ШҚТ (ИТК) мен ББ (ОИ) қисығын тұрғызу және қолдану

Жалпы мұнай өндіру қазіргі таңда бүкіл әлемде алға қойылған үлкен мақсаттардың бірі. Жалпы мұнайды өңдеудің түрлі әдістері бар олар жәйайдау, бір рет буландыру, дефлогметр арқылы айдау және ректификация. Осы әр түрлі әдіс арқылы алынған мұнайдың фракциялық құрам қисықтары тұрғызылады. Көп компонентті қоспадарды айдағанда, мысалы мұнайдың көптеген фракциялары, колонканың типі мен оптимальді биіктігін айдаудың мақсатына қарай таңдайды: егер мұнай немесе мұнай өнімдерінің шынайы қайнау температурасын (ШҚТ) анықтау үшін айдаса, онда колонканын биіктігі жеке фракцияларды алуға қарағанда кіші болуы мүмкін. Айдау қисықтарын алу үшін АРН – 2 типті стандартты аппараттар қолданылады.
Мұнай өнімдерінің температуралық қасиеттерін сипаттау үшін жарылудың төменгі және жоғарғы шегі, тұтану температурасы, өздігінен тұтану, тұтану және лайлану температурасы сияқты көрсеткіштер енгізілген.

Қоспадағы барлық жанғыш заттардың булары ауаның белгілі мөлшерімен бірге от көзі болған кезде жанатын жарылғаш қоспа түзеді. Жарылудың төменгі шегі жалынға жақындатқанда тұтанатын жанармай буларының минималді концентрацияға жауап береді, одан жоғары ауадағы оттектің жеткіліксіздігінен тұтану болмайды.

Жарылу шегі тарылған сайын, жанар май қауіпсіз және керісінше жарылу шегіне кеңейген сайын жарылғыш болады. Көптеген көмірсутектердің жарылу шегі онша үлкен емес. Кейбір газдардың ғана жарылу шегі үлкен болады: сутек (4,0-75℅), ацетилен (20-81℅) және көміртек оксиді (12,5-75℅). Ауыр мұнай өнімдерінің өртке қауіптілігі жарқыл және тұтану температурасымен бағаланады.

Атмосфералық қысым жағдайында айдауды 220-240ºС ға дейін жүргізеді. Содан кейін, жүйені герметизациялап, 1,3 кПа (с.б.б. 10мм) қысым жағдайында 320-340ºС ға дейін жалғастырады. 0,1-0,5 кПа қысым жағдайында термиялық ыдырау байқалғанша дейін айдауды жүргізеді (480-500ºС). Алынған фракциялардың қайнау температуралары мен шығым (%) мәндерін кесте немесе ШҚТ бойынша анықталған фракциялық құрам қисығы түрінде көрсетеді. Шынайы қайнау температурасында қайнаудың бастапқы температурасының ең төмен және аяқталу температурасы ең жоғарғы екені байқалады.
Шынайы қайнау температурасы (ШҚТ) бойынша мұнайдың фракциялық құрамын анықтау стандартталған (ГОСТ 11011-85). АРН-2 деп аталатын мұнайды ректификациялауға арналған қондырғыда орындалады. Ректификация-бөлу процесінің соңғы сатысы. Ол өте таза жеке көмірсутектерді алу үшін қолданылады. Ректификацияға газдан бөлінген сұйықтықты ұшыратады. Бұл ректификацияның ерекшелігі қайнау температуралары өте жақын өнімдерді бөліп жоғары дәрежедегі таза өнімдерді түзіп алу. Шикізаттың түріне қарай газофракциялық қондырғылар: конденсациялық компрессиялық, абсорбциялық қондырғыларға бөлінеді. Газадан бөлініп шыққан сұйық көмірсутектер қоспасы соңынан фракцияларға немесе жеке көмірсутектерге ректификациялық колонналарда бөлінеді. Газ қоспасын алдымен сығады және суытады. Сығылған газдар ректификацияның ерекшелігі жоғары қысымды колоннада жүреді. Мысалы изобутанды 40ºС конденсирлендіру үшін колоннада қысым 0,52 мПа дан төмен болмау керек.
Шынайы қайнау температурасы (ШҚТ) бойынша мұнайдың фракциялық анықтау қолданылатын мұнай және мұнай өнімдерінің маңызды сипаттамасы.
Мұнай мен оның фракциялары әр түрлі көмірсутектердің күрделі қоспасы болғандықтан, олар нақты бір температурада қайнамайды, яғни бірқатар температуралық аралықта қайнайды. Осыған байланысты есептеулерде орташа қайнау температурасы деген түсінік бар. Оның бірнеше модификациясы бар, бірақ орташа молекулалық қайнау температурасы бііршама жиі қолданылады. Шамамен орташа температурасын фракцияның 50%-ды айналу температурасы ретінде шынайы қайнау температурасының қисығы бойынша (ШҚТ) (МЕСТ бойынша) немесе бастапқы және соңғы қайнау температурасының арифметикалық орташасы ретінде анықтауға болады.

Өндіріс орындарындағы тәжірибелерде бір рет булау (ББ) әдістері қолданылалды. Бір рет булау әдісінде бу бу біртіндеп сұйықтықтан бөлінбейді, қажетті температураға жеткенде сұйықтық бірден буланады. Бір рет булану қисығын тұрғызуға арналған нүктені бу фазасының сұйық фазадан бөліну температурасы арқылы анықтайды.

Бұл сұрақ мұнай өңдеу қондырғыларында температуралық режимді дұрыс таңдау үшін өте маңызды. Оның температуралық режимі пайдаланылатын шикізатқа байланысты.Қайнаудың аяқталу температурасы бір рет булау қисығы арқылы анықталады. Колоннаның жоғарғы бөлігінің температурасы бензин фракиясының және бөлінген сулы моншаның мөлшерінің аяқталу температурасымен анықталады.

Бір рет булану процесі сұйық қоспаны буландырудан тұрады. Шикізаттың керекті мөлшерін алу үшін бір рет булану (ББ) жұмыста қолданылатын компоненттердің аз мөлшерде термиялық таралуын қамтамасыз етеді. Осыдан кейін бөлінетін қоспалардан ұшқыш компоненттерді ажыратып алу оңай және қалдық ретінде ауыр көмірсутектер қалады.

Вакуум және сулы монша қоспа компоненттерінің парциалды қысымды төмендетеді, сол себепті сұйықтық төмен температурада қайнайды. Мұнай қоспаларын жай айдау бір рет булану қисығымен сипатталады, ол айдау бөлігі қоспаның қайнау температурасына тығыз байланысты. Сонымен қатар бір рет булану (ББ) қисығы оларды жанама бөлу кезінде де шартты қайнау температурасын көрсетеді, ал бір рет булау (ББ) қисығының соңғы және бастапқы нүктелері сұйық қоспа мен бу қоспаларының конденсациясының шын қайнау температурасын көрсетеді. Қайнау температуралары жақын кейбір қоспалардың бір рет булау қисығы (ББ) өте кіші айырмашылықпен басында және соңында көрінеді және тік сызық түрінде болады.

Мұнай және мұнай өнімдерінің фракциялық құрамын зерттеу барысында оны қалыпты құралда, белгілі бір жағдайда айдайды және координат жүйесінде әр көмірсутектер мен оның қоспаларының қайнау температурасына байланысты график тұрғызылады. Мұнай өнімдерін қыздырып бу фазасына өткізу барысында, алғашқы болып төмен температурада қайнайтын, жоғары ұшқыштық қасиеті бар заттар өтеді.