Өндірістегі мұнай, газ, суды дайындау және тасымалдау

А.А. Исмаилов, Т.Н. Жарқынбеков,  Г.Ж. Смаилова  
 
124 
 
 
3.23-сурет. Бөлшектердің ортадағы қозғалыс сұлбасы: 
 а-ламинарлы режимде, б-турбулентті режимде  
 
Тұндыру әдісі: 
  Эмульсияның жоғары сулануға; 
  Үлкен газ қанықтылығы бар мұнайларға пайдаланылады. 
Мұнайдың газсыздануы ағын турбуленттігін арттырады, су 
тамшыларының  ыдырау  және  қосылуын  тудырады,  берік 
адсорбциялы  қабаттың  жасалуына  бөгет  жасайды.  Соның 
нәтижесінде,  керекті  жағдай  жасағанда,  су  тамшылары 
мұнайдан  еркін  шығып  және  қосыла  алады.  Қыздыру  және  ДЭ 
қосу тұндыру процесіне жағымды әсер етеді.  
Центрифугалау  кезінде  мұнайдан  су  және  механикалық 
қоспалар ортадан тепкіш күш әсерінен бөлінеді: 
 
   
ц
=
 
 
 
(3.23) 
 
Стокс  теңдеуін  қолдануға  болады,  ол  үшін  ауырлық 
күшінің  үдеуін  ортадан  тепкіш  күш  үдеуімен  ауыстыруға 
болады (а): 
 
     
г
=
(
с
м
)
м
 
               
(3.24) 
 
 

Өндірістегі мұнай, газ, суды дайындау  және  тасымалдау 
125 
Тұндыру әдісі: 
 Жоғары сулы эмульсия;
 Газға өте қаныққан мұнай үшін қолданылады.
Осыдан  Стокс  теңдеуіндегі  ауырлық  күшін  үдеуінің 
орнына ортадан тепкіш күштің үдеуін табамыз 
=
=
(2
)
4
 
 (3.25) 
мұндағы  w  –  сұйық  бөлшегінің  айналу  жылдамдығы; 
n – центрифуганың айналым саны; R – айналу радиусы. 
Айналу  осінен  r  қашықтықта  орналасқан  бөлшектің 
радиалды бағыттағы лездік жылдамдығы: 
=
=
(
м
)
м
(3.26) 
Сонымен  су  тамшыларының  бөліну  жылдамдығы  айналу 
радиусына 
және 
айналым 
санының 
квадратына 
тура 
пропорционал. 
Тартылыс  күшінің  әсерінен  тұндыру  мен  центрифугалау 
әдістерін  салыстырайық.  Центрифугадағы  бөлшектер  әртүрлі 
бағытта  қозғалады,    осыған  сәйкес  айналу  радиусы  өзгермелі, 
соның  салдарынан  ортадан  тепкіш  күштің  әртүрлі  мәні  әсер 
етеді. Бөлшектер айналу осінен алыстаған сайын олардың отыру 
жылдамдығы арта түседі. 
ц
=
=
 
ц
=
=
=
 
Бөлшектерге  әсер  ететін  ортадан  тепкіш  күштің  мәні 
ауырлық  күшінен,  ортадан  тепкіш  күштің  үдеуі  еркін  түсу 

А.А. Исмаилов, Т.Н. Жарқынбеков,  Г.Ж. Смаилова  
 
126 
 
үдеуінен қанша  есе артық болса,  сонша  есе артық болады. Бұл 
үдеулердің қатынасы айыру факторы деп атайды К
р
. 
Центрифуга үшін К
р
 мәні 3000, яғни ценрифугада тұндыру 
күші  2–3  есе  тұндырғыштан  қарағанда  артық.  Сондықтан 
центрифугалардың  тиімділігі  тұндырғышқа  қарағанда  артық 
болады,  бірақ  тұндырғыштарда  өлшемі  1  мкм  көлеміндегі 
бөлшектерді тиімді айыруға болады. 
Центрифугаларда  су  мұнай  эмульсиясын  айыру  ең  тиімді 
әдіс, бірақ центрифугалардың өткізгіштігінің төмендігінен және 
жоғары пайдалану  шығындарынан  бұл  әдіс  тәжірибеде  қолдану 
таппады. 
Өндірістік  центрифугалардың  айналу  саны  3500-ден  50000 
айн/мин-ге  дейін.  Айналу  саны  неғұрлым  көп  болса,  соғұрлым 
центрифуганың  айырғыш  қасиеті  жоғары,  бірақ  өнімділігі 
төмен.  Мысалы  n=15500  айн/мин  Q=1.5-4.5  м
3
/сағ,  n=19000 
айн/мин  Q= 1,2 м
3
/сағ. 
Тұрақсыз 
эмульсиялар 
фильтрация 
кезінде 
оңай 
ыдырайды,  яғни  оларды  гравийдан,  шағылған  шыныдан, 
ағаштан,  металл  жантақтарынан  және  басқа  материалдардан 
жасалған  фильтрациялық  қабаттан  өткізген  кезде.  Мұнайды 
фильтрдің 
көмегімен 
деэмульгациялау 
селективті 
шаю 
құбылысына негізделген. 
Егер  сұйық  молекулаларының  қатты  зат  молекулаларымен 
әрекеттесуі  қатты  болса,  онда  сұйықтық  оларды  араластырады. 
Егер  сұйық молекулалары өзара қатты дененің молекулаларына 
карағанда қатты араласқан болса, онда сұйықтық беткі қабатына 
тамшы болып жиналады, яғни сулану болмайды. 
Қатты  дене  бетінің  сулануы  беттік  керілу  күшінің  әсерінің 
нәтижесі  деп  қарастыруға  болады.  Егер  сұйықтық  қатты  денені 
жақсы  суландырса,  онда  оның  молекулаларының  өзара 
әрекеттесуі аз. Беттік керілуі аз (20–30 эрг/см
2
) полярсыз сұйық 
(мұнай)  әдетте  қатты  бетті  жақсы  сулайды.  Беттік  керілуі              
75  эрг/см
2
  болған  су  тек  қана  кварц,  шыны  сияқты  заттарды 
суландырады.  
Фильтрлеуші  қатты  зат  келесі  талаптарға  сәйкес  келу 
қажет: жақсы сулану қасиеті, фазалар арасын қабықшамен бөлу,  
ұзақ  уақыт  пайдалануды  қамтамасыз  ету  үшін  жеткілікті 
мөлшерде берік болу керек. 

Өндірістегі мұнай, газ, суды дайындау  және  тасымалдау 
 
127 
 
Бұл  әдіс:  қондырғылардың  өте  үлкен  болуынан,  аз 
өнімділігінен,  фильтрді  жиі  ауыстыру  қажеттілігінен  өндірісте 
қолданылмайды.  Бірақ  мұнайдың  жоғары  сулануы  және  аз 
сулануы,  бірақ  эмульсия  тұрақсыз  және  су  мен  мұнайдың 
тығыздығында  айтарлықтай  айырмашылық  болмаса,  онда 
эмульсияны 
бұзудың 
термохимиялық 
әдісімен 
бірге  
қолданылады.  
Бұл  қарастырылған  су  мұнай  эмульсиясын  жоюдың  екі 
әдісінің  тиімділік және технологиялық айырмашылықтары 3.11- 
кестеде көрсетілген. 
3.11-кесте 
Эмульсияны бұзу әдістерінің салыстырмалы сипаттамасы 
 
Процесс 
сатылары 
Саты  
сипаттамасы 
Әдістер мәнісінің реттілігі 
Әсер  ету  тиімділігі 
бойынша 
технологиялық 
 
 
 
I 
Қорғаушы 
қабаттардың 
бұзылуы 
Химиялық 
реагенттер 
Химиялық 
реагенттер 
Қыздыру 
Араластыру 
Электрлік өріс 
Қыздыру 
Араластыру 
Электрлік өріс 
Электрмагниттік 
өріс 
Электрмагниттік 
өріс 
 
 
 
II 
Тамшыларды 
бекіту 
Электрлік өріс 
Гидродинамикалық 
әсер 
Коалесцирлеуші  
Су қабатында шаю 
Гидродинамикалық 
әсер 
Электрмагниттік 
өріс 
Ультрадыбыс 
Коалесцирлеуші 
Су қабатында шаю 
Ультрадыбыс 
Флокулянттер 
Флокулянттер 
Магниттік өріс 
Магниттік өріс 
 
III 
Фазалардың 
бөлінуі 
Ценрифугилау 
Тұндыру 
Тұндыру 
Ценрифугилау 
Флотация 
Электрстатикалық  
өріс 
Электрстатикалық  
өріс 
Флотация