Мұнайдың құрамы мен физика – химиялық қасиеттері

Кіріспе

          Мұнай грек халқының «нафта» деген сөзінен шыққан, «нафта» жарып шығарлық қасиеті бар деген мағынаны білдіреді. Мұнайдың шаруашылықтағы маңызын халық ерте кездерден – ақ жоғары бағалаған. Оны «жер майы» , «асыл май», «тау майы» деп құрметпен атаған.

Қазіргі дәуірде және одан алынатын әр түрлі құнды өнімдерді қолданбайтын өндіріс немесе ауыл шаруашылығы салалары кемде – кем. Мұнай және одан алынатын өнімдер техникада ғана емес, сонымен бірге басқа өнеркәсіп салаларында  да кеңінен қолданылады. Мысалы, бензин еріткіш ретінде сүйектен тағамға кереткі майларды айырып алуға да жұмсалады. Сонымен қатар мұнайдан түрлі машина – механизм, аппарат майлары, лигроин, газойль, парафин, вазелин, битум, мазут, т.б. алынады. Лигроин жеңіл, ал ауыр дизельдерде отын есебінде, парафин – майлы қышқылдар мен спирттерді айыруда және электротехникада оқшауланатын материалдар, құрылыста су өткізбейтін жабдықтар жіне жанар май, шам майы есебінде пайдаланылады. Парафиннің өзінен техникалық құнды түрлі майлар шығады. Олар жануарлардан алынатын тағамға қолданылатын майлардың орнына жүреді. Көптеген иіс судың түрлері, кремдер, парфюмериялық жұмсақ майлар осы мұнайдан дайындалады. Мұнай тектес газдардан алынатын шайырлардан пластикалық масса, жасанды дәрі – дәрмектер осы мұнайдан бөлініп шығарылған «ақ мұнайдан» жасалады.

         Мұнай өте күрделі парафиндер, нафтендер, ароматикалық және гибридті көмірсутектерінің бір-бірінде еритін, молекулалық массасы және қайнау температурасы әр түрлі қоспалардан тұрады. Оны көмірсутектерінің фракцияларына және топтарына бөледі де, олардың химиялық құрамын өзгерту мақсатында өңдейді. Мұнайды өңдеуді алғашқы (біріншілік) және екіншілік процестерге бөледі. Алғашқы процестерге мұнайды қайнау шектерімен бір-бірінен айырмашылығы болатын фракцияарға бөлуді, ал екіншілікке термиялық пен термокаталитикалық өңдеу процестерін, сондай-ақ мұнай өнімдерін тазалауды жатқызады.

        Мұнайды ағашқы өңдеудегі негізгі процесс алғашқы немесе тура айдау болып саналады, оны дистилляция мен ректификацияны қолданып жүргізеді.

        Құбырлы қондырғылар ректификациялау колонналарындағы қысымға байланысты атмосфералы (АҚ), вакуумды (ВҚ) және атмосфералы-вакуумды (АВҚ) болып бөлінеді.

        Мұнайды атмосфералық айдаудың қалдығы – мазут. Мазутты одан әрі өңдеп майлық дистилляттар және гудрон алуға болады. Мазутты товарық өнім немесе басқа процестерге (термияық крекинг) шикізат ретінде қолданылады.

         Бұл курстық жобада Мартыши кен орны мұнайын өңдеуге арналған атмосфералық-вакуумдық айдау торабы бар мұнайды фракциялау қондырғысы есептеліп, жобаланады.

1.Теориялық бөлім

1.1 Мұнайдың құрамы мен физика – химиялық қасиеттері

Мұнай – судан жеңіл қозғалмалы майсақ зат жаңғыш сұйықтық, түсі ақшыл сарыдан қараға дейін, өзіне тән иісі бар.

Мұнай өте күрделі парафиндер, нафтендер, ароматикалық және гибридті көмірсутектерінің бір – бірінде еритін, молекулалық массасы және қайнау температурасы әр түрлі қоспалардан тұрады. Мұнайдың негізгі компоненті көмірсутектер – алкандар, циклоалкандар, арендер болып табылады. Алкендер шикі мұнай құрамында, әдетте, кездеспейді. Бірақ Пенсильваниялық мұнайлар құрамында алкендер өте аз мөлшерде анықталған. Көмірсутек топтарының арасындағы қатынас мұнайға әр түрлі қасиет беріп, оны өңдеу әдісін таңдау мен алынатын өнім қасиетіне әсерін тигізеді.

Мұнайдағы алкандардың (парафиндер) жалпы мөлшері 30 – 35%, алайда кейбір мұнайларда 40 – 50% болуы мүмкін. Мұнай фракциясының орташа молекулалық массасы артқан сайын олардағы алкандар мөлшері азаяды. Бензин мен орта дистиллятті фракцияларда сұйық алкандан С5 – С15 болады, ал ауыр фракциялар мен қалдықта С16 – дан бастап қатты алкандар болады. Мұнай құрамында, көбінесе, қалыпты құрылымды алкандар кездеседі.

Циклоалкандар (циклопарафиндер, нафтендер) барлық мұнайларда кездеседі және барлық фракциялар құрамында болады. Әр түрлі мұнай құрамында шамамен 25-75% циклоалкандар болады. Жай циклоалкандар – циклопропан және циклобутан мұнай құрамында анықталмаған. Моноциклді циклоалкандар – циклопентан мен циклогексан гомологтары – бензин және керосин фракцияларының құрамына кіреді. Жоғары қайнайтын фракцияларда –екі-, үш- және төртциклді көмірсутектер болады.