Мұнай шикізатын өңдеудің гидрокатализдік процестерінің теориялық негіздері мен технологиясы

Дизель отынын гидротазалау қондырғысын жобалауда ТМД және алыс шет елдердің қондырғыларының, сонымен қатар республика территориясында орналасқан мұнай өңдеу зауыттарының құрамына кіретін қондырғылардың технологиялық деңгейінің күйі туралы материалдарға талдау жасалынды. Дизель отынын гидротазалау қондырғысында жоғары сапалы дизель отынының қысқы және жазғы сорттарын алу процесі жүзеге асырылатыны белгілі. Дизель отынын гидротазалаудың барлық қондырғыларында жалпы қабылданғандай реактор блогы мен тұрақтандыру колоннасын қолданумен жоғары сапалы дизель отынын алумен 230-350ºС температура аралығында қайнайтын мұнай фракцияларын өңдеу схемасы болып табылады.

Әдеби шолуда дизель отынын гидротазалаудың бірнеше өндірістік әдістері келтірілді. Соның ішінде вакуум газойлін гидротазалаудың қажеттілігі кезінде схемада қондырғы ағындарының бірінде негізгі реактордың алдында форреактор қолданылатын өндірістік әдісі қабылданды. Осы әдіс бойынша форреакторға шикізаттан механикалық қоспалардың, металл қосылыстарының және кокстың бөлінуі үшін қызмет ететін гидротазалаудың пайдаланылған катализаторы салынуы мүмкін. Бұл әсіресе соңғы қайнау температурасы 530-560ºС вакуум газойлін өңдеу кезінде маңызды.

Катализатордың қорғау қабаты есебінде ФОР-1 форконтакт қолданылуымен катализатор салудың арнайы әдістемесі қолданылады.

Форреактордағы катализатордың қызмет ету мерзімі 8-10 айды құрайды. Бұдан кейін оны бастапқы қалпына келтіреді немесе ауыстырады. Барлық осы ұсыныстар гидрокүкіртсіздену тереңдігін ұлғайтуға және өнімнің құрамында металл, кокс және азот қосылыстарының төмендеуін қамтамасыз етеді.

Форреакторды қолдану дизель отынын гидротазалаудың негізгі реакторының катализаторының белсенділігінің тез төмендеуіне және отырып қалуына жол бермейді.

Құрылыс орнын таңдауға әсер ететін негізгі факторларға шикізат базасы, энергетикалық қорлар, өнімді тұтыну орнына дейінгі ара қашықтық, жұмыс күшінің және мамандардың болуы, шикізаттың қатынас жолдарына қатысты орналасуы жатады.

Құрылыс орнын таңдау халық шаруашылығы саласын сәйкесінше тарту мен орналастыру тұрғысынан қабылданады.

Өндірістік құрал-жабдықтарды дұрыс орналастыру тек құрылыс шаруашылығының құрылыс қарқынын ғана емес мұнай өңдеу мен басқа мұнай фракцияларын дұрыс өңдеуге мүмкіндік береді. Соның ішінде дизель отынын да, сонымен қатар мемлекеттік қызығушылықтарын басқа көршілес мемлекеттермен дұрыс үйлестіре білу керек.

Мұнай өндіру мен оны өңдеу республикада ірі өнеркәсіп саласы болып табылады. Өңдеуші өнеркәсіптерге отындық нұсқасы бойынша жұмыс істейтін мынадай ірі зауыттар жатады: «Петро Казахстан Ойл Продактс» ЖШС, «Павлодар мұнай-химия зауыты» ЖАҚ, «Атырау мұнай өңдеу зауыты» ЖШС. Бұл зауыттар тәуелсіз Қазақстанның экономикасының дамуына айтарлықтай үлестерін қосуда.

«Атырау мұнай өңдеу зауыты» ЖШС Қазақстан Республикасының батысында, Атырау қаласында орналасқан. Желдің бағыты солтүстік-шығыс, яғни санитарлық нормаларды, ауа кеңістігінің тазалығын сақтауға мүмкіндік береді.

Зауыт негізінен қазақстандық мұнай кен орындарының шикізатымен қамтамасыз етіледі.

Мұнайды жеткізу құбыр мен темір жол арқылы жүзеге асырылады. Зауыт технологиялық бумен және электр энергиясымен зауыттан тыс орналасқан ЖЭО есебінен қамтамасыз етіледі. Зауыттан тыс жақын жерде Жайық өзені ағып жатқандықтан жер асты суларын пайдалану арқылы сумен үздіксіз қамтамасыз етіледі.

Зауыт инженер-техникалық персоналмен және түрлі профильдегі жұмысшылармен қамтамасыз етілуі Атырау мұнай және газ институтының, М.О.Әуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан мемлекеттік университетінің «Мұнай, газ және полимерлер технологиясы» кафедрасының қатысуымен жүзеге асырылады.

Сонымен, форреактор қолданылатын өнімділігі 2 млн. 250 мың т/ж дизель отынын сутегімен тазалаудың жобаланушы қондырғысының құрылысын «Атырау мұнай өңдеу зауыты» ЖШС-нің схемасында қолдану біздің республиканың экономикасының дамуы үшін экономикалық тиімді және рентабельді.

3 Шикізат, реагент және дайын өнімдердің сипаттамасы

Қондырғыны шикізат – дизель отынымен (230-350С фракциясы) жобадағы мөлшерде қамту өндіріс құрамындағы жұмыс істейтін қондырғылардан алынып жүзеге асады.

Гидротазалау шикізаты есебінде жобада берілген Қазақстан мұнайлары қолданылады, оның сипаттамасы 3.1 кестеде берілген [17].
Кесте 3.1 – Шикізат, реагент және дайын өнімдердің сипаттамасы

Шикізат 20-Z-002 шикізат коалесцеріне түседі, онда су мен механикалық қоспалардан қосымша тазарып, коалесцердің тұндырғышына жиналады. 20-Z-002 коалесцерінен кейінгі қосымша тазартылған шикізат 33-37ºС температурамен тауарлы дизель отыны мен шикізаттың 20-Е-001С/В/А жылуалмастырғыштардың құбыр аралық кеңістігімен өтіп қыздырылады және 165-170ºС температурамен 20-D-001 шикізаттың шығын сыйымдылығына түседі.

20-D-001 шығын сыйымдылығынан шыққан шикізат 20-Р-002А/В сораптардың қабылдағышына түседі. Сораптардағы шикізат температурасы 165-170ºС. 20-Р-002А сораптардағы шикізат сүзгіште тазаланады.
Реакторлар блогы
Шикізатты араластыру және алдын ала қыздыру
20-Р-002 А/В сорабымен берілетін шикізат екі ағынға бөлінеді және айналушы сутекпен араластыруға беріледі. Сутекпен біріктірілген шикізат 145-155ºС температурамен суық шикізаттың 20-Е-002 А/В (1^ші ағын) және 20-Е-002 С/Д (2^ші ағын) жылуалмастырғыштардың құбыр аралық кеңістігі арқылы өтеді.
Шикізат пеші
№1 және №2 реакторларда гидротазалау реакциясын қамтамасыз ететін шикізатты 343-373ºС температурасына дейін қыздыру 20-F-001 пешінде жүзеге асырылады.

Сутекпен біріктірілген шикізат екі ағынмен пештің иректеріне түсіп, конвективті аймақтың, содан кейін радиантты аймақтың иректерінен өтеді де пештің жандырғыларында отынды газды жағуда бөлінетін жылу есебінен қыздырылады. Зауыттан шығатын отынды газ 20-Z-009 коалесцирлеуші сүзгіште тазалаудан өтеді. Тазаланған отын газы 20-F-001 және 20-F-002 пештерінің жандырғыларында жағу үшін қолданылады.

20-F-001 шикізат пешіне берілетін отын газы екі ағынға бөлінеді:

• 
  пештің пилотты жандырғыларына отын газы;
  
• 
  пештің негізгі жандырғыларына отын газы.
  

Шикізат пен реакция өнімдерінің құбырының кірісінде құбырлар мен құрал-жабдықтардың қабырғаларында аммоний бисульфид тұзы қыртысының түзілмесі үшін 20-Е-005В буландырушы колоннаның суық шикізат жылуалмастырғышының құбыр аралық кеңістігіне және 20-А-002 реакция өнімдерінің конденсаторына тазарту суының бүркілуі жүргізіледі.

Бүрку үшін 20-D-009 өнімдерді фракциялау колоннасының ресивер тұндырғышынан шығатын технологиялық конденсат пен зауыт жүйесінен шығатын тазартылған конденсат қоспасы қолданылады. Тазартуға судың шығыны 5,9 т/сағ құрайды.

Тазартылған суық конденсат 20-Р-003 А/В тазарту суының сораптарының қабылдағышына және 20-D-002 буферлік сыйымдылығына түседі. 20-Р-010 А/В өнімдерді фракциялаудың жоғарғы суының сорабына беріледі.

Тазарту суымен араласқан гидротазаланған шикізат пен реакция өнімдері буларының конденсациялануы мен 54ºС-тан жоғары емес температураға дейін салқындатылуы 20-А-002 реакция өнімдерінің конденсатордың төрт иректерінде екі желдеткіштің желдетуімен атмосфералық ауамен жүргізіледі.