Німдерін айдауды негізгі тсілдері
азіргі уаытта алыпты температурада ттырлыы жоары болатын немесе кп млшерлі парафинді болатын жне соны нтижесінде тмен температурада атып алатын едуір клемді мнайларды ндіреді. Мндай мнайларды бырлармен алыпты тсілмен айдау иына тседі. Ттырлыы жоары жне атуы жоары мнайларды бырлармен тасымалдау шін келесі тсілдер олданады: ттырлы жне атуы жоары мнайлар мен мнай німдерін ттырлыы аз німмен араластырады; гидротасымалдау – сумен араластыру жне айдау; атуы жоары парафинді мнайларды термодеу; мнайларды газбен анытыру; мнайларды быра айдау алдында вобро жне бародайындау; прсадок-депрессаторды осу; барлы мнайды немесе оны блігін деструкциялау; тйіршіктер мен контейнерлерде айдау; алдын-ала ыздырылан мнай мен мнай німдерін айдау.
Айдау тсілін тадау технико-экономикалы есеппен негізделу керек.
1.1.1 Еріткіштермен осып айдау
Тасымалданатын ттырлы жне атуы жоары мнай мен мнай німдеріні реологиялы асиеттерін (ттырлыты тмендету, жылжу жне ату температурасыны кернеулері) жасарту жолдарын, оларды еріткіштермен араластыру арылы алуа болады. Еріткіштер ретінде: ттырлыы аз мнайларды, газды конденсаторды, керосиндерді, бензиндерді, стірт-активті заттар (АЗ) бар сйтытарды, сйы мнай газдарын олданады. Ерітуді ке пайдаланады. Оны жасы перспективалары бар, жне келесі шарттармен тсіндіріледі.
Бір кппласталы немесе жаын орналасан кен орындарында ндірілетін ртрлі физико-химиялы асиеттері бар мнайларды айдау ажеттілігі; парафиндер, шайлар, тздар, ккірттер, сулар жне т.б. млшері бойынша белгілі сапалы німді ттынушылара жеткізу талаптары (айта деу мен экспорта шыару шарттары).
Белгілі бырлы жйелерді, іске осымша уаттары енгізбейді, ткізгіштік асиетін жоарлату мселелері.
Алдын-ала ыздырып айдауды тиімсізділігінен, атып алан топыраты айматардаы оршаан ортаны сатауды орындылыы.
Оны тек мнай шикізатына келтірілетін технологиялы талаптарды бзбаан жадайда ана еріткіштермен араластыруа болады. Еріткішті парафинді мнайларды реологиялы асиеттеріне сері келесі трде жзеге асады: оспадаы парафинні концентрациясы тмендейді, ал бл з кезегінде ттырлыты тмендеуіне келеді; еріткіште асфальтеношайырлы заттар болан жадайда, олар депрессатор ретінде істейді де, парафин кристалдарыны кбеюіне сер етіп, ттырлы пен ату температурасын тмендетеді. Ттырлыты немесе жоары парафинді мнайларды рбір сорты шін еріткіштер млшерін ртрлі концентрациялы оспаларды ттырлыы мен ату температурасы бойынша жргізілетін зертханалы зерттеулер негізінде анытау керек. Еріткішті табылан тиімді концентрациясын тасымалдау кезінде ата сатау керек.
Мнай мен мнай німдерін резервуарларда немесе бырларда араластыруа болады. Араластыру технологиясы келесідей: басты станцияда (немесе араластыру аймаында) ттырлы немесе жоары парафинді мнайы бар резервуара ажетті млшерде еріткішті айдайды жне арнайы сораптармен тйы саина арылы айдаумен оспаныберілген нормаа дейін келтіреді. Белгілі оспа млшерін дайындааннан кейін оны магистральа жібереді, ал баса резервуарларда келесі партияны дайындайды. рылылар саны, резервуарлар жне сорапты станцияларды байланыстыру жйесі араластырылатын мнай клеміне байланысты.
бырдаы компоненттерді араластыру, негізгі сйыты аынына керекті млшерде еріткішті осан кезде, арнайы млшерлегіш сораптар кмегімен жасалады. Копоненттерді араластыру арындылыын жоарылату шін бырда арнайы конструкциялы араластырышты (р типті турбулизаторларды) орналастырады.
Ттырлы мнайларды бензиндармен, керосиндермен, дизельді отынмен, детте, ерітпейді, себебі ндіріске еріткішті параллельді бырмен жіберу керек, ал оны ру мен пайдалану осымша шыындарды талап етеді. Сондытан, сондай еріткіші бар ттырлы мнайды тасымалдау, баса тсілдерге араанда, лдеайда ымбата тседі. Мнай німдеріне де (мазуттара, гудрондара жне т.б.) мндай еріткіштер тиімсіз, йткені аыры пункттарда оспаларды айыру шін ондырыларды ру ажет болады. Ллойдминстер-Хардисти (Канада) жне Арлан-Салаватты (Башкирия) кейбір бырларында тырлы мнайларды еріту шін газды конденсаттарды олданады. Ллойдминстер-Хардисти быры бойынша 1/4 блігіне жуыы конденсатпен ерітілген, те ттырлы мнайды
(V50 = 2,9x10-4 м2/с) айдайды. Бдан баса, ысы уаытта оспаны айдау алдында 3300К-а дейін ыздырады. Ллойдминстер кен орнына Хардистиден конденсаты жіберу шін арнайы быр салынса да, ттырлы мнайды тасымалдауды мндай тсілі баса тсілдерден экономикалы жаынан тиімді болып шыты.
оспадаы р компонент млшерін аыра німге ойылан талаптар негізінде растырылан араластыру рецепіне сйкес етіп анытайды. Мысалы, экспорта шыарылатын мнайды рамындаы ккірт млшері 1% -тен аспау керек. Бдан баса, барлы жадайларда экономикалы жаынан е тиімді араластыру рецепін сатау ажет жне де бл жадайда халы шаруашылыыны мдессіне е олайлы жаынан крсетілуі керек – пайда, рентабельділік, айдауа кететін шыындарды аз болуы жне т.б. Мнай мен мнай німдерін тиімді араластыруы бойынша келтірілген есептерді барлы кешендерін ЕЭМ-да арнайы жасалан алгоритмдер кмегімен шыаруа болады.
оспаны тасымалдау шін бырды гидравикалы есептелуі кдімгі мнай бырыны есептелуінен ажыратылмайды.
Мнай ерітуді бірден-бір тсілі – ол сйытатылан мнайды газдарын олдану болып табылады. Тсілді мні келесідей: мнай ндірістерінен мнайды блуді бірінші сатысынан кейін, алан мнай газдарымен оса айта деу айматарына тасымалдайды. Ол жерде мнай, газ дейтін зауыттар немесе мнайхимиялы клмбинаттар орналасан. Сонымен атар, соы блу мен мнай тауарлы есепке алу, жне де оны буды серпімділігі бойынша ажетті нормасына жеткізу, ндіру айматарынан немесе ндіретін станциялардан мнай мен газды дейтін айматара тасымалдайды, яни лде айда жасы жабдыталан жне оныстанан айматара тасымалдайды. Газбен аныан оспаларды, жасы жмыс істеуін амтамасыз ететін ысымы бар сораптан сорапа айдау схемасы бойынша айдайды. Сонымен атар, газбен аныан мнай, гомогенді озалатын жн аныан буда ысымы атмосфералытан кп болатын мнай мен газ оспасы болып табылады.
Газбен аныан мнайларды айдау технологиясы оларды тасымалдану асиеттерін тырлы пен тыыздыты тмендеуі арылы жасартуын, мнай ндіру айматарына мнай газдарыны жоалуын тмендетіп, оны пайдаа асыру коэфициентін жоарлатуын, мнай ндірілетінайматарды газдануын тмендетуін, мнай бырлары жйесіні тиелуін жоарлатуын, ке ассортиментті мнайхимиялы німдерін алу шін ымбат шикізат болып табылатын мнай газдарыны ауыр кмірсутектер фракциясын деуге тартуын амтамасыз етеді. Энергетикалы эквиваленті бойынша мнай бырыны ткізгіштік асиеті газ бырыны ткізгіштік асиетінен бірнеше есе жоары боландыын ескерсек, мнайды газбен аныан кйінде бірлесіп айдау тсіліні артышылыы айын крінеді.
аныан буларды, ттырлы жне тыыздыты ысымдарыны газбен аныан мнай компоненттерімен байланысы аса крделі болады, жне кбінесе, эксперимент трінде немесе эмпирикалы формулалар арылы аныталады, сондытан газбен аныан мнайларды айдау шін бырларды гидравикалы есебін арнайы діспен жргізеді.
1.1.2 Ттырлы майлар мен мнай німдерін гидротасымалдау
Ттырлы немесе парафинді атуы жоары мнайларды немесе мнай німдерін сумен бірлесіп айдау – бырлы тасымалдауды тиімді тсілдерні бірі болып табылады. Ттырлы мнайларды гидротасымалдауды бірнеше варианттары бар.
Оларды біріншісі келесідей: быры ттырлы мнай німі мен суды, мнай німі су саинасыны ішінде озалатындай етіп, бір уаытта айдайды. Мнай су саинасыны ішінде алып шыпау шін аынды спиральды бырлар арылы айналдырады. Мнай бырларды ішкі бетінде зауытта жасалан бранданы ширатылма жолы немесе ажетті пішіні мен берілген адамы бар пісірілген металды сым болады. Спиральды ширатылма жол озалып жатан аынды айналдырады, соны нтижесінде ауыр суды быр абыраларына латыратын центрге баытталан кштер пайда болады. Мнай німімен салыстыранда суды ттырлыы аз боландытан, нтижесінде йкеліске кететін жоалулар болады, жне мнайды жалыз зін айдаумен салыстыранда, берілген ысымда мнайды (мнай німдеріні) кп млшерін айдауа болады. Мндай тсілмен тыыздыы судікінен аз болатын мнайды (мнай німдерін) айдауа болады. бырды аыры пунктінде су мен мнайды айыруды кез- келген белгілі тсілмен (химиялы, термиялы, термохимиялы, тнба, т.б.) жргізеді.
Саинада суды турбулентті озалысы кезінде турбулентті соуыны арасында айыруды шегінде эмульсионды абат пайда болады. Біраз уаыттан кейін су саинасы толыымен жойылады, сондытан оны мезгіл-мезгіл алпына келтіріп отыру керек, ал бл мнайды сулануын жоарлатады, олай болса балластылы суды айдауа кететін ндірістік емес шыындарды да жоарлатады. Мнда, пайда болатын эмульсияны ттырлыы таза мнайды ттырлыынан не кіші (гидрофобты), не лкен (гидрофильді) бола алатынын ескеру ажет.
Гидротасымалдауды бл тсілі бырларды ішкі бетіне бранданы ширатылма жолын жасау крделілігінен ке таратылмады.
бырда аынны айналуы болан кезде, су мен мнай німіні тыыздытарыны р трлілігінен, су бырды тменгі блігіне жеткілікті тез аады. Нтижесінде бырды тменгі блігімен озалатын айырылан суды жне сол суды стімен сыранайтын мнайды аыны пайда болады. Су мен мнай озалыстарыны жылдамдытарына байланыстыоларды арасындаы айыру шегі жазы немесе исы сызыты болуы ммкін. Сонымен бірге, аын озалысыны жылдамдыы жоарлаан сайын, сегментті су саинасыны алыдыы кішірейді.
Сонымен, гидротасымалдауды екінші варианты, бырда мнай мен су арасындаы наты айыру шегі болатын, аынды жасауа негізделген. Бл жадайда тселетін суды ламинарлы жне турбулентті режимдерін жне ттырлы мнайды крделі аынын арастырады. бырды ткізгіштік асиеті седі жне суы ттырлы мнайды зін ана айдаан кезде ткізгіштік асиетін максимум 1,5 есе асып кете алады, бл біріншіден, ттырлы мнаймен суланан бырды периметріні кішіреюімен, екіншіден, тселетін суды эффектісімен тсіндіріледі. Біра, бл тсіл де іске асырылмады, себебі су мен мнайды арасындаы наты айыру шегі тек ана ламинарлы режимде болады. бырда компоненттерді ламинарлы аыны мнайды да, суды да те аз берілуіне ке соады. Аынны 0,07 м/с жне одан да кп жылдамдыы кезінде тселетін су абатыны турбулизайиясы басталады, жне де ол бырда эмульсияны пайда болуына кеп соады.
Бдан шидротасымалдауды шінші варианты шыады – мнай мен суды оспасыны пайда болуы жне оны кейінгі айдалуы. Мнай – су оспаларыны асиеттері неньютонды сйытытарды асиеттеріне тн болады. Эмульсияны ттырлыыны тмендеуін, сонымен бірге, йкеліске жойылуыны азаюын “суды ішіндегі мнай” (С/М) типтегі эмульсия пайда болан жадайда алуа болады. Мндай мнай – сулы оспа судаы мнайды р трлі лшемдері атып блшектеріні салмаы (мнда су – ттас фаза болады) болып табылады. Мнайды р блшегі су пленкасымен оршалан, сондытан олар бырды ішкі бетімен жне бірімен-бірі жыспайды. Нтижесінде бырды барлы ішкі бетінде мнай – сулы оспа сыранайтын су саинасы болып табылады.
Бл былыс сыранау эффектісі деп аталады. С/М типті эмульсияны пайда болу жне саталу (мір сру мерзімі) шарттарын жасарту шін мнай – сулы оспаа ртрлі, кбінесе анион типті, АЗ-дарды осады. Бл суда ерітілген заттар бырды ішкі бетін сумен сулануын жасартады, ал ол з кезегінде айдау кезіндегі йкеліске кететін энергияны едуір тмендетеді. С/М эмульсиясыны тратылыы аындаы АЗ-ды, тесператураны, аын озалысы тртібіні, су мен мнай атынасыны сипаттамалары мен концентрациясына байланысты болады. Мнайлар сумен осылып (АЗ-сыз) “кері” деп аталан “мнай ішіндегі су” типті жеткілікті берік эмульсиялар тзеді. Бл эмульсияларда ттас фазамен ртрлу пішінді су блшектері осылан мнай бар. оларды ттырлыы таза мнайды ттырлыын едуір асады.
Айдау жылдасдыыны, аын температурасыны, ысымыны крт згеруі кезінде фазалар инверсиялы болады. С/М эмульсиясыны М/С эмульсиясына айналады, жне ол бырды “атып алуына” кеп соады.
оспадаы суды клемі эмульсияны тратылыын азайтады, ал тасымалданатын суды клемі эмульсияны тратылыын жасартады, біра берілген гидротасымалдау тріні экономикалы крсеткіштерін тмендетеді. Суды минималды млшері клемі бойынша тасымалданатын оспаны бкіл млшеріні 30% -ін ру керектігі эксперимент трінде аныталан. Гидротасымалдауды тиімділігін жасарту шін суда еритін АЗ-дарды олданан жасыра болады. Белгілі шарттарда дрекі шашыралан (грубодиспергированный) аындарда гравитациялы атпарлану болуы ммкін, ал оны жылжуы су мен мнай німдері тыыздытарыны айырымы лкен болан сайын арындылай тседі. Гидротасымалдау кезінде айдауды тотатуа болмайды, себебі олар аынны арынды атпарлануымен осаталып жреді.
бырдаы жетілген турбулентті режим кезінде эмульсиялар жасы саталады. Басты станцияларда оларды арнайы араластырыштарда немесе центрден тепкіш сораптарда 300 К температура шамасында дайындайды. Айдау кезіндегіфазалар инверсиясыны алдын алу шін температуралы режимді, АЗ-ны берілген концентрациясын жне оспадаы суды проценттік рамын атал трде стау ажет.
Жоары парафинді мнайды (33% парафин) гидротасымалдауды Танджунг-Баликпалан (Индонезия) магистральді гидромнай бырында пайдаланады. Берілген бырда жасы дайындалан гидрооспаларды (30% су) айдауын 5 тулікке дейін тотата-тотата айдауа болатындыы эксперимент жзінде аныталан. Айдауды айтадан бастаанда жібергіш ысым жіберілген мндерді аспады. Соы пунктінде мнайды термиялы сусыздандырады да, АЗ-ны регеренциясы немесе нейрализациясы болады.