Дәріс №14. Мұнай және мұнай өнімдерінің құрамын және физика-химиялық қасиеттерін талдаушылар
Талдаушылар – талданатын заттың құрамы немесе физика-химиялық құрамы жөнінде ақпарат алуға арналған құрылым. Талдау жасалатын заттардың агрегаттық күйлеріне тәуелді талдаушылар газ талдаушылар, сұйық талдаушылар және қатты заттарды талдаушылар болып бөлінеді.
Жалпы өндірістік мақсаттағы автоматтандырылған талдаушылармен қатар мұнай өнімдері және мұнай химиясы өндірісінде мұнайдың және мұнай өнімдерінің құрамы мен физика-химиялық қасиеттерін талдауға арналған арнайы аспаптарды қолданады.
Тұтану температурасын талдаушылар. Тұтану температурасы деп жалын көзі бар кезде мұнай өнімдері мен ауаның қоспасы бастайтын немесе сұйықтың буы мен ауа қоспасы тұтанбай-ақ қопарылыс жасайтын температураны айтады. Бұл талдаушылар тұтану температурасын тіркейді және оны бәрыңғай электр немесе пневматикалық сигналға айналдырады. Талдаушылыр құрамына бастаушы өзгерткіштер, сынақты дайындау және қалыптандырушы өзгерткіштер, потенциометр мен кернеуді тұрақтандырушы кіреді.
Талдаушының негізгі блоктарының әрекет прин-циптерін қарастырайық.
Талданатын өнім алдын ала механикалық қоспалардан тазартылып, сынақталушыны дайындау блогінің кірісіне беріледі. Сынақталушыны дайындау блогі талданатын өнімді суытуға немесе қыздыруға және ауа мен мұнай өнімінің шығынының шамасын қолдан қоюға арналған. 14.1-суретте тұтқырлығы 4 сСт өнімнің температурасы 200С кезінде тұтану темпера-турасын 24-1000С аралы-ғында өлщеуге арналған бастаушы өзгерткіштің тех-нологиялық блогінің құры-лымы көрсетілген. Талда-натын өнім көмекші қыздырғыш элемент 3, негізгі қыздырғыш элемент 20, тұтандырушы камера 14, тізбегінен өтіп, ағызу түтігімен 23 атмосфералық қысымдағы жинау ыдысына ағып келеді. Электр қоректендіруін қосқан кезде қыздырғыш элементер 3 және 20 өнімді жылытуды бастайды. Тұтандыру камерасындағы 14 шамға 11 мезгілімен генератор жасайтын ұшқын беріліп тұрады. Көмекші қыздырғыш элемент 3 өнімді шығымда сынапты термоконтактор 6 белгілеген температураға жеткенше қыздырады. Алдын ала қыздырылған өнімге штуцер 21 арқылы қажетті ауа мөлшері қосылады. Қоспа негізгі қыздырғыш элементке 20 еніп, қыздырылып, тұтандыру камерасына 14 беріледі. Егер камераға
14.1-сурет – Жарқылдау температурасынөлшеуге арналған АВН-70 талдауышының технологиялық блогінің құрылымы
кіргізілген өнімнің температурасы тұтану температурасына жеткен болса, онда электр ұшқынынан бу-ауа қоспасы тұтанады. Жалын жарқылын терможұп 9 қабылдайды. Терможұптан 9 сигнал негізгі қыздыруды реттегіштің кірісіне беріліп, ол негізгі қыздырғыш элементті электрмен қоректендіруден ажыратады. Егер бірнеше тұтану қатарынан жүретін болса, онда бұл кезде негізгі қыздырғыш элемент ажыратулы болады. Қайтадан қосылу тұтану болмайтын бірінші ұшқыннан кейін жалғасады. Осылай тұтандыру камерасы арқылы өтетін талданатын мұнай өнімінің тұтану температурасының ең төменгі деңгейі реттеледі. Өнімнің тұтандыру камерасындағы температурасы терможұппен 7 өлшеніп, электрондық потенциометр – тұтану температурасын тіркеуші кірісіне беріледі.
Қышқылдық санын автоматты талдаушылар. Қышқылдық саны деп 1 г сыналатын мұнай өнімін бейтараптандыру үшін қажетті мг өрнектелген улы калий (КОН) шамасын айтады.
АК4 типтегі автоматты талдаушы синтетикалық май қышқылдарын өндіру процесінде тотыққан парафиннің (оксидаттың) қышқылдық санын анықтауға арналған. Аспаптың әрекет приципі май қышқылдарын негіз ерітіндісімен бейтараптандырудығ экзотермиялық реакциясын пайдалануға және реакция нәтижесінде бөлінетін, шамасы қышқылдық санына пропорционал жылуды анықтауға негізделген.
Булар серпімділігін талдаушылар. Булар серпімділігі (булардың қанығу қысымы) түсті мұнай өнімдерінің сапасының сипаттамасы болып табылады. Әсіресе, ең жоғары талаптар бензиндік фракцияларға қойылады, өйткені, бұл параметр өнімде төменгі қайнау фракцияларының барын көрсете, бензиндердің тұрақтылық сапасын сипаттайды.
Құрам индикатор (ИС типіндегі) ректификациялық процестерді автоматты реттеу жүйесіндегі бинарлық қоапалар құрамын анықтауға арналған. Ол эталондық сұйық серпімділігі мен ректификациялық колонкадағы абсолюттік қысым арасындағы айырмашылықты өлшеуді қамтамасыз етеді. Серпімділік бергіші (ДУ типіндегі) бензин буларының серпімділігін өлшеуге және оны 0,2-1 МПа бірыңғай пневматикалық сигналға айналдыруға арналған.
Аспап әрекетік принципі талданатын бензин өтетін ағымдық сораптың сопло аралық қуысында пайда болатын вакуум мен оның 380С термостаттау температурасы кезінде қысымның динамикалық тепе-теңдігін өлшеуге негізделген. Зертелетін бензин булурымен вакуумды компенсациялау дәрежесі оның буларының серпімділігіне тәуелді.
Аспаптың бастаушы өзгерткішінде (14.2-сурет) технологиялық құрылымнан талдауға алынатын бензин дөрекі тазалау сүзгісіне беріледі.
14.2-сурет – Бензин буларының серпімділігін бастаушы түрлендіргіш ДУ-1М құрылымы
Бензиннің бір бөлігі сүзгі арқылы өтіп, механикалық қоспалардан тазаланып, алдын ала салқындатылып, тоңазытқышқа 6 түседі. Бензиннің қалған (негізгі) бөлігі түтікпен 4 технологиялық желіге қайтарылады. Ағынды суда тұратын тоңазытқыш ирегі арұылы өтіп, бензин 25-350С температураға дейңн салқындатылып, мұқият тазалау сүзгісінен 7 өтіп, термостатқа 15 беріледі. Термостаттық сұйықтағы (антифриздегі) ирекпен 13 өтіп, талданатын бензин термостаттау температурасы +380С дейін қыздырылады және ағындық сорапқа 14 түседі. Бензин ағыны ағындық сорап соплосы арқылы өтіп, сопло жанында бензин буларымен толтырылатын сирету (вакуум) жасайды. Сирету вакуумметрмен 19 өлшеніп, өзгерткіштің пневматикалық шығымдық сигналына айналдырылады. Ағындық сораптан 14 бензин сифондық түтік 12 арқылы өздігіне ағып, қабылдау багіне беріледі. Талданатын бензиннің қажетті температурасын қамтамасыз ететін термостаттау жүйесі термостаттан 15, сынаптық түйістіру термометрінен 17, кесуші пневматикалық клапаннан 22, реле блогынан 21 және электрмен қоректендіру блогынан 18 тұрады. Термостаттық сұйықтың температурасы өзгергенде түйістіру термометрі ауа соплосының қалқасы ретінде пайдаланылатын реле блогының якорының қоректендіруінің электрлік желісін тұйықтайды немесе ажыратады. Осылай термоконтакторден келетін электрлік сигнал пневматикалыққа айналдырылады. Күшейтілген пневмосигнал реле блогынан жылытушы ирекке жылутасығышты беруді ашатын немесе жабатын орындаушы пневмоклапанға беріледі. Бензиннің мұқият тазалау сүзгісінен кейінгі және термостаттағы температуралары сәйкес термометр-лерімен 8 және 16 өлшенеді.
Мұнай өңдеуде және мұнай химия-сында сұйық орта-ларының ылғал-дылығын талдау-шыларацетонда, метил, этил, бутил спирттерінде, изо-пренде, толуолде және басқа да мұнай өнімдерін өңдеу заттарындағы ылғал шамасын өлшеуге арналған. Бұл тал-даушылардағы өл-шеуіш өзгерткіш-тердің әрекет прин-ципі спектрдің мак-симумдары 1,89; 1,91; 2,7 мкм белгілі сипаттық жолақтағы инфрақызыл айма-ғында сәуле энер-гиясының сұйык ылғалмен жұтылу дәрежесін өлшеуге негізделген. Аспаптың өлшеу шегі мұнай қңдеуде пайдаланылатын сұ-йық материалдар-дың ылғалдылығы-ның өзгеру диапазо-нына сәйкес келеді (көлемі бойынша 0-10%).
Мұнай өнім-дері түсінің индикаторы технологиялық процесте мұнай өнімдерінің және басқа сұйықтардың қалыпты түстен ауытқуы жөнінде сигнал беруге арналған. Ең көп тараған тұс индикаторларынығ әрекет приципі спектрдің көрінетін аймағында 450-700 нм диапазонында жарық жұтуын анықтау жолымен өнімнің оптикалық тығыздығын (түсін) өлшеуге негізделген. АФИТ типті индикаторларда бастаушы өзгерткіш ретінде сәулелерді бір шығару көзі және бір қабылдағышы бар бір сәулелі фотометр қолданылады.
Фракциялық құрамын талдаушылар. Фракциялық құрам – мұнай өңдеу өнімдерінің сапасының негізгі параметрі. Мұнай химиялық құрамы әртүрлі көмірсутектердің күрделі қоспасы болып табылады. Мұнай өнімдерін аудау жолымен әрқайсысы кұрделілігі жөнінен оңайлау болып келетін жекелеген бөліктерге бөледі. Бұл бөліктерді фракциялар немесе дистиляттар деп атайды. Мұнай өнімдерінің тұрақты қайнау температурасы болмайды. Олар фракцияның химиялық құрамына тәуелді белгілі температура интервалында қайнайды, яғни қаунаудың басталу және аяқталу температуралары болады.
Мұнай өнімдерінің фракциялық құрамы зертхана жағдайында айдау жолымен анықталады. Қайнау немесе тұтану температурасы бойынша түсті мұнай өнімдерінің жекелеген фракцияларының құрамын анықтау үшін мұнай өнімдерінің фракциялық құрамын талдаушының агрегатталған кешені АКТК қолданылады. Агрегатталған кешен АКТК-ға талданатын өнім талдау үшін сынақталушыны таңдау және дайындау жұмыстарын (сүзу, сусыздандыру, қысымын тұрақтандыру, мөлшерлеу және суыту) орындайтын кешеннің технологиялық кірісіне беріледі (2.189-сурет). Технологиялық кешеннің жұмыстық блоктары арқылы өтіп сынақталушы қайнау немесе тұтану температурасы бойынша таодау автоматты түрде үздіксіз орындалатын өлшегіш өзгерткішке 2 беріледі. Бұл кезде өлшенетін шама өлшегіш өзгерткіштің шығымдық сигналы болып табылатын терможұптың эқк айналдырылады. Бұл сигнал екінші кезектік аспаптарға – электрондық потенциометрге 3 немесе қалыптаушы өзгерткіш 4 арқылы электрондық миллиамперметрге 5 беріледі.
Негізгі әдебиет:
Қосымша әдебиет:
Бақылау сұрақтары:
1. Талдаушы деген не және ол қандай көрсеткіштерді бағалайды?
2. Мұнай өнімдерінің құрамы қалай анықталады?
3. Мұнай өнімдерін талдайтын қандай талдаушыларды білесіздер және олардың жұмыс істеу прициптерін түсіндіріңіздер?