы қолданылады. Процестің негізгі шикізат көзі болып мұнайдың біріншілік айдауынан алынған бензин фракциясы қолданылады, сонымен қатар басқада екіншілік өңдеу процестерінің бензин фракциялары қолданылады [5].

 

            Технологиялық режимі:

 

Температура, С°.....................................................................480-520

  Реактордағы қысым................................................................35

  Шикізатты берудің көлемдік жылдамдығы...........................1,5

  Сутек/шикізат мольдік қатынасы...........................................8-9

  Сутек құрамды газ циркуляциясының жиілігі, м³/м³............1500

 

Шығындық көрсеткіштер (1т шикізатқа):

 

  Су буы, ГДж...........................................................................0,6-0,8

  Электорэнегиясы, кВт·сағ......................................................20-30

  Айналым суы, м³.....................................................................3-10

Отын, кг.........................................................................................80-100                      Алюмоплатиналы катализатор, кг..............................................0,01-0,03

 

Каталитикалық риформинг процесінің нәтижесінде келесідей өнімдер алынады: риформат, яғни автомобильдік бензинге жоғары октанды компонент; көмірсутек газдары; тұрақтандыру басы және сутекқұрамды газ.

Біріншілік өңдеуден шығатын керосин фракциясы гидротазалау қондырғысына жіберіледі.

Гидротазалау – бензин, керосин, дизельдік отын, вакуумды газойль, майлар және парафиндерді екіншілік тазалаудың массалық процесінің бірі болып табылады. Бұл процесс каталитикалық процестердің эффективтілігін жоғарылатуға, атмосфераның күкірт оксидтерімен ластануын төмендетуге, мұнайдың құнды компаненнтерің утилизациялауға мүмкіндік береді.

Керосин фракциясын гидротазалаудың негізгі мақсаты – сапалы жарықтандыру керосинін алу болып табылады. Катализатор ретінде алюмокобальтмолибденді және алюмоникельмолибденді қолданылады.

     

Технологиялық режимі:

 

Температура, С°.....................................................................380

Қысым, МПа...........................................................................2-4

Шикізатты беру жылдамдығы, сағ-1......................................8-10

 

Гидротазалау нәтижесінде алынатын өнімдер: көмірсутекті газдар, гидротазартылған керосин, бензин және күкіртсутек [6].

АВТ қондырғысынан алынған дизельдік отын фракциясы гидротазалауға жіберіледі. Ол дизельдік отынның құрамындағы күкіртті қосылыстармен қатар басқада гетероатомды қосылыстардан да тазартады.

 

           Технологиялық режимі:

 

 Температура, С°.....................................................................350-450

 Қысым, МПа...........................................................................3-4

 Шикізатты беру жылдамдығы, сағ-1......................................1-3

 СҚГ арақатынасы, нм³/м³.......................................................300-600

 

          Шығындық көрсеткіштер (1т шикізатқа):

 

 Су буы, ГДж............................................................................0,17-0,25

 Электр энегиясы, кВт·сағ........................................................15-20

 Айналым суы, м³......................................................................6-8

 Отын, кг...................................................................................15-22

 Алюмокобальтмолибденді катализатор, кг............................0,015-0,02

 Сутектің химиялық шығыны, м³/м³ шикізатқа.......................15-30

 

Шикізатқа сутектің шығыны 0,16-0,45% құрайды, бұның жартысы органикалық күкіртті гидрлеуге кетеді. Катализатор ретінде алюмокобальтмолибденді және алюмоникельмолибденді қолданылады.

Біріншілік өңдеуден алынатын жеңіл, орта және ауыр дистилятты май фракциялары селективті еріткіштермен тазартылуға жіберіледі. Жағар майлардың тұтқырлық температуралық қасиеттерін және түсін жақсартуға, кокстелуін төмендетіп, тұтқырлық индексін жоғарлатуға негізделген шайырлы және полициклді ароматты көмірсутектерді жою процесі. Селективті еріткіш ретінде фенол қолданылады. Процестің негізгі көрсеткіші ерітікштің еріту қасиеттерімен талғампаздылығы табылады.

 

           Технологиялық режимі:

 

            Ерітінді:шикізат қатынасы..........................................................(1,5÷2):1

            Экстракциондық бағанадағы температура, С°

            Жоғары...........................................................................................73-76

            Төмені............................................................................................65-68

        

            Экстракционды бағанаға фенолды суды беру, % фенолға:

 

            Жоғары...........................................................................................1-3

            Төмені.............................................................................................2-4

 

          Селективті еріткішпен май дистилляттарын тазалаған кезде жеңіл, орта және тұтқыр рафинаттар және экстракт алынады [7].

           АВТ қондырғысынан алынған гудрон фракциясы екіге бөлініп, жартысы деасфальтизацияға ал қалған бөлігі битум өндірісіне жіберіледі.

         Деасфальтизация процесінің бағытталуы талғампаз еріткіштер арқылы  асфальтті-шайырлы және полициклды ароматты қосылыстардан тазарту. Еріткіш ретінде пропан қолданылады. Процестің нәтижесінде деасфальтизат пен асфальт алынады. Деасфальтизат – қалдықтық май өндірісінде аралық өнім ретінде қолданылады. Асфальт – битум өндірісінде немесе қазандық отынға компонент ретінде қолданылады.

 

 Технологиялық режимі:

 

         Экстракция блогі

                                                                                   I саты (К-1)        II саты (К-2)

 

 Пропан:шикізат көлемдік қатынасы                  6:1-8:1                8:1-10:1

 Қысым, кгс/см²                                                  42-46                  38-42

        Температура, С°                  

Жоғары                                                      80-88                  70-75

Төмені                                                        50-65                  45-55

 

           Регенерация блогі

 

Қысым, кгс/см² 

                                                                         

  К-3, К-6, К-7 бағаналарында..........................................................1

  Т-2, Т-3 буланғыштарында және К-4 буланғыш...........................27

  Т-4 буланғышында және К-5 буланғыш........................................18

 

   Температура, С°

 

  Т-2, Т-3 буланғыштарында...........................................................500-100

  Т-4 буланғышында........................................................................150

 

Шығындық көрсеткіштер, фенолды тазалау кезінде (1т рафинатқа):

 

 Бу, ГДж........................................................................................0,55-1,1

  Электр энегиясы, кВт·сағ.............................................................8-15

  Айналым суы, м³..........................................................................9-18

  Отын, кг........................................................................................50-100

Еріткіш, кг....................................................................................0,6-0,5

 

АВТ қондырғысынан шығатын гудронның жарты бөлігі битум өндірісіне жіберіледі. Бұл процесстің негізгі бағытталуы – әртүрлі сортты және маркалы битумдар алу. Шикізаты ретінде атмосфералық-вакуумдық айдаудан шыққан гудрон ғана емес май өндірісінен шығатын асфальттар мен экстракттар қолданылады. Ал қондырғыдан жол және құрылыс битумдары алынады [8].

 

Технологиялық режимі:

 

   Температура, С°

 

          Қондырғыға кірердегі шикізаттың..............................................100-120

            Р-1 – Р-4 тотығу............................................................................260

 Х-2, Х-3, Х-4 кейінгі битумның...................................................170