Мұнай құрамын парафиннен тазалау әдістері және тиімділігі (1)
Мұнай өңдеу және мұнай химия өнеркәсібіауыр өнеркәсіптердің жетекші салалардың бірі болып табылады.
Мұнай өнімдеріне қойылатын негізгі талаптардың бірі – олардың төмен температураларында жылғыштығы. Отындар мен майлардың жылжығыштығының жоғалуы қатты көмірсутектердің температурасының төмендеуінен мұнай фракцияларының ерітінділерінен сұйық фазаны байланыстырушы құрылымдық жүйе түзелуімен қарастырылады.
Мұнайды өндеу өнеркәсібінің мақсаты мұнай өнімін арттыру тиімді пайдалану, өңдеу шараларын, одан әрі жетілдіру, қайта өңдеу болып табылады. Негізінен, мұнайдың төмен температурада қайнайтын майлы фракцияларында, қалыпты құрамды құрылымды парафин көмірсутектері болады. Құбырдың ішкі бетінде температураның төмендеуіне байланысты, мұнайдың газсыздануының әсерінен парафиннің қабаттану қалыңдығы өсе бастайды.
Парафинсіздендіру процессі рафинаттардан қатты көмірсутектерді жоюға негізделген, төмен температурада майлардың жылжымалылығын жоюына әсер етеді.
Парафинсіздендіру процессінің негізі, рафинат еріткіште немесе еріткіштер қоспасында ерітілуі, одан кейін төменгі температураға дейін салқындатылып қатты көмірсутектерден түзілуінен тұрады.
Парафинсіздендіру экстракция процессінің бір турі болып келеді, экстрактивті кристаллизация мен әртүрлі майлардың көмірсутектерінің компоненттеріне негізделген.
Мұнайдың массасының көпшілігінде, оның құрамы мен құрылысындағы сутек пен көмірсутек молекуларының ара қатынасы бойынша үштурлі көмірсутегі тізбектері дараланады, олар:
1) парафиндік көмірсутер (қанық) немесе алкандар,
2) нафтендік, көмірсутер
3) хошиісті көмірсутер.
Парафинсіздендіру процессінің негізгі нәтижесі парафинсіздірілген май алу болып табылады.
Парафинді көмірсутектердің (алкандардың) олардың жалпы формуласы:
CnH2n+2
(n-көмірсутек атомының саны).
Мұнайда, жалпы алғанда парафиндік және нафтенді көмірсутектер басым болып келеді.
Мұнай кен орындарында жүргізілген көптеген зерттеу және талдау жұмыстарының нәтижесінде парафиннің құрамы мен олардың тұнбалану қарқындылығында өзара байланыс жоқ екенділігі байқалады.
Мұнайлы көмірсутектерінің құрамы бойынша әртүрлі немесе алуан түрлі болады. Кен орындарынан мұнайды игеру барысында парафин бөлінбейді. Парафиннің ұсақ бөлшектері еріген күйде мұнай құрамында қалып, сұйық ағынымен айдалып кетеді.
Мұнай өндіру процесінде парафиннің қат-қабаттануымен күресу әдістерін таңдамас бұрын, мұнайдың құрамындағы парафиннің физикалық және химимялық қасиеттерін анықтап білу қажет болады.
Құрамында қатты көмірсутегілер болуына байланысты мұнайдың кұрамында 0,2 %ден 30%-ға дейін парафин кездеседі.
Мұнай құрамындағы парафин мөлшері тұрғысынан үшке бөлінеді: аз парафинді ( яғни парафин 1,5%-ға дейін), парафинді ( яғни парафин 1,5%-дан 6,0%-ға дейін), мол парафинді (яғни парафин 6,0%-дан жоғары).Парафиннің мұнайда қатты бөлшектері пайда болатын температура кристалдану температурасы деп аталады. Ол мұнай түріне және парафин фракциясының құрамының әртүрлі болуына байланысты. Парафинның балқу температурасы +270С-тан +710С-қа дейін болады. Парафиннен мұнайды тазалау процесі-мұнай майларын өндірудің ең күрделі, көп еңбекті қажет етеді және еңқымбат бағаланатын процесс. Оны экономикалық тұрғыдан алғандағы жағынан тиімділігі суспензияларды сүзу жылдамдығына байланысты; суыту процессінде шикізат ерігішпен бірге қатты көмірсутектер кристалдарының құрылымымен анықталады, себебі қатты фазаның сұйық фазадан толық бөлінуі олардың мөлшеріне және жылдамдығына байланысты болады.
Ұнғыманың жұмыс жағдайын парафинның қат-қабатталуынан қорғау үшін әр түрлі әдістер қолданылады.
Парафинның қат-қабатталуынан пайдаланатыннегізгі әдістерді төрт топқа бөлуге болады, олар:
1. механикалық әдістері:,
а)серпелі қырғышты пайдалану аркылы;
б) ұшатын деп аталатын автоматты қырғышты пайдалану;
2. жылулық әдістері:
а) құбыр бағанасын жылыту арқылы қыздырылған буды құбыр аралық кеңістікке айдау;
б) құбырды жылыту арқылы ыстық мұнайды айдау;
в) ыстық мұнайды айдау арқылы ұңғыманы парафинсіздендіру;
3. әр-түрлі еріткіштерді қолдану арқылы құбырды парафинныңқат-қабаттанудан сақтау.
4. Химиялық қоспаларды пайдалану арқылы.
Парафин құбырлардықат-қабаттанудан тазарту мақсатында оның құрамына және тағыда басқа өзге де ерекшеліктеріне байланысты, әр жағдайда әр түрлі әдістер қолданылады. Жылу әдістерімен парафинді жою үшін жылжымалы автокөліктер немесе шынжырлы жүрісті бу генераторлы қондырғылар ППУ-3 қолданылады, оның өнімділігі – 1т/сағ., қыздыру температурасы +310оС.Бу қондырғытаза суды буландыруға қажетті арнаулы қазаннан тұрады.
Нысандарды парафиннен алыстауға қажетті еріткіш ретінде жеңіл бензин сұйытылган пропан, ацетон,метилэлектонды, метилизобутилкетон пайдалануға болады. Майларды еріту үшін кетондарға толуолды немесе оның бензолмен қоспасын қосады, мұнай қоспа парафинніңқабілетін көтереді. Парафинсіздендіру арқылы кетондардың толуолмен қоспасының температурасы жоғары болмайды: 10оС-тан 0оС-қа дейін.
Майдың қату температурасы парафиннен айырылганда 40-60оС-қа дейін төмендейді, кокстенуі өседі, себебі қатты көмірсутектердің тұтқырлығы өте аз болады. Яғни, парафинсіздендіру кезде қоспа екіге бөлінеді осылайша екі сатыда суытылады. Бірінші сатыбірнеше градустық лайлану температурасына дейін біршама тез жүргізуі тиіс. Екінші сатынегізгі кристал жүретін температурасы лайлану температурасынадейін – жай жүруі (60-800С сағ. жылдамдыкпен) керек. Кристалдардың түзілуіне шикізатты еріткішпен араластыру тәртібі де әсер етеді. Дистиллятты шикізатты парафинсіздегенде, реттелген кристалдық құрылым әсіресе, жеңіл әуелі шикізатты азғана еріткішпен немесесуытқанда түзіледі. Қалдық шикізатты парафинсіздегенде, шикізатқа барлық еріткіштерді суытпай тұрып қосады, және бұл ең жоғары балқушы парафиндердің майда кристалдардың түзілуін болдырмайды, қадағалайды.
Сондай-ақ парафинденген майды тазалау кезінде түсетін, асфальтты-шайырлы заттар мен еріткіштер құрамындағы өзге де заттар болады, оны тауарлы май ретінде немесе оның компоненттері есебінде қолдануға болмайды. Себебімайдың тауарлы сорттарын дайындау үшін майды парафиннен тазарту қажет. Сондықтан парафинденген майды тазарту мақсатында бағыттар қарастырылған олар қосымша сутазалау,немесе сазбен тазалау және күкіртті қышқылмен тазарту бағыттары қарастырылады. Сутазалау парафинденген майдың сапасын жақсартады әрі техникалық экономикалық жағынан тиімді бағыт болып табылады.
Майлы дистилляттар және қалдық өнімдерден алынған тазартпалылар, парафиндердің ұсталуымен бірегей аз деңгейде мұнайды шығарып тастаудағы қатудың жоғары температурасына ие болады, бұл оны тауарлы май ретінде қолдануга мүмкіндік бермейді. Қатты көмірсутектердің болуына байланысты қатудың жоғары температурасы болады.
Парафинсіздендіру – деп температураның төмендеу кезіндегі ерітіндінің кристалданудан және мұнайлы фракциядан немесе тазартпалылардан қатты көмірсутектерді жою үрдерісі алады. Мұнайлы фракциядан кристалдану жағдайында бөлінетін, жоғары молекулалық парафиндік, нафтендік, нафтенді хош иісті және қалыпты әсіресе әлсізтарамдалған құрылымдағы ұзын алькиді тізбектермен сондай-ақ хошиістілер жатады.
Парафинсіздендіру процессінде қолданатын еріткіш болу керек:
1. Процесстің температурасы кезінде сұйықтықтарды ерітіп, шикізаттың қатты көмірсутектерін ерітпеуге;
2. Парафинсіздендіру температурасымен және парафинсіздендіру майының қату температурасының арасындағы минималды айырмашылығын қамтамасыз ету, өатты комірсутектердің ірі кристалдарының пайда болуыны, әсіресе температуралар айырымы парафинсіздендірудің температуралық эффектісі деп аталады;
3. Қайнау температурасы онша жоғары және онша төмен болмауы керек, себебі қайнаудың жоғары температурасы энергиялық шығындардың жоғарлауына алып келеді, әсіресе еріткіштердің регенерациясы кезінде көмірсутектердің тотығуына әсер етеді, ал төменгі температурада процесстің жоғарғы қысымда жүргізілуін қадағалау қажет;
4. Қату температурасы төмен болуы керек, себебі парафинсіздендіру температурасы кристаллданбай, фильтрді бітемеу керек;
5. Корризионды-агрессивты болмау керек;
6. Қолайлы мүмкіндігінше арзан және санитарлы нормаларға сай қолайлы болу керек;
Парафиннің тиімділігі.
Парафин (лат. parum – аз және affіnіs – ұқсас) – C18H38 – C35H72 құрамындағы қаныққан көмірсутектерінің қоспасы; мұнай өнімі.
Одан басқа Парафинде изопарафинді, циклопарафинді және нафтенді-ароматты көмірсутектер кездеседі. Түссіз, иіссіз, дәмсіз, балауыз тәрізді балқығыш зат; балқу температурасы 40 – 65, тығыздығы 0,880 – 0,915 г/см3 (15ӘС-та). Органикалық еріткіштер мен минералды майларда ериді.
Қатты Парафинді (балқу температурасы 45 – 70ӘС) парафині көп мұнайдан және парафин-май қоспасын (гача) айырудан алады. Оның жоғары мөлшері (15 – 20%) Маңғыстау түбегіндегі мұнайда кездеседі. Сұйық Парафин (қайнау температурасы 180 – 360ӘС) мұнай өнімдерін карбамидті депарафиндеу кезінде алынады. Алынған парафин қоспалардан тазартылады. Нашар тазартылған Парафин сары немесе қоңыр түсті және жарықта күңгірт тартады.
Таза Парафин тамақ өнеркәсібінде (орағыш материал), медицинада, косметикада, сәндік бояу, иіс сулар мен иіс майлар дайындауда және электртехникада (оқшаулағыш материал) пайдаланылады. Парафин емдеу ісінде, майшам жасауда, жоғары май қышқылдарын, спирттер және жуғыш заттар алуда кеңінен қолданылады.
Парафин сонымен қатар дәрілік мақсаттарда қолданылады, атап айтқанда косметологияда: Парафиннің емдік қасиеттері бұрыннан белгілі. Медицина косметология саласында айтарлықтай жетістіктерге қол жеткізгеніне қарамастан, әлі де парафинді қолдануды ұнататын адамдар көп. Қыздырылған парафин қан айналымын жақсартады, жараларды тездетуге көмектеседі, бірлескен функцияны едәуір жақсартады.
Парафинмен емдеу жарақаттан кейінгі кезеңде жарақаттануды қалпына келтіруде кеңінен қолданылады, буындарды емдеуде таптырмайтын болып табылады. Косметологияда парафинді қолдану өте пайдалы деп саналады. Атап айтқанда, парафин тері тесігін ашып, теріні жұмсартады және жылытады, токсиндерді кетіреді. Сонымен қатар, парафиннің маңызды артықшылықтарының бірі – теріні керемет ылғалдандыру. Парафинмен емдеу терінің су тепе-теңдігін қалпына келтіруге өте жақсы, оның бетіндегі ылғал буланып кетпейді, терінің тынысы жақсарады.
Парафин кез-келген тіс пастасының ажырамас бөлігі болып табылады. Парафин, жоғарыда айтылғандай, майдан алынған, ол өте тайғақ және тегіс, бұл парафин, ол түтіктен сығылған кезде тіс пастасына әдемі пішін береді. Сондықтан, тіс пастасын жұтуға қатты көңіл бөлінеді, жай ғана сіз майды ішесіз деп ойлаңыз.
Әдебиеттер: Т.П.Серіков «Мұнайларды өңдеу».
Т.П.Серіков «Мұнай мен газды өңдеу үдерістері технологиялық сызбаларының альбомы».
Т.Жұмагұлов «Мұнай және газ өндірудің техникасы мен технологиясы»
К.С. Құлажанов., А.О.Алмабеков., А.М.Нұралы «Мұнай өңдеу процестерін жетілдіру».
Эльмира Қуанбаева,
Атырау инженерлік-гуманитарлық институтының
оқытушысы, магистр