Neft xammalının asfaltsızlaşdırılması prosesi aşağıdakı üsullarla həyata keçirilir

Neft xammalının asfaltsızlaşdırılması prosesi aşağıdakı üsullarla həyata keçirilir:

1. Yüksək vakuum qurğusunda qovma ilə qalıq yağların asfaltsızlaşdırılması. Bu üsulla alınan yağın çıxımı aşağı olur, belə ki, hətta çox yüksək vakuum altında qiymətli yüksəkmolekullu karbohidrogenlərin qovulması təmin edilmir və qalığın tərkibində qalır.

2. Sulfat turşusunun köməyilə asfaltsızlaşdırma. Mövcud üsul istismar xərclərinə görə əlverişsiz hesab edilir, çünki çoxlu miqdarda sulfat turşusu tələb olunur.

3. Maye propanla asfaltsızlaşdırma. Yuxarıda qeyd olunan üsullar ilə müqayisədə, bu üsul rentabelli və əlverişli hesab edilir.

Maye propanla asfaltsızlaşdırma prosesində yüngül mazutdan yüksək özlülüklü qudrona qədər müxtəlif növ xammallar emal edilir. Asfaltsızlaşdırma zamanı alınan deasfaltizat başlıq məhsul hesab edilir. Bu məhsul seçici həlledicilərlə təmizlənmə, parafinsizləşdirmə və absorbentlərlə təmizləməyə göndərilir, nəticədə əmtəə mühərrik yağı alınır. Balaxanı yatağının yağlı neftinin qudronunun asfaltsızlaşdırılması zamanı hazır əmtəə məhsulu kimi yüksək özlülüklü silindr yağı (vapor) alınır.

Maye propan vasitəsilə asfaltsızlaşdırma prosesi zamanı xammalın yağfraksiyası maye propanda həll olaraq iki faza əmələ gətirir: üst təbəqə – yağ və alt təbəqə – bitum. Maye propanda yağ komponentinin məhlulu yağ fazası, maye propanın bitumda məhlulu bitum fazası hesab edilir.

Xammalın karbohidrogen tərkibi, propan:xammal nisbəti və ekstraksiya kalonunun temperatur rejimindən asılı olaraq deasfaltizatın çıxımı və keyfiyyəti dəyişir. Fazaların dəqiq ayrılması üçün 8-9 həcm propan və 1 həcm xammal ən optimal nisbət hesab edilir. propan və xamal nisbətinin sonradan artması heç bir effekt vermir və əksinə yanacaq və elektrik enerjisi sərfiyyatını artırır.

Temperatur rejimi asfaltsızlaşma prosesinə əhəmiyyətli təsir göstərir. temperatur 40-60^oC hədlərində olduqda qətran-asfalt maddələr maye propanda olduqca pis həll olur, əksinə yağ komponentləri isə propanda yaxşı həll olur. Sonradan temperaturun artması zamanı yağın propanda həllolma qabiliyyəti azalır və buna görə də deasfaltizatın çıxımı azalır və bitumun çıxımı artır.

Emal temperaturundan asılı olaraq bitumun çıxımının dəyişməsi qrafiki olaraq ifadə edilir. Nümunə olaraq şəkil 2-də müxtəlif temperaturlarda iki növ xammalın propanla birpilləli emalı zamanı alınmış bitumların çıxımı barədə dəlillər göstərilmişdir.

Propanın 96,84^oC kritik temperaturunda onun tərkibində yağ tamamilə olmur. Propan məhlulunda (propanda yağ məhlulu və qətran-asfalt maddələrdə propan məhlulu) faza ayrılmasının baş verdiyi minimal temperatur, emal edilən xammalın özlülüyündən asılıdır. Xammalın özlülüyü artdıqda minimal faza ayrılma temperaturu azalır. Bu da şəkil 3-də göstərilən əyridən aydın şəkildə görünür. Bu, onunla izah edilir ki, propan əvvəlcə yağ xammalının tərkibində ağır komponentləri həll edir.

Şəkil 3.

Propanın təmizliyi asfaltsızlaşdırma prosesi üçün çox böyük əhəmiyyətə malikdir. Texniki propanın tərkibində olan etan propanın seçiciliyinin artmasına səbəb olur, bunun nəticəsində bitumun çıxımı artır, onun tərkibində müəyyən qədər qiymətli yüksəkmolekullu karbohidrogenlər qalır ki, bu da arzuolunmazdır. Xüsusilə yay aylarında propanın tərkibində 2-3%-dən çox etan olduqda aparatlarda yüksək təzyiq yaranır və qurğunun aparat və aqreqatlarını istismar etmək çətinləşir. Texniki propanın tərkibində butan-butilen fraksiyasının olması onun seçiciliyini pisləşdirir, bunun nəticəsində emal edilən məhsulun keyfiyyəti pisləşir. Texniki propanın tərkibində qarışıqların bitumun çıxımına təsiri şəkil 4-də göstərilmişdir.

Şəkil 4. Asfaltsızlaşdırma zamanı bitumun çıxımına propan fraksiyasının tərkibinin təsiri:

Molekul kütləsi 44,06 olan təmiz propan üçün çıxım vahidə bərabər qəbul edilir. Üfüqi xətt – mayeləşdirici qazların (C₂ + C₃ + C₄) molekul kütləsi; Şaquli xətt – bitumun çıxımına düzəlişdir.
Təcrübə göstərir ki, təmiz propana nisbətən asfaltsızlaşdırma qurğularında istifadə olunan propan-propilen fraksiyası aşağı effekt verir. Bundan başqa, propan ilə müqayisədə propilen buxarlarının elastikliyi yüksəkdir, bu da yayda yayda lazımsız təzyiq yaradır və qurğunun işləməsini çətinləşdirir.

Asfaltsızlaşdırma prosesində emala verilən xammalın tərkibinin müxtəlifliyi və mürəkkəbliyi. Əsas səbəblər – prosesin aparıldığı yüksək təzyiq, laboratoriya şəraitində həlledicinin regenerasiya çətinliyidir, bunun nəticəsində sistemin faza vəziyyəti, xammalın yüksəkmolekullu karbohidrogen və qyri-karbohidrogen komponentlərinin faza keçidi barədə sistemləşdirilmiş tədqiqat dəlilləri hazırki dövrə qədər mövcud deyil. Prosesin tədqiqi zamanı həqiqi dəlillərin alınmasında əldə olunan çətinliklər onunla müəyyən edilir ki, parafin sırası karbohidrogenlər, ilk növbədə, propan bir sıra xüsusiyyətlərə malikdir. Metan, etan, propan, butan və pentan – koaqulyant-həlledicilər və eyni zamanda seçici həlledicilərə aiddir. Prosesin mexanizmi və propanla asfaltsızlaşdırma prosesinin bəi qanunauyğunluqları yuxarıda qeyd olunan səbəblərə görə ayrı-ayrı tədqiqatçılar tərəfindən müxtəlif cür izah edilir. Bəzi tədqiqatçılar alınmış nəticələri “koaqulyasiya nəəriyyəsi” nöqteyi-nəzərindən, başqaları isə “həlledicilik nəzəriyyəsi” nöqteyi-nəzərindən izah etməyə çalışırlar.

Qeyd etmək lazımdır ki, ağır neft qalıqları olan qudronlar, yarımqudronlar və bitumları kolloid sistemlərə aid etmək olar. Burada dispers faza tərkibində adsorbsiya olnumuş qətranlar olan asfaltenlər, dispers mühit isə yağ və onda adsorbsiya olunan qətranlar hesab edilir.

Asfaltenlərin təbiəti və xammalda onların qatılığı, yağ və qətranın təbiəti və qalıqda onların qatılığından asılı olaraq kolloid vəziyyətin davamlılığı dəyişir. Yüksəkmolekullu kolloid sistemlərin aqreqat davamlılığı solvatlaşma – nazik dispersli asfalten, qətranlı maddə və politsiklik aromatik karbohidrogenlərdən ibarət dolvat pərdələrin səthdə əmələ gəlməsi hadisəsi ilə əlaqədardır. Asfaltenlərin disperslik dərəcəsi və solvat pərdəsinin qalınlığından asılı olaraq sistemin davamlılığı dəyişir. Parafin sıra karbohidrogenlər ağır qalıqların solvat quruluşunu dağıtmaq qabiliyyətinə malikdir, bu da sonradan koaqulyasiya ilə asfalten hissəciklərinin kolloid məhlullarında böyüməsinə gətirib çıxarır. Parafin karbohidrogen fraksiyasının qalıqdan ayrılması zamanı öz-özünə əks proses – asfaltenlərin peptidləşməsi baş verir.

Beləliklə, parafin karbohidrogenlərinin qalığa əlavə edilməsi yolu ilə sistemin liofillik və liofobluq dərəcəsini tənzimləmək olar. Koaqulyasiya nəzəriyyəsi nöqteyi-nəzərindən, prosesin bir çox qanunauyğunluqlarını izah etmək asandır. Məsələn, propan əvəzinə propan-propilen fraksiyasından həlledici kimi istifadə olunması zamanı asfaltsızlaşmanın daha aşağıərinliyi həlledicinin propilen hissəsinin asfaltenlərə qarşı daha yüksək peptidləşmə qabiliyyəti ilə izah etmək olar. Koaqulyantın tərkibinə asfaltenləri ilə yanaşı, külli miqdarda yağ fraksiyasının keçməsini asfaltenlərin yüksək adsorbsiya qabiliyyəti ilə izah etmək olar. Temperaturun yüksəlməsi zamanı asfaltsızlaşma dərinliyinin artması çökdürücü-həlldicilərə nisbətən qətran-asfalt maddələrin (QAM) lifobluğunun güclənməsi ilə izah etmək olar.

Asfaltsızlaşma prosesinin temperaturunun artması ilə mayenin iki fazaya: yağ-asfalt ayrıldığı sahəsi genişlənir. Başqa sözlə desək, propan ilə xammalın yüksək durulaşması zamanı temperaturun yüksəlməsi faza tarazlığının dəyişməsinə və propan fazasından yağın asfalt fazasına keçməsinə səbəb olur. Amma koaqulyasiya nöqteyi-nəzərindən propanla asfaltsızlaşma prosesinin bəzi qanunauyğunluqları izah edilməzdir.

Təcrübələr göstərir ki, xammalın həlledicilərlə durulaşma dərəcəsi artdıqca asfaltsızlaşma dərinliyi əvvəlcə artır, sonra isə azalır. Yüngülləşmiş xammalın emalı zamanı nəzəriyyə ilə təcrübənin uyğunsuzluğu həmçinin müşahidə edilir. Koaqulyasiya nəzəriyyəsinə görə, yüngül yağ fraksiyaları sistemin liofobluq xassələrini gücləndirməlidir, bununla belə, solyar fraksiyası ilə yüngülləşmiş xammalın asfaltsızlaşma dərinliyi aşkar azalır. Koaqulyasiya nəzəriyyəsi nöqteyi-nəzərindən, asfaltenlərdən azad olmuş yağ xammalının propanla soyuq fraksiyalaşdırılması mexanizmini izah etmək mümkün deyil.

Həlledicilik nəzəriyyəsinin tərəfdaşları belə hesab edir ki, propan tipik qeyri-polyar həlledicidir və uzun alkil zəncirli parafin, naften və aromatik karbohidrogenləri özündə həll edir. Belə ki, propanda həmin karbohidrogenlərin həll olması onların molekul kütləsinin azalması ilə artır. Neft xammalının asfaltsızlaşma və yağların soyuq fraksiyalaşdırılması proseslərinin tədqiqi nəticəsində aşkar edilmişdir ki, əvvəlcə aşağı molekul kütləli parafin və naften sırası karbohidrogenlər, sonra isə yüksək dərəcəli durulaşma və daha aşağı temperaturlarda aromatik karbohidrogenlər ekstraksiya olunur.

Asfaltsızlaşdırma prosesinin mexanizmi kimyəvi təbiəti və molekul kütləsinə görə bir-birindən fərqlənən ayrı-ayrı karbohidrogenlərin həll olmasında fərqə əsaslanır. Xammalın həlledici ilə durulaşma optimumu propan həlledicisinin seçici xassələrinin fərqi ilə əlaqədardır. Propanın xammala olan nisbəti aşağı olduqda, məhlulda yağ komponentlərinin qatılığı olduqca yüksək olur və məhlulun xassələrini hər hansı dərəcədə müəyyən edir. aşağı seçicilik sayəsində politsiklik karbohidrogenlər və qətranlar propan fazasına keçir. Həlledicinin xammala olan nisbəti aşağı olduqda lazımi asfaltsızlaşma dərinliyi əldə edilmir. Həlledici:xammal nisbəti yüksək olduqda yağın qatılığı azalır və propan məhlulu daha yüksək seçicilik əldə edir, bu da daha yüksək asfaltsızlaşma dərinliyini müəyyən edir. xammalın propanla durulaşma dərəcəsi yüksək olduqda həlledicinin qalıq miqdarı hesabına xammalın çətin həll olan komponentləri, ilk növbədə, politsiklik karbohidrogenlər məhlula keçir.

Yenidən asfaltsızlaşma dərinliyi azalır. Bütün bunları nəzərə alaraq qəbul etmək olar ki, propan spesifik xassələrə malik həlledicidir. Şübhəsiz ki, propan həlledici-koaqulyantdır və həm də seçici həlledicidir. Polyar həlledicilər ilə müqayisədə, yüksək temperaturlarda propanın həlledicilik xassəsi azalır, onun seçiciliyi ilk növbədə, karbohidrogenlərin molekul kütləsi üzrə, ikinci növbədə isə, qrup kimyəvi tərkibi üzrə müəyyən edilir. propan yağın parafin-naften fraksiyalarını asanlıqla həll edərək qətran birləşmələri kifayət qədər çətin həll edir, asfaltenlər isə hətta alçaq temperaturlarda həll olmur. 96,85^oC kritik temperatura yaxın temperaturlarda propan özünün həlledicilik xassəsini demək olar ki, tamamilə itirir və yalnız alçaqmolekullu parafın-naften karbohidrogenləri məhlulda qalır, amma əgər həmin temperaturda təzyiqi kritik parametr olan 4,2 MPa-a qədər yüksəltsək, onda onun həlledicilik qabiliyyəti yenidən kəskin artır. Beləliklə, propan eyni zamanda asfaltsızlaşma prosesində həm QAM-in koaqulyatoru, həm də yağın arzuolunan komponentlərinə qarşı seçici həlledici rolunu oynayır. O, eyni zamanda qudronun kolloid strukturunu parçalayaraq, asfalten və qətranların koaqulyasiyasına səbəb olur. Həlletmə qabiliyyəti sayəsində yağın arzuolunan komponentlərini propan-yağ fazasına keçir. Yüksək özlülüklü yağ komponentlər, xüsusilə propan məhluluna keçməyən ağır aromatik komponentlər asfalt fazasında çökür.

2. Temperatur. Qeyri-polyar həlledicilərdə xammalın müxtəlif molekul quruluşlu kimyəvi komponentlərinin həll olmasına ekstraksiya temperaturunun təsiri. Qalıq xammalın karbohidrogen və qətranlı birləşmələrinin həlledicidə həll olması yüksəkmolekullu birləşmələrin struktur xüsusiyyətləri və ekstraksiya prosesinin temperatur hədləri ilə müəyyən edilir. Temperaturdan asılı olaraq müxtəlif qrup karbohidrogenlər və qətranm propanda həll olmasının dəyişməsi şəkil 1.2-də göstərilmişdir.



Şəkil 1.2. Qətran və müxtəlif quruluşlu karbohidrogenlərin propanda həll olmasının temperaturdan asılılığı:

1 – naften-parafın; 2 – yüngül aromatik; 3 – ağır aromatik; 4 – qətranlar

Şəkildən göründüyü kimi, qrup karbohidrogenlər və qətranm propanda həll olmasının xətti asılılığı müşahidə edilir. Belə ki, temperaturun 60-dan 90°C-yə qədər artması ilə ağır aromatiklər və qətrana nisbətən parafm-naften və yüngül aromatik karbohidrogenlər öz həllolma qabiliyyətini daha kəskin azaldır. Aşağı temperaturlarda (50-70°C) propan yüksək həlletmə qabiliyyəti və aşağı seçicilik nümayiş etdirir və əsasən asfaltenlərin çökdürücüsü hesab edilir. Ekstraksiyanın yüksək temperaturlarında (85°C və daha yüksək) əksinə, propan aşağı həlletmə qabiliyyəti və yüksək seçicilik nümayiş etdirir. Bu da struktur və molekul kütləsinə görə bir-birindən fərqlənən qrup karbohidrogenlərin ayrılması ilə qudronları fraksiyalaşdırmağa imkan verir. Buna görə həmin temperatur intervalında propan fraksiyalaşdırıcı həlledici hesab edilir. yüksək kritik temperaturlarda ayrılan yüksəkmolekullu qətranlar və politsiklik aromatik karbohidrogenlər dispers qüvvələrin təsiri altında dispers mühitdən alçaqmolekullu qətranları və aşağı indeksli karbohidrogenləri ayırır. Beləliklə, deasfaltizatın keyfiyyəti yüksəlir, çıxımı isə azalır.



Şəkil 1.4. Ekstraksiya mərhələsinin aparat tərtibatının variantları:

1 – ekstraksiya kalonu; 2 – çökdürücü kamera; 3 – rotorlu-diskli kontaktor;

4 – qarışdırıcı; 5 – nasos; 6 – buxar qızıdırıcı; 7 – mühərrik