Мұнай физика-химиялық қасиеті, өңдеуге дайындылығы, оның құрамындағы жеңіл меркаптандардың және күкірт мөлшері бойынша класс, тип, топ және түрге жіктеледі.
Мұнайдағы күкірттің массалық үлесі бойынша 1-4 класстарға бөлінеді (1- аз күкіртті, > 0,60 %, 2- күкіртті, 0,61-1,80 %, 3 – жоғары күкіртті, 1,81-3,50 %, 4- аса күкіртті, 3,50 %-дан жоғары).
Тығыздығы бойынша, ал экспортқа дайындауда қосымша фракция шығымы және мұнайдағы парафиннің массалық үлесі бойынша 5 типке: 0 (аса жеңіл), 1 (жеңіл), 2 (орташа), 3 (ауыр), 4 (битуминоидты).
Мұнайды өңдеуге дайындылығы бойынша 1-3 топқа бөлінеді (1-2 топта судың массалық үлесі 0,5 %-дан жоғары емес, 3 топта – 1,0 %), хлорлы тұздардың концентрациясы, жоғары емес, мг/дм3 (1-100, 2- 300, 3 – 900).
Мұнайдағы жеңіл меркаптандар және күкіртсутектің массалық үлесі бойынша мұнайды 1-3 түрге бөледі: күкіртсутектің массалық үлесі, жоғары емес, млн-1, ррм – 1 -20, 2 – 50, 3 – 100 ррм. Жалпы метил және этилмеркаптандардың массалық үлесі, жоғары емес: 1 – 40, 2 – 60 и 3 -100 ррм.
Мысалы: егер мұнай үшін: күкірттің массалық үлесі – 1,15 % (класс 2), 15 0С-тағы тығыздығы - 860,0 кг/м3 (тип 2), хлорлы тұздардың концентрациясы – 120 мг/дм3, судың массалық үлесі – 0,40% (группа 2), күкіртсутек жоқ болған жағдайда (түр 1) – белгіленеді «2.2.2.1 ГОСТ 51858-2002».
Табиғи және мұнайға серіктес газдарды жіктеу.
Барлық көмірсутектік газдарды шығу тегі бойынша 2 топқа жіктеуге болады:
– біріншілік;
– екіншілік.
Түзілу жағдайы және құрамы бойынша біріншілік газдар бөлінеді:
– табиғи;
– ілеспе.
Табиғи газдар 3 топқа бөлінеді:
– газды кен орындарынан өндірілетін газдар;
– газды конденсатты кен орындарынан өнідірілетін газдар;
– мұнаймен бірген мұнай кен орындарынан ілесе өндірілетін газдар.
Екіншілік көмірсутектік газдар – табиғи көмірсутектік мұнайдың термокаталитикалық өзгерісі нәтижесінде мұнайды өңдеу кезінде түзілетін жеңіл көмірсутектер.
Газды фактор – мұнай түзілістеінде болатын және оны өңдеу кезінде бөілнетін мұнайға ілеспе газдар мөлшері (1 т мұнайға м3 газ).
Табиғи газдың құрамының өзгерісі мұнай кен орындарын эксплуатациялау барысындағы газтәрізді көмірсутектердің физикалық қасиеттерімен тікелей байланысты.
Мұнайда метан газтәрізді күйде болады, ал оның гомологтары ерітінді күйде және олар қасиеттеріне байланысты белгілі бір ретпен бөлінеді.
Газ қысымы жоғары кен орындарында метан мөлшері басым болады. Қысым төмендеген сайын газ құрамында метан гомологтарының мөлшері арта түседі. Мұнайлы горизонтты эксплуатациялау соңында мұнайдан құрамында сұйық көмірсутектер болатын газ (газды бензин) бөлінеді.
Осы газды бензиннің мөлшеріне байланысты құрғақ және майлы табиғи газдарға жіктеледі.
Құрғақ газдағы газды бензиннің мөлшері 100 г/м3, майлы газдағы газды бензиннің мөлшері 100 г/м3.
Тексеру сұрақтары.
4. Барлық көмірсутектік газдар шығу тегі бойынша қанша топқа бөлінеді?
5. Табиғи және мұнайға серіктес газдың құрамын атаңыз?
6. Табиғи және мұнайға серіктес газдың құрамындағы ерекшелік неде?
7. Қаныққан екіншілік көмірсутектік газдар қалай түзіледі?
8. Қанықпаған екіншілік көмірсутектік газдар қалай түзіледі?
Дебиеттер тізімі
1. Г.Қ. Бишімбаева, А.Е. Букетова. Мұнай және газ химиясымен технологиясы. – Алматы, 2007 ж.–241 б.
2. Х.А. Суербаев, К.М. Шалмағамбетова, Ә.Қ. Қоқанбаев. Мұнайөңдеу өнеркәсібінің каталитикалық процестері. – Алматы, 2004 ж.– 131 б.
3. С.В. Вержичинская, Н.Г. Дигуров, С.А. Синицин Химия и технология нефти и газа. – Издательство «Форум», 2010.– 399 с.
4. Под ред. В.А. Проскурякова, А.Е. Драбкина. Химия нефти и газа. – Л.: Химия., 1989.– 424 с.
5. О.В.Крылов. Гетерогенный катализ. – М:ИКЦ «Академкнига», 2004.– 236с.
6. Под ред. З.И. Сюняева Химия нефти. – Л.: Наука, 1984. – 360 с.
7. С.3.Рогинский. Гетерогенный катализ. М.: Наука, 1979. – 360 с.
8. А. Утелбаева, Б. Утелбаев. Органикалық заттар технологиясының теориялық негіздері. – Кинетика және катализ, 2007. – 417 с.
9. Ч. Сеттерфилд. Практический курс гетерогенного катализа. – М.: Мир, 1984. – 520 с.
10. В.М. Потехин, В.В. Потехин Основы теории химических процессов технологии органических веществ и нефтепереработки. – М.: Химиздат,2007. – 944с.
Дәріс 15. Газдарды кептіру және тазалау әдістері. Газдар қоспасын бөлу тәсілдері. Газды фракционерлеуші қондырғының технологиялық сызба-нұсқасы.
Дәрістің мақсаты: Табиғи және мұнайға серіктес газдарды өңдеу және дайындау процестерінің теориялық негізін түсіндіру. Газдарды фракциялық тазалау процестерінің негізін түсіндіру.
Кілт сөздер: Табиғи газ, мұнайға серіктес газ, өңдеу, дайындау, фпакциялық тазалау.
Дәріс мазмұны: Табиғи газ өндірілетін кен орындар 3 топқа бөлінеді.
1. Пластағы кеуектер толығымен газбен толтырылған, құрамында сұйық көмірсутектер болмайтын таза газды кен орындары. Пласталық қысымы 10 МПа және одан жоғары.
2. Мұнайлы газды кен орындар. Мұндай кен орындарындағы пластадағы мұнай құрамында газ толығымен еріген күйде болады. Тек газдың аз мөлшері «газды қалпақша» деп аталатын аралықта жинақталады.
3. Газды конденсатты кен орындар. Пласталық қысым жоғары болғандықтан кейбір жоғары температурада қайнайтын көмірсутектер газдың құрамында еріген күйде болады. Бұл қоспа газды фазада орналасады. Скважина бағанасы арқылы мұнай көтерілгенде құбырларда, сеператорларда мұнай қысымының төмендеуінен оның құрамынан еріген газ бөлінеді.
Қысым атмосфералық қысымға төмендегенде, 200С температураға келтірілген өндірілген 1 т. сеперацияланған мұнайға келетін газ көлемі (м3) газды фактор деп аталады. Мұнайды өндірудің бірнеше әдістері бар.
Фонтанды әдіс. Бұл әдістің бірінші сатысында пласталық қысыммен көтерілген мұнай сеперацияланып, газ бөлініп алынады. Пласталық қысымның төмендеуіне байланысты механизирленген әдістер қолданылады. Бұл арнайы көмекші құралдардың көмегімен жүргізіледі. Арнайы көмекші құралдарға: штангалы насостық қондырғылар, ортадан тепкіш электрнасостар, газолифтік қондырғылар жатады.
Компрессорлық станцияларда сығылған газ жер бетінен қосымша скважинадағы пласталық газдарға жіберіледі. Скважинаға насосты компрессорлы құбырлар түсіріледі. Құбырдан тыс кеңістіктегі сығылған газды сору нәтижесінде құбырдан тыс кеңістіктегі сұйықтық деңгейі төмендеп, насосты компрессорлардағы құбырларда жоғарылайды.
а) Газды жібергенге дейінгі скважинадағы мұнайдың деңгейі, б) құбырдан тыс кеңістіктегі мұнай насосты-компрессорлық құбырдың төменгі шегіне дейінгі жетеді, в) газдымұнайлы қоспаның скважтинадан шығуы.
1-насосты компрессорлы құбыр, 2 – эксплутациялық колонна, 3-статикалық деңгей, 4 –газдымұнайлы қоспа, 5 –динамикалық деңгей.
Құбырдан тыс кеңістіктегі сұйықтық деңгейі насосты-компрессорлық құбырдың төменгі шегіне дейін төмендегенде газ насосты-компрессорлы құбырға түсіп, сұйықтықпен араласады. Нәтижесінде мұнай газды сұйықтық қоспасының тығыздығы пласталық сұйықтық тығыздығынан төмендеп газды-сұйықтықтық қоспа жоғары көтеріледі.
Мұнайлы газ құрамында табиғи және газдыконденсатты газдардарға қарағанда құрамында пропан, бутан және пентан ауыр көмірсутектер мөлшері жоғары болады. Құрамында 50 м3/л ауыр көмірсутектер (пропан және одан жоғары) болса, құрғақ газды көмірсутектерді деп аталады. Ал егер құрамындағы ауыр көмірсутектер (пропан және одан жоғары) мөлшері 50-150 м3/л болса, аралық, 150 м3/л жоғары болса майлы газдар деп аталады.
Шикі газ құрамындағы көміртектің СО2 және H2S бөлудің екі тобы бар.
1. Құрғақ әдіс
2. Ылғалды әдіс
Құрғақ әдісте қатты сіңіргіштер – мырыш тотығы, алюминий өндірісінің шламы, активтелген көмір қолданылады.
Ылғалды әдісте абсорбенттің активті бөлігіне СО2 және H2S хемосорбциялануы және физикалық абсорбциялануы жүреді. Моноэтаноламин СО2 және H2S сіңіріп, дисульфидтер, сульфидтер, карбонаттар, бикарбонаттар түзеді.
Газдыбензинсіздендіру қондырғысында тұрақсыз газды бензин, бензинсіздендірілген газ және лақытырлатын газ бөлінеді.
Газды фракционирлеуші қондырғыларда мұнай өңдеу зауыттарынан алынған тұрақсыз бензин тұрақты бензинге және жеке техникалық таза көмірсутектерге пропан, изабутан және т.б. бөлінеді.
Табиғи және мұнайға серіктес газдарды қанықпаған көмірсутектер алуда қолдану қазіргі таңдағы маңызды бағыттардың бірі болып саналады. Табиғи және мұнайға серіктес газдардың, конденсаттардың көмірсутектерін пиролиздеу және каталитикалық дегидрогендеу арқылы 60 % жуық этилен алынады.
Пиролиз кезінде жүретін жалпы реакциялардың негізгі үш тобын қарастыруға болады.
1. Крекингтеу және дегидрлеудің біріншілік реакциялары;
2. Екіншілік реакциялар (алкандар өзгерісінде жүреді) – полимеризация және конденсациялар;
3. Молекулярлық ыдырау реакциялары нәтижесінде пирокөміртек, сутек және аз мөлшерде ацетилен түзіледі.
Ацетиленнің түзілуіне қажетті С1 фрагменттің С2 фрагментке айналу арқылы жүзеге асатын қосымша бимолекулярлық сатының болуы метанның термиялық ыдырау реакциясының ерекшілігін көрсетеді.
Метанның диссоциациялану реакциясында С-Н байланысының үзілу немесе метиленнің түзілу реакцияларының басымдылығына қарай метан пиролизінің механизмі екі топқа бөлініп қарастырылады.
Метанға С-Н байланыс тән болғандықтан, қаныққан көмірсутектердің ішіндегі неғұрлым тұрақты болып саналады. Метанның деструкциясы 1000-12000С температура аралығында жүреді. Метанның деструктивті өзгерісі нәтижесінде ацетилен, этилен және этан алынады.
Метаннан этан түзілу реакциясы. 
Метан пиролизінің механизмін келесі өзгерістер бағыты арқылы көрсетіледі.
