лекция-6 ОХТ

1.

С.Ж.Асфендияров атындағы
Қазақ Ұлттық Медицина
Университеті
Казахский Национальный
Университет имени
С.Д.Асфендиярова
Инженерлік пәндер кафедрасы
Шикізат базасы және химия
өнеркәсібінің бастапқы
заттары
Оқытушы: Милисова Н.Б.
Алматы, 2020

2.

Жоспар:
Шикізат базасы және химия өнеркәсібінің бастапқы заттары.
Шикізатты жіктеу және оларға қойылатын талаптар.
Шикізат ресурстарын ұтымды және кешенді пайдалану.
Шикізатты дайындау және байыту.
Мұнайды қайта өңдеу: крекинг, риформинг және платформинг.
Аса маңызды мұнай өнімдері және оларды қолдану салалары.

3.

Шикізат базасы
Химиялық өнеркәсіпте шикізат ретінде 80-нен астам элементтер қоспасы
пайдаланылады. Бұл элементтер жер қыртысында біркелкі таралмаған, олар
табиғаты, концентрациясы және географиялық орналасуы бойынша әр түрлі
болып келеді.
Элементтердің табиғатта таралуының сандық сипаттамаларына кларк алынаған.
Кларк – жер қыртысының 1тоннасына келетін осы элементтің граммен немесе
массалық процентпен алынған шамасы.

4.

Химиялық шикізат ресурстары
А тобына егжейтегжейлі барланған және
өндіруге дайындалған
қорлар.
Қорлар – анықталған
және зерттелген
ресурстар.
Б тобына геологиялық
барлау жұмыстарының
нәтижесінде табылған
қорлар.
Потенциалдық
ресурстар
С тобына геофизикалық
барлау және көзбен
қарау жолымен
табылған қорлар.
Химиялық шикізаттың
барлық ресурстары

5.

Химиялық өндірістің шикізаты
Шикізат – өндіріс өнімдерін өндіруге пайдаланатын табиғи заттар
және жартылай өнімдер.
Шикізат – өндірістің экономикасын көрсететін, өндірілетін өнімнің
технологиясы мен аппараттарының таңдалуы мен сапасы тәуелді
болып келетін өндірістің ең негізгі элементі.
Химиялық өндірістің әр түрлі сатыларында мынадай материалдық
объектілер орын алады:
1. Бастапқы зат (шикізат);
2. Аралық өнім (жартылай өнім);
3. Мақсатты өнім (дайын өнім);
4. Жанама өнім;
5. Қалдық.

6.

Жартылай өнімдер – өндірістің бір немесе бірнеше сатыларынан
өңдеуден өткен, бірақ дайын мақсатты өнім ретінде тұтынылмаған зат.
Жанама өнімдер – өңдеу кезінде мақсатты өніммен қатар алынатын,
бірақ берілген өндірістің көздегеніне жатпайтын өнімдер.
Өндіріс қалдықтары – өндіріс кезінде пайда болатын өзінің қажетті
сапасын толықтай немесе жартылай жоғалтқан шикізаттың,
материалдардың және жартылай өнімдердің қалдығы.
Жартылай өнімдер, жанама
өнімдер
және
өндіріс
қалдықтары
алдын
ала
өңдеуден өткен соң басқа
өндірістер
үшін
шикізат
болуы мүмкін
Химиялық өндірістің шикізаттарына
тау-кен, мұнай, газ, коксохимия,
орман және целлюлоза қағаз
өндірістерінің, қара және түсті
металлургияның өнімдері жатады.

7.

Шикізаттың
жіктелуі
қатты
Агрегаттық
күйіне
тәуелді
сұйық
газ
Химиялық
шикізат
Химиялық
құрамына
тәуелді
бейорганикалық
Қордың
түріне
тәуелді
сарқылатын
органикалық
сарқылмайтын
минералдық
рудалық
рудалық емес
жанғыш
Жаратылыс
тегіне
тәуелді
өсімдік ж/е
жануартекті
ауа
су
техникалық
тағамдық

8.

Химиялық-технологиялық процестерде
қолданылатын шикізат келесі талаптарды
қанағаттандыру керек:
Соңғы өнімге өңдеу сатыларының санын азайту;
Шикізатты химиялық өзгеріске дайындауға және процесті жүзеге асыруға
энергетикалық, материалдық шығындарды аз жұмсау;
Бастапқы энергияның максималды шығынсыз жұмсалуы;
Әрекеттесуші заттардың агрегаттық күйінің өзгеруіне төмен температура,
қысым және аз энергия жұмсау;
Реакциялық қоспада мақсатты өнімнің концентрациясын арттыру.

9.

Шикізатты өңдеуге дайындау
Шикізаттың агрегаттық күйі негізінен оның тасымалдану және өңдеуге дайындау әдістерін
анықтайды. Жер қыртысынан өндірілетін шикізат құрамында мақсатты компоненттен
басқа пайдасыз (бос жыныс) және зияндыбөгде заттар болады. Көп жағдайда зиянды бөгде
заттардың мөлшері жоғары болғандықтан, шикізатты байыту үдерісі жүргізіледі.
Байыту операциясы – шикізатты өңдеуге жұмсалатын шығынды азайту, өнімнің сапасын
жақсарту және шикізатты өндіріске тасымалдауға жұмсалатын шығынды азайту үшін
қажет.
Байыту нәтижесінде құрамында пайдалы заттардың мөлшері аз шикізаттың орнына
концентрленген шикізат алынады. Байытылған шикізатты қолдану барысында шикізаттың
химиялық өзгеру жылдамдығы жоғарылау нәтижесінде өнімнің өзіндік құны төмендейді,
сапасы, техникалық үдерістердің интенсивтілігі артады, отын шығыны төмендейді.
Байытуға қатты материалдар – әртүрлі тау жыныстары; сұйық материалдар – ерітінділер;
газдар ұшырайды. Олар шикізат компонентінің физикалық, химиялық, физикалықхимиялық қасиеттерінің әртүрлігіне негізделген.

10.

Шикізатты байыту
Шикізатты байыту – концентраттағы негізгі компоненттің мөлшерін арттыру
және бос жынысты бөлу үшін минералды шикізатты өңдеудің физикалық және
физикалық-химиялық әдістердің жиынтығы.
Шикізатты байыту принциптері:
Электростатистикалық байыту
Термиялық байыту
Флотация
Экстракция
Химиялық байыту
Газдарды байыту
Сұйық материалдарды байыту
Гравитациялық байыту
Электрмагниттік байыту

11.

Гравитациялық байыту (ылғалды және құрғақ) ауа немесе сұйық ортада
ұсатылған заттардың бөлшектерінің төмен түсу жылдамдығының бөлшек
тығыздығына немесе бөлшек мөлшеріне тәуелділігіне негізделген.
Ұсатылған
жыныс
Ұсатылған
жыныс
Гравитациялық байытудың сызбанұсқасы
1-араластырғышы бар бак; 2-тұндырғышы бар камера; (І - ІІ) гидравитациялау
(ылғалды)

12.

магнитсіз
Магнитті
Электрмагниттік байыту - ұсатылған заттардың магнитке тартылу қасиетіне
негізделген.
Электрмагнитті сепаратор
1 - транспортер лентасы; 2-транспортер барабаны; 4,5-бункерлер

13.

Электрстатистикалық байыту - ұсақталған шикізат құрамындағы әртүрлі
бөлшектердің электр өткізгіштігінің өзгешіліктеріне негізделген.
Флотация - физика-химиялық байыту әдісі, әрі көп қолданылатын әдіс.
Aуа араластырғышы бар флотациялық машина
1-резервуар; 2-бөлгіш; 3-ауалы түтік; 4-концентратты қабылдайтын ыдыс
Көптеген кендер минералдарының гидрофобтық немесе гидрофильдік қасиеттері
бір-біріне жақын (айырмашылықтары өте аз), оларды бір-бірінен жеке бөліп алу үшін
суланғыштық қабілетін өзгерту керек. Осы мақсатпен флотация процесін жүргізгенде
пульпаға флотореагенттер қосады.
Флотореагенттер атқаратын міндетіне байланысты үш топқа бөлінеді:
коллекторлар (жинаушы), көбік түзушілер, депрессорлер (басу, кеміту,
төмендетушілер).

14.

Термиялық байыту - ұсатылған шикізат құрамындағы компоненттердің балқу
температураларының айырмашылығына негізделген. Мысалы: гипс құрамындағы
сап күкірт шикізаты 150-200 о С қыздырғанда элементарлы күйінде бөлінеді.
Химиялық байыту - шикізат құрамындағы компоненттердің химиялық
реагенттермен әрекеттесулерінің айырмашылығына негізделген. Химиялық
реакциялар нәтижесінде қоспа құрамындағы компоненттер тұнбаға тұнуы, газға
айналуы, балқыған күйінде т.б. құбылыстарға ұшырауы мүмкін.
Сұйық материалдарды байыту. Сұйық материалдарды байыту келесі әдістерге
негізделген: еріткішті буландыру, ерітіндіге пайдалы компонентті үстемелеп қосу,
ерітіндіден бөгде заттарды тұнбаға түсіру немесе оларды газ күйіне ауыстыру
(бөгде заттарды буландыру - десорбция).
Газдарды байыту-белгілі бір газды бөліп алу олардың қоспа құрамындағы
газдардың қайнау, сұйыққа айналу температураларының, ерігіштігінің
айырмашылығына негізделген.
Газдардың конденсациялану температураларының әртүрлілігіне негізделген әдіс –
фракциондық конденсация деп аталады.
Газдарды байыту әдістерінің көп қолданатын екінші түрі - сорбциялық әдісі
газдардың сұйыққа немесе қатты заттарға (белгілі жағдайда-төменгі температура
және жоғарғы қысымда) таңдамалы сорбциялануына негізделген.
Әртүрлі заттардың қайнау температураларының айырымына негізделген әдіс
ректификация.

15.

Химиялық өнімнің өзіндік құнында шикізаттың үлесі жоғары болуы,шикізат
қорының тез таусыла бастауы, оны өндірудің қымбатқа түсу жағдайларының
орын ала бастауын келесідей шешуге болады:
1.
Химиялық шикізат қорының таусылу жылдамдығын объективті түрде бағалау
жұмыстарын жасау;
2.
Химиялық шикізатты тиімді пайдалану.
Шикізат қорының таусылу жалдамдығының сандық сипаты есебінде
«резервтердің пайдалану индексі» (РПИ) ұсынылған. РПИ шикізаттың берілген
түрінің бір жылдағы шығынын процент түрінде көрсетеді. РПИ үлкен болған
сайын, шикізат шығынының жылдамдығы да үлкен болады:

16.

Химиялық шикізатты тиімді
пайдаланудың негізгі бағыттары
Азранырақ шикізатты пайдалану (мүмкіндігінше жергілікті шикізатты);
Екінші материалдық қорларды пайдалану (жанама өнімдер, қалдықтар);
Концентрациясы төменірек шикізатты пайдалану;
Шикізатты кешенді түрде пайдалану, яғни шикізат құрамындағы барлық
құнды компоненттерді ең жоғарғы дәрежеде бөліп алу жіне оларды
пайдалану;
Төменгі РПИ көрсеткіші бар шикізаттардан жасалған альтернативті
шикізаттарды пайдалану;
Шикізаттың рециркуляциясы, яғни бұйымдарды пайдалану мерзімі
өткеннен соң, істен шыққан немесе ескіруге ұшырағаннан кейін қайта
өңдеу.

17.

Шикізатты кешенді пайдалану
Шикізатты кешенді пайдалану қазіргі химиялық технологияның маңызды
міндеттерінің бірін шешуге жол ашады, шикізатты және өндіріс қалдықтарын
толықтай пайдалануға жақындатады. Бұл шикізат қорын кеңейтуге, шығаратын
өнім көлемін ұлғайтуға, шикізат пен энергия шығынын азайтуға және сондай-ақ
қоршаған ортаны өндірістік қалдықтармен ластауды да азайтады.
Шикізатты кешенді пйдалану өндіріске жұмсалатын күрделі қаржы мөлшерін
азайтады, өнімнің өзіндік құнын төмендетеді және өндірістің техникаэкономикалық көрсеткіштерін жақсартады. ШКП-дың экономикалық тиімділігін
былайша есептеуге болады:

18.

Қолданылуы

19.

Мұнай өңдеудің жалпы схемасы

20.

Термиялық
крекинг
• Үдеріс 470-540С температурада, 2-7 МПа
қысымда жүзеге асырылады.
• Термиялық крекингтің негізгі өнімдері:
мұнайхимиялық синтездің шикізаты –
көмірсутекті газ, крекинг бензин, термиялық
газойль, керосинді-газойлды фракция, крекинг
қалдық.
• Термиялық крекинг бензинінің химиялық
тұрақтылығы және ок-тан саны (66-68) төмен.
Каталитикалық
• Каталитикалық
крекинг
алюмосиликатты
катализатор қатысында бу фазасында 400500С-та, атмосфералық қысымда жүреді.
• Шикізат ретінде қайнау температурасы 500°Стан жоғары вакуумдық газойль қолданылады.
• Крекинг өнімдері: газ, бензин, керосиндігазойлды фракция, крекинг – қалдық, кокс.
крекинг

21.

Каталитикалық риформинг. Каталитикалық риформинг –
мұнайды
тікелей айдау әдісімен өңдеген бензин және лигрин өнімдерін қайта өңдеу
үдерісі. Каталитикалық риформингтің мақсаты бензиннің октан санын жоғарылату
және мұнай-химиялық синтездің бағалы шикізаты ароматты көмірсутектерді
(бензол, толуол, ксилол) өндіру. Октан саны жоғары бензин алу үшін шикізат
ретінде 80-180С фракция, ал ароматты көмірсутектер алу үшін қысқа
фракцияларды: бензол алуда – 60-85С, толуол алуда – 85-110С, ксилол алуда – 110140С шикізат ретінде қолданады.
Үдеріске қолданылатын катализатордың табиғатына байланысты каталитикалық
риформинг келесі түрге бөлінеді:
1.
Металл
оксидтері
негізіндегі
катализатор қатысындағы үдеріс –
гидроформинг. Үдерістің катализаторлары
молибден, хром, кобальт оксидтері,
температурасы 480-540С, сутек қысымы
1-2 МПа. Платина катализаторына
қарағанда оксидті катализаторлардың
активтілігі төмен болғандықтан, бұл
үдеріс қазіргі уақытта қолданылмайды.
2. Құрамында платина бар катализатор
қатысындағы үдеріс – платформинг.
Үдерістің
катализаторы
γ-АI2O3
қондырылған платина (0,3- 0,6%).
Катализатордың
қышқылдық
активтілігін арттыру мақсатында HCI
немесе HF (CI немесе F -0,5-1,0%)
активтейді.
Тасымалдағыш
ретінде
аморфты
алюмосиликаттар
және
цеолиттерде қолданылады.