Көмірсутек қорлары.Мұнай. Мұнайды өңдеу әдістері.

Көмірсутектердің, табиғи көздері: табиғи және мұнайга ілеспе газдар, тас көмір және торф болып саналады. Табиғи және мұнайға ілеспе газдардың бір-бірінен негізгі айырмашылыктары — құрамында, қолданылуында және табиғатта кездесуінде. Мүнайға ілеспе газдар мұнай кен орындарындамұнайдың бетін бүркеп жатады немесе ‘ * мұнайда еріген күйінде болады. Табиғи газдың құрамы, негізінен, метаннан (80—98%) тұрады, ал ілеспе газда метан екі еседей аз (30—50%), онда этан, пропан, бутан, пентан, тағы баска көмірсутектердің (әркайсысы 20%-тей) мөлшері көп болады.

Табиғи газ да, ілеспе газ да — бағалы химиялык. шикізаттар. Олардан қанықпаған көмірсутектерді алады, сондай-ак пластмассалар, көксағыздар, резеңке, химиялык. талшықтар, т.б. заттарды өндіреді.

Табиғи газдың 90%-і отын ретінде қолданылады. Оның баска отындардан біраз артықшылықтары бар: жану жылуы жоғары, жанған кезде күл қалмайды, яғни экологиялык тұрғыдан таза және кұбырлармен тасымалданады. Оны өндірістік пештерде (домна, мартен, т.б.), энергетикалық қондырғыларда, автокөліктерде, сондай-ак үй тұрмысында да қолданады.

Қазакстанда табиғи газ бен мүнайға ілеспе газдардың негізгі қоры Батыс Қазақстанда шоғырланған (Құмкөл, Маңғыстау, Каспий өңірі). Табиғи газ да, мұнайға ілеспе газ да құрамы жағынан көмірсутектерден ғана құралған.

Ал тас көмірдің химиялык құрамы күрделірек. Тас көмірді құрайтын негізгі органикалык, масса өр түрлі жоғары молекулалы косылыстар болғанымен, кұрамында одан басқа да күл, күкірт, азот, су болады. Тас көмірдін. ішіндегі ең бағалысы (жоғары сапалысы) — антрацит. Тас көмірді өңдеу арқылы кокс газын, кокс, аммиак суын, тас көмір шайырын алады.

Кокстеу дегеніміз — тас көмірді ауа қатыстырмай жоғары температурада (і = 1000°С) кыздыру. Кокс газы — бағалы шикізат әрі отын.

Кокс таза көміртектен тұрады. Ол металлургия пештерінде әрі отын, өрі тотықсыздандырғыш қызметін аткарады. Тас көмір шайырынан бензол мен оның гомологтары алынады. Сонымен қатар өндірумен және өндеумен байланысты болатын экологиялық проблемалары да баршылык. Себебі жылу электр станциялары кұбырларынан жыл сайын миллиондаған тонна күл, күкірт, азот оксидтерімен қатар ауыр металдардың (ванадий, никелъ, уран) қосылыстары да атмосфераға шығып жатады. Сондықтан қатты отындарды кешенді пайдалану, газдандыру процесін көбейту қолға алынуда.

Табиғи көмірсутектердің ішіндегі ең маңызды қосылыс — мұнай.

Мұнай — қара қоңыр түсті, өзіне төн иісі бар, май тәрізді сұйыктык. Суда ерімейді. Ол табиғи сұйық көмірсутектердің қоспасы болып есептеледі. Мұнайдың құрамында, негізінен, қаныкқан көмірсутектер, циклопарафиндер, ароматты көмірсутектер, минералды тұздар, металдар, су, т.б. коспалар болады. Мұнайдан алынатын өнімдерді екі топқа бөледі.

1. Ашык түсті мұнай өнімдері. Оған бензин, лигроин, керосин, газоиль жатады.

2. Қара түсті мұнай өнімі — мазут. Мазут жоғары молекулалы көмірсутектердің қоспасы. Сондықтан оны одан әрі өңдеу арқылы қажетті мұнай өнімдерін алуға қолданады.

Мұнайды өңдеу оның кұрамындағы көмірсутектердін кайнау температураларына сөйкес булануына негізделген.

Мұнайды өңдеуге арналган кондырғы екі бөліктен түрады

1. Түтікті пеш— мұнда мұнай 450°-500°С температураға дейін қыздырылады.

2. Ректификациялық колонна — мұнай өнімдері өздерінің қайнау температураларына сөйкес фракцияларға бөлініп жиналатын кондырғы.

Мұнайды өңдеп, ашық түсті өнімдерін алатын қондырғы атмосфералық қондырғы деп аталады. Бірақ мұнай өнімдеріне деген сұраныстың артуына байланысты тек айдау аркылы алынған жанармайлар жетіспейді. Мазуттың құрамы ірі молекулалы көмірсутектерден тұратын болғандықтан, оны жоғары темлературада вакуумдык кондырғыда өңдейді. Қысымның және жоғары температураның өсерінен көмірсутектердің үлкен молекулалары бөлшектенеді. Бұл процесті крекингілеу (ағылшынша «крекинг» — бөлшектеу деген мағынаны білдіреді) деп атайды:

немесе

Сөйтіп, құрамында кіші молекулалы көмірсутектері бар крекинг бензин алынады. Өршіткілер қолдану аркылы алынатын бензиннің сапасы жақсарып отырады. Жалпы крекингті екіге бөледі.

1. Термиялық крекинг тек жоғары темітература мен қысым аркылы алынады.

2. Катализдік крекингте айтылғандарға қосымша өршіткі колданылады. Егер жоғары сапалы бензин алу керек болса, жоғары сапалы өршіткілер колданылады. Мысалы, платина , палладийі сияқты асыл металдарды колданса, ароматты көмірсутектері мол, сапалы бензин алынады. Бұл процесті риформинг деп атайды.

Бензиннің сапасы октан (каныққан көмірсутек) санымен аныкталады. Октан саны дегеніміз — бензиннің қүрамында болатын изооктанның мөлшері. Соған байланысты, бензиннің АИ—95, АИ-85, А-76, т.б. түрлерін ажыратады. Осы цифрлар бензиндегі изооктанның проценттік үлесін көрсетеді. Егер октан саны төмен болса, бензин сапасыз болады. Ондай бензин іштен жану козғалтқыштарында копарылыс беріп жанады. Бұл кұбылысты детонация деп атайды.

Мұнайдан тек жанармайлар ғана емес, химияльщ өнеркәсіпке кажетті көмірсутектерді де бөліи алады. Ал оларды өңдеу аркылы халықтың түрмысына қажетті заттар: пластмассалар, талшықтар, көксағыз, резеңке, бояулар, дәрі-дәрмектер, еріткіштер, қопарғыш заттар, т.б. өндіріледі, мұнайдың бай қоры бар, яғни еліміз энергия ресурстары қоры жөнінен дүниежүзілік рынокта белгілі. Көмірсутектерді өндіру казіргі кезде 200-ден астам кен орындарында жүргізілуде. Мұнайды өндіру жөнінен еліміз жыл сайын алға басып келеді. Маңызды кен орындары: Теңіз, Қарашығанақ, Жетібай, Өзен, Қаламқас, Қаражамбас, т.б.

Мұнайды өндіру, өңдеу және өнімдерін пайдалануды әңгіме ете отырып, қоршаған ортаны қорғау мөселесін экологиялық проблемалардан бөле қарауға болмайды. Ауаның, жердің, судың ластануына, өсімдіктер мен жануарлар әлемінің зардап шегуіне бірден-бір кері әсерін тигізіп отырған — осы мұнай өнімдері. Алматы каласының өзінде-ақ кәсіпорындар жөне көліктер жылына ауаға 20—30 мың тоннадай зиянды заттарды шығарады екен. Сондыктан экологияны сауықтыруды үнемі басты назарда ұстау кажет.