Добавлен: 06.11.2023
Просмотров: 147
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Мұнайды қайта өңдеуде каталитикалық процестер өте кең таралған, бірақ осы уақытқа дейін бастапқы мұнайға каталитикалық әсермен айдау әрекеті іс жүзінде болған жоқ. Бұған қоса, РФ ға мұнай химия институтының озондалған мұнайды айдау жөніндегі жұмыстары да кірмейді. [54, 55]
Бірақ жанғыш қазбалар институтында белсенді каталитикалық композицияны қолдану арқылы көмірді күйдіру процесі әзірленді.
Молибден сульфидтері [56, 57]. Молибденді катализаторлар, олардың сульфидтері зертханалық тәжірибеде 1910-1911 жылдары пайда болды. Әртүрлі шикізатты гидрогенизациялау барысында Молибден ди - және трисульфидін сынау бойынша алғашқы жарияланымдар 30-шы жылға жатады [58-60].
Қазіргі уақытта жүздеген Молибден катализаторлары сипатталған және олар өнеркәсіптік практикаға берік кірді. 1976 жылы табылған оңтайлы арақатынасын, жалпы сомасын есептеп шығару да промоторами [61].
[62] катализатормен де, онсыз да тетралиннің концентрациясының артуымен көмір конверсиясының өсуі көрсетілген. Бұрын [63] құрамында дисульфид молибден бар катализатордың пайда болу мүмкіндігі көрсетілді; in situ каталитикалық жүйені қалыптастырудағы реакциялық массаның белсенді рөлі белгіленді.
Тағы бір жаңа процесс Эксон фирмасының каталитикалық гидроконверсия процесі болып табылады (Микрокат-РС). Процесс салыстырмалы қалыпты қысым мен температураларда жүргізіледі. Процесс барысында қалыптасатын карбонатты матрицасы бар металл сульфиді бар катализатордың жаңа бөлшектері шикізат бойынша біркелкі бөлінеді. Олардың аса ұсақ өлшемдеріне байланысты (диаметрде 1 мкм), әдетте, микрокатализатордың осы бөлшектері мұнайының әрбір текше сантиметрінде катализатордың әдеттегі бөлшектерін пайдаланатын гидроконверсия реакторларының басқа түрлерінде мүмкін болатындықтан бірнеше рет көп болады. Эго белсенді катализаторды табу үшін реагент немесе аралық заттың молекуласы қажетті бөлшектер мен аз уақыт арасындағы аз қашықтықтың пайда болуына әкеледі. Сонымен қатар, өзінің физикалық құрылымына байланысты микрокатализаторлар ауыр шикізатпен жұмыс істейтін қарапайым катализаторларды іздете алатын бірде-бір проблеманы ұмытуға ұшырамайды. Нәтижесінде шикізаттың конверсиясы 95 мамырға жетеді. %. Микрокатализаторлар ауыр мұнай шикізатының, мұнай құламасынан жасалған битумның сапасын арттыру мақсатында гидроконверсия кезінде, сондай-ақ көмірді күйдіру кезінде өзінің тиімділігін дәлелдеді. Мұндай катализаторлар дайындау оңай, олар құрамында жоғары металдар бар шикізатты өңдеу үшін тиімді,бұл оларды бір рет пайдалануды экономикалық мақсатқа сай етеді. Сонымен микрокатализаторлар өндірісі үшін шикізатқа қажеттілік ең аз, бұл әсіресе алыстағы орындар үшін маңызды [65, 66].
Микрокат-РС процесінде вакуумдық қалдықтар, микрокатализатор және сутегі реакторға беріледі. Бұдан әрі ағын нафтаны, дистиллятты және жеңіл газойльдің кейбір мөлшерін қамтитын сутегін, жеңіл газдарды және сұйық өнімдерді алу үшін жылдам айыру аймақтарына жіберіледі. Жылдам сепарация сатысынан алынған сұйық қалдық құрамында өңделмеген шикізат, микроқатализатор және шикізаттан алынған Барлық металдар бар 565° С дейін және 565° С астам фракцияларды алу үшін вакуумдық Дистилляция колоннасына беріледі. Микрокатализатор концентрациясының өте төмен болуына және кокстың түзілуіне ықпал ететін жағдайларды тиімді басуға байланысты Дистилляция процесі тіпті өте жоғары конверсия кезінде де вакуумдық қалдықта олардың болуы қиындатпайды. Микрокатализаторды қоса алғанда, қайтарылмаған шикізаттың шағын көлемі технологиялық мақсатта жағылуы мүмкін, не сутегіні өндіру үшін пайдаланылуы мүмкін ,ал катализатор күлден қайта өңделеді. [67].
1.6. Ауыр мұнайды терең өңдеу жөніндегі қазіргі заманғы және перспективалы мұнай өңдеу зауыттарының құрылымы
Мұнайды қайта өңдеу тереңдігінің жоғары дәрежесіне және экономиканың жақсаруына қайта өңдеу процестерін және сапаны арттыру процестерін біріктіру жолымен қол жеткізілуі мүмкін. Терең өңдеу битум, ауыр мазут немесе кокс сияқты қалдықтардың мөлшерін азайтады.
Ашық түсті мұнай өнімдерінің шығуын арттыру үшін деструктивті процестердің бірін немесе олардың комбинациясын пайдалануға болады. Әлемде ашық түсті мұнай өнімдерінің шығуын арттыруға бағытталған мұнай өңдеудің түрлі схемаларын әзірлеп, іске асырады. Мұнай өңдеу процесі мен схемасын таңдау әртүрлі технологиялық және экономикалық факторлармен анықталады. Олардың ішіндегі ең маңыздысына шикізаттың сипаты, өнімдердің қажетті ассортименті мен сапасы, процестің икемділігі, қоршаған ортаға әсері, қондырғыны салу мерзімі, капитал салу, пайдалану шығындары мен рентабельділігі жатады.
Әр түрлі деструктивті қайта өңдеу процестерінің экономикалық тиімділігін салыстыру кезінде ККФ және ГК өнімдерін тікелей тауар өнімдерінің компоненттері ретінде пайдалануға болатынын ескеру қажет, ал термиялық процестердің дистилляттарын алдын ала гидротазалау керек, оған жұмсалатын шығындарды МӨЗ нақты схемасынан тыс бағалау қиын [69].
Жоғары сапалы ақшыл мұнай өнімдерінің (оның ішінде реактивті және төмен өсетін дизель отынының) ең жоғары шығуы МК кезінде алынуы мүмкін. Бірақ бұл жағдайда ең көп күрделі салымдар мен пайдалану шығыстары қажет. ККФ процесі сондай-ақ ашық өнімдердің, әсіресе жоғары сапалы бензиннің жоғары шығуын алуға мүмкіндік береді, және де айтарлықтай аз шығынмен.
Жаңа құрылыс қолданыстағы МӨЗ-ді қайта құрудан әрқашан қымбат екені белгілі. Дегенмен, жаңа МӨЗ-ді жобалауда. ХХІ ғасырдың МӨЗ (11ЕР-21) жобасы ретінде Жапонияда әзірленген, төменде сипатталған "Болашақ зауытының" негізіне салынған идеялар қызығушылық танытады.
Бұл жобада мұнай өңдеу және қоршаған ортаны қорғау техпологиясы саласындағы негізгі ғылыми-техникалық жетістіктер ескерілген, бұл мұнайды қайта өңдеуді, мұнай-химия өнімдерін шығаруды, электр энергиясын өндіруді, сондай-ақ энергия үнемдеу принципін жүзеге асыруға мүмкіндік береді. МӨЗ схемасына Таяу шығыс аймақтарынан жоғары күкіртті ауыр мұнайды жылына 7,5 млн тонна өңдеуге есептелген дәстүрлі және жаңа технологиялық қондырғылар енгізілген.
МӨЗ - дің дәстүрлі схемасына 30%-дан астам күкіртті шикізаттан алып тастайтын аэробтық каталитикалық Ферер-ментацияға негізделген биокаталитикалық қамтамасыз ету қондырғысы қосылды. Мұндай тұзсыздандыру тәсілі кезінде сутегі талап етілмейді, соның салдарынан гидрогенизациялық процестер үшін оны жиынтық тұтыну төмендейді. Алайда, оттегі тұтыну біршама артады.
Жоғары сапалы мұнай өнімдері, мұнай-химия өнімдері, сутегі, электр энергиясы өндірісінің үйлесімі синергиялық әсер береді, сондай-ақ жоғары күкіртті ауыр мұнайды ұтымды өңдеуге мүмкіндік береді [71].
Сапалы отындарды алудың нақты технологиялық сұлбасын таңдау әр ел үшін ерекше және мотор отындары нарығының қанығуына, баға құрылымына, қолданыстағы қондырғыларды қайта жаңартуға және жаңа қондырғыларды салуға талап етілетін капитал салымдарына байланысты. Перспективалы МӨЗ құрудың елеулі тәжірибесі шетелде жинақталған, мұнда Гигант-зауыттармен қатар перспективалы қондырғылар жиынтығымен және өнімнің шектеулі номенклатурасымен шағын және орташа қуатты әртүрлі зауыттар жобаланады. Мәселені шешудің түбегейлі жолы-орташа қуатты принципті жаңа МӨЗ құру:
- экологиялық таза отын шығаруға бағытталған жаңа технологиялық процестермен;
- энер-мемлекеттік сақтауға ықпал ететін аралас энергетикалық циклдармен;
- МӨЗ тиімділігін арттыруды қамтамасыз ететін мұнай-химия өнімдерін өндіру дамыған.
Әлемдегі көптеген МӨЗ-ді қайта жаңартудың стратегиялық бағыты мұнай өңдеуді электр энергетикасымен ықпалдастыру болып табылады. АҚШ-тың, Батыс Еуропаның және басқа да елдердің бірқатар зауыттарында қазандық отынының сапасын жақсарту және энергияны үнемдеу үшін құрамдастырылған энергетикалық циклдарды қолдана бастады, бұл МӨЗ отындардың сапасын жақсарту проблемасын шешуге ғана емес, сонымен қатар электр энергиясын сатушылар болуға мүмкіндік береді.
АҚШ-та "Texaco Inc" зауытында."(Эльдорадо қ., Канзас штаты) құрамдастырылған энергетикалық циклдар ауыр қалдықтарды газдандырумен ұштасатын қондырғы құрылды. Оны пайдалану кезінде күкірттің жоғары құрамы бар қазандық отынының шығуы азаяды, жеңіл мұнай өнімдерінің шығуы артады, МӨЗ ішкі тұтыну үшін де, басқа жаққа жіберу үшін де электр энергиясы өндіріледі.
АҚШ-та МӨЗ үшін ауыр қалдықтарды газдандыру үдерістерімен үйлескен құрамдастырылған энергетикалық циклдердің кемінде 80 жобасы әзірленеді.
Құны 34 млн. "Lindsey" МӨЗ - де - "Fina Pie" компаниясының бірлескен кәсіпорнында жұмыс істей бастады."и 'Total Oil G. В. Ltd."(өнімділігі жылына 9,6 млн тонна тікелей айдау қондырғысымен).
Бұл қондырғы 38 МВт электр энергиясын және 140 т/сағ су буын шығаруға қабілетті. Бұл ретте газ турбиналық генератор МӨЗ қажеттілігінен асатын мөлшерде электр энергиясын өндіре алады. Электр энергиясының артық болуы ұлттық энергия желісіне түсетін болады. Электр энергиясын және буды алу кезінде отын ретінде ауыр мұнай қалдықтарын пайдаланады. Бұл іс - шара-төмен инвестициялы, энергия үнемдейтін және МӨЗ-дегі экологиялық жағдайды жақсартушы [73,74].
Каталитикалық крекингтің, каталитикалық гидрокрекингтің және изомеризацияның дәстүрлі процестерінен басқа, АҚШ-та бірқатар белгілі процестердің функцияларын біріктіретін принципті жаңа процесс қолданылады. Атап айтқанда, "Coastal Refming and Marketing" фирмасының зауытында (Корпус-Кристи, Техас штаты) каталитикалық крекинг, изомеризация, қамтамасыз ету және циклизация процестерін біріктіретін darsy (дерси) жаңа процесі пысықталатын демонстрациялық қондырғы іске қосылды. Darsy процесінің ерекшелігі-оны қолданыстағы жабдықта жүзеге асыру мүмкіндігі [75].
Ұсынылған схема құрамына барлық түзілетін термодеасфальтазат (9,2%) және гидрообессенсерлеу-гидрокрекинг процесі >350°С аз күкіртті дистиллят (18,4%) кіретін аз күкіртті қазандық отын туралы шамамен 27,6% ала отырып күкіртті мазутты өңдеуге мүмкіндік береді.
Термодеасфальтизатты тауарлық азольды коксты алу үшін баяу кокстеу шикізатының компоненті ретінде пайдалануға болады, оның шығуы мазутқа 7,2% дейін жеткізілуі мүмкін. Бұл жағдайда қазандық отын алынбайды,ал мотор отындарының максималды шығуы мазутқа 72% жетеді. Дистилляттарды гидрокрекинг - каталитикалық крекинг схемасы бойынша өңдеген кезде дизельді және бензинді фракциялардың шығуларын бір немесе екінші шығысын көбейту жолымен өзгертуге болады[75].
1.7. Қорытынды
Қазіргі заманғы өнеркәсіптік мұнай өңдеудің бастапқы сатысы отын (ашық) фракциялары мен мазуттарды ала отырып, кейіннен соңғыларын вакуумдық айдау және майлы дистилляттарды (газойльдерді) іріктеу арқылы атмосфералық қысым кезінде мұнайды ректификациялаудан тұрады. Бұл үдерістерді АВТ зауыттық қондырғыларында жүргізу кезінде отын фракцияларының шығысы н. к.-350° С екі немесе үш есе буланып, әдетте 45-50 Мамырда аспайды. майлы дистилляттар-20-25 мамыр. шикізат массасынан%. Мазуттарды және ауыр газойльдерді деструктивті қайта өңдеудің қосымша процестерінің (термиялық және термокаталитикалық крекинг, гидрокрекинг және т.б.) көмегімен дистиллятты фракциялардың жиынтық шығымын 65-76 мамырға дейін жеткізуге болады. % , бастапқы шикі мұнай массасының төрттен үш бөлігіне дейін ауыр қалдықтар - гудрон түрінде алынады. Мұнайды алғашқы айдағанда тікелей-қуысты отындардың төмен шығуларында, крекингтің қайталама деструктивті процестерін жүргізуге жұмсалатын көп шығындар қажет болғанда, ұтымды химиялық кәдеге жаратуға жатпайтын қалдықтардың көп мөлшерін құруда зауыттық мұнай өңдеудің көрсетілген дәстүрлі схемасының негізгі кемшіліктері болып табылады.
Мұнайды бастапқы айдау интенсификациясының жоғарыда қарастырылған әдістері бізге келесі қорытынды жасауға мүмкіндік береді:
- Қазақстанның әлемдік экономикалық нарыққа кіруі, мұнай компанияларының мұнай өңдеудің шикізат базасын кеңейту экономикалық тиімді дистиллятты тауар өнімдерін өндіруді ұлғайту мақсатында мұнай өнімдерінің күрделі дисперсиялық құрамына, масса алмасу процестерінде де, химиялық процестерде де әсер ету жолдарын іздестіру қажеттілігін анықтайды;
- жоғары сапалы айдау өнімдерін, әсіресе тікелей айдау отындарын алу мақсатында мұнайды айдау процесінің қандай да бір технологиялық параметрлерін өзгерту тиісті нәтиже бермейді. Ал мұнай өңдеудің технологиялық сұлбасының өзгеруі мен күрделенуі экономикалық шығындардың артуына алып келеді. Бұл ретте алынатын өнімдердің саны шамалы өзгереді;
- мұнай айдау кезінде көптеген белгілі активтендіруші қоспаларды пайдалану 3-5 мамыр аралығында Артық өзгертуге мүмкіндік бермейді. бастапқы шикізаттан % жеңіл фракциялардың шығуы.
- қазіргі уақытта әдебиеттің шолуынан көрініп тұрғандай, ашық дистилляттардың шығуын арттыруға және қайталама процестердегі ауыр қалдықтарға тиімді әсер етуге мүмкіндік беретін атмосфералық айдау сатысында Қайта өңделетін мұнайға химиялық әсер ету перспективалы болып табылады.Осылайша, біздің жұмысымыздың мақсаты тиімді катализаторды қолдана отырып, бірінші сатыда шикі мұнай өңдеу қарқынының жаңа жолдарын іздеу және дистилляттардың шығуы мен сапасын арттыру мақсатында қатардағы және ауыр мұнай өңдеу өндірісінің құрылымын сақтау болып табылады.
2-тарау.
Шикізаттың сипаттамасы. Эксперимент және талдау әдістері
2.1. Жұмыста пайдаланылатын шикізат пен Реактивтердің сипаттамасы
Жұмыста Окарем (Түркмения) кен орнының мұнайы және Мәскеу МӨЗ тауар паркінен Батыс Сібір мұнайының қоспасы, сондай-ақ осы мұнай мазуттары пайдаланылды. Қолданылатын шикізаттың сипаттамасы (кесте. 2.1).
2.1-кесте.
Шикізат сипаттамасы
Мұнай. Қолданылатын шикізаттың сипаттамасы (кесте. 2.1).
| № п.п. | шикі зат | с, % мае. | н, % мае. | S % мае. | Р' з кг/м | ВУ° | t° 1 қатуы °С | | |
| | | | | | | | | | |