Өңдеу үшін мұнай қалай тазартылады

Жер қойнауынан алынған мұнай хлоридтер, сульфаттар және карбонаттар сияқты тұздармен, сондай-ақ натрий, кальций және магний иондарымен қаныққан қабат суымен бірге жүреді. Бұл қоспалар өндірілген мұнай көлемінің 30%-на дейін жетуі мүмкін. Мұнайды су мен тұздардан тазартатын бірде-бір ірі мұнай өнеркәсібі, бірде-бір мұнай өңдеу зауыты (МӨЗ) ЭЛТҚ – электр тұзсыздандыру қондырғыларынсыз жұмыс істемейді.

Мұнайдағы қоспалар несімен зиянды

Мұнайда су мен тұздардың болуы мұнай өңдеу зауытының жұмысына теріс әсер етеді, айдау қондырғыларындағы қысымды, жылу шығынын арттырып, жабдықтың тиімділігін төмендетеді. Кальций мен магний хлоридтері әсіресе зиянды, олар жоғары температурада және судың қатысуымен гидролизденіп, мынадай реакциялар арқылы ұшпа сутегі хлоридін (HCl) түзеді:

CaCl2 + 2H2O ↔ Ca(OH)2 + 2 HCl

MgCl2 + 2H2O ↔ Mg(OH)2 + 2 HCl.

Сутегі хлориді салқындаған кезде тұз қышқылына айналады, бұдан жабдық коррозияға ұшырайды. Өз кезегінде, механикалық қоспалар мұнай құбырларының ішкі беттерінің эрозиясын тудырады және жылу алмастырғыштарды бітейді, бұл аппаратурадағы қысымның жоғарылауына және оның өнімділігінің төмендеуіне әкеледі. Сондықтан мұнайдан су мен тұздарды шығару мұнай кәсіпшіліктерінен басталып, МӨЗ-де аяқталады.

ЭЛТҚ немесе тұзсыздандыру мен сусыздандыру процесінің мәні

Мұнай өңдеу зауытына келген мұнай бірінші кезекте электр тұзсыздандыру қондырғыларына беріледі. Электр тұзсыздандыру процесі мұнайды жуғыш сумен және деэмульгатормен араластырудан, содан кейін ауыспалы электр өрісі мен жоғары температураның әсерімен электродегидраторларда тұзды суды бөліп алудан тұрады. Бұл су-мұнай эмульсияларын бұзып, ондағы еріген тұздармен бірге суды кетіреді.

Жіті тұзсыздандыру үшін мұнай электродегидраторлардың бірнеше сатысында сумен жуылады. ЭЛТҚ-да өңделгеннен кейін мұнай құрамындағы су мөлшері – 0,1%-ға дейін және одан аз мөлшерге, ал тұздар мөлшері 3-20 мг/л-ге дейін төмендейді. Содан кейін тұзсыздандырылған және сусыздандырылған мұнай жылу алмастырғыш арқылы өтеді, онда ол өз жылуын шикі мұнайға береді, әрі қарай резервуарларға жіберіледі. ЭЛТҚ-да бөлініп алынған су қосымша тұндырылады, содан кейін ағынды суларды тазарту қондырғыларына төгіледі.

Тұзсыздандыру температурасы мұнай түріне байланысты: жеңіл майлар 80-100 °C температурада өңделеді, ал көптеген майлар 120-130 °C және одан жоғары температураны қажет етеді. Деэмульгаторлардың шығыны эмульсиялардың тұрақтылығына байланысты. Кейде күкіртсутекті (H₂S) және органикалық қышқылдарды бейтараптандыру үшін мұнайға сілтілі ерітінді қосылады.

Су тамшысын шайқау

Электродегидратор – электр өрісіндегі мұнай эмульсиясын бұзу арқылы шикі мұнайдан суды бөліп алуға арналған құрылғы. Электродегидратордың ішінде жоғары айнымалы ток кернеуі берілетін электродтар бар.

Электродегидратордағы электр тұзсыздандыру процесінде мұнай эмульсиясындағы су тамшылары ауыспалы электр өрісінің әсерінен деформацияға ұшырайды. Теріс зарядталған су бөлшектері электр өрісіне түскенде, олар оң зарядталған электродқа (анодқа) қарай жылжып, тамшыға ұзартылған алмұрт тәрізді пішін береді. Электродтардың полярлығының өзгеруімен тамшы қарама-қарсы электродқа қарай созылып, деформацияланады. Бұл әрекет айнымалы ток жиілігімен (50 Гц) қайталанады, әдетте секундына 50 рет.

Мұндай динамикалық қозғалыстар су тамшыларын соқтығыстырып, жоғары электр потенциалымен бірге олардың диэлектрлік қабығының бұзылуына әкеледі. Процеске қосылатын деэмульгатор бұл қабықтың бұзылуын тездетеді, жекелеген су тамшылары соқтығысып, бірігіп, үлкен тамшылар түзеді. Коалесценция деп аталатын бұл процесс тамшылардың мөлшерін гравитация күшінің әсерінен тұну үшін жеткілікті ауыр болатындай етіп арттырады. Осылайша, су тамшылары бұзылмайды, керісінше біріктіріліп, мұнайдан бөлініп шығады, бұл суды электродегидратордың түбіне жинауға мүмкіндік береді, ал сусыздандырылған мұнай жоғарыдан жинап алынады. Мұндай бөлу су мен тұздан ажыратылған мұнайды әрі қарай өңдеуге мүмкіндік береді.

Эмульгаторлар – эмульсияларды бұзатын үдеткіш ретінде

Деэмульгаторлар – мұнай өнеркәсібінде эмульсияларды жою үшін қолданылатын арнайы химиялық реагенттер. Олар эмульсия бөлшектерінің беткі қабатына еніп, асфальтендер сияқты табиғи тұрақтандырғыштарды алмастырады немесе ығыстырады, сөйтіп беттік керілуін өзгертіп, мұнай мен судың бөлінуіне ықпал етеді. Зауыттарға олар әртүрлі формаларда, соның ішінде болат немесе полиэтилен бөшкелерінде сұйықтық күйінде, сондай-ақ сыйымдылығы әртүрлі полиэтилен ыдыстарда әкелінеді.

Деэмульгаторлардың түрлері:

• Ионогендік: ерітіндіде диссоциацияланып, иондар түзеді. Анионбелсенді және катионбелсенді деэмульгаторларды қамтиды.
• Иондық емес: ерітіндіде иондар түзбейді. Гидрофильді, гидрофобты және дисперсті деэмульгаторларды қамтиды.

Деэмульгаторлар әдетте мұнай қоспасына өңдеу процесінің әртүрлі кезеңдерінде қосылады, мысалы, алдын ала сусыздандыру немесе жіті сусыздандыру мен тұзсыздандыру кезеңдерінде. Деэмульгатордың дозасы мұнайдың қасиеттеріне және деэмульгатордың түріне қарай тәжірибелік жолмен таңдалады.

Қазақстандық МӨЗ-дегі ЭЛТҚ

Қазақстанның мұнай өңдеу зауыттары мұнайды тазартатын электр тұзсыздандыратын қондырғылармен жабдықталған. Мысалы, Атырау МӨЗ-де мұнайды бастапқы өңдеудің ЭЛТҚ-АТ-2 және ЭЛТҚ-АВТ-3 екі қондырғысы жұмыс істейді, олардың шикізат бойынша жалпы өңдеу қуаты жылына 5,5 млн.тоннаға дейін. Екі қондырғы да шикі мұнайды одан әрі өңдеуге дайындауға мүмкіндік беретін электродегидратор блоктарымен жабдықталған. Павлодар МХЗ мен Шымкент МӨЗ-де тұзсыздандыру қондырғылары бар, бірақ қуаттылығы әлдеқайда жоғары, бұл әрқайсысына жылына 6 млн тоннаға дейін өңдеуге мүмкіндік береді. Тұзсыздандыру және сусыздандыру қондырғыларының тұрақты жұмысының арқасында мұнай өңдеу зауыттары едәуір қызмет ету мерзіміне қарамастан (Атырау МӨЗ – 84 жыл, ПМХЗ – 45 жыл, ПКОП – 39 жыл) ұзақ, сенімді жұмыс істейді, мұнай өңдеу бойынша жоғары өндірістік көрсеткіштерді көрсетеді.