Қазақстандағы жанармай энергетикалық ресурстары

         Яғни жанармай ресурстарының елімізде 65 млрд тонна көлемінде өндіріліп, 3 млрд тонна қордың артылуына байланысты аталған өнімдер Ресей федерациясының ішкі нарығына экспортталды. Осы жобаларды іске асыруда еліміздің көптеген ірі ресурстар өндіруші компаниялары ат салысты. Атап айтсақ, «Ақтөбемұнайгаз» және «Қарашығанақ» кен орындары өздерінің белсенділігін көрсету арқылы республикалық деңгейде ресурстарды экспорттау саласында ауыз толтырып айтарлықтай жақсы нәтижелерге қол жеткізді.

     Қазақстанда жанармай энергетикалық ресурстарының көптеген түрлері белгілі және оларды өндіретін кен орындары елімізде көптеп табылады.

     Қазақстанның жанармай энергетикалық ресурстары жанармай мен энергияның табиғаттағы толық қорынан алынады. Яғни қазіргі заманда жанармай ресурстары жетілдірілген технологиялар негізінде нәтижелі түрде өндіріліп адамзаттың материалды жағдайларын жақсарту игілігі үшін қолданылады.  Қазақстандағы жанармай энергетикалық ресурстарды мынадай топтарға бөлуге болады:

-Жанармайдың әр түрлері, тас және қоңыр көмір, мұнай,жанғыш газдар, торф және т.б

-ағысы қатты өзендерден  алынатын энергия, жел

-күн және атом энергиясы

Аталған жанармай ресурстарын  өндірумен және зерттеумен энергетика саласы айналысады.

Қазақстанның жанармай ресурстарына жеке тоқталатын болсам:

1.                                                                Мұнай

        Мұнайдың құрамынан (шикі мұнайдан) мұнайлы битум немесе битум, қазылмалы көмірсутектер, мұнай қоспаларының қалдықтары, газ алынады. Әрқайсысы пайдаға асырылады. Осылардың ішінде ең бірінші ауызға ілігетіні шикі мұнай.

  Шикі мұнай деп  тікелей скважинадан алынатын  мұнайды айтады. Мұнайлы 

пласттан шығарда мұнай  құрамында тау кенінің қоспалары, су және еріген күйдегі тұз, газ болады. Бұл қоспалар мұнай өндіретін  құрылғыларды ішінен қажап, тез істен  шығуына алып келеді. Сонымен қатар  өнімді тасымалдағанда, қайта өңдегенде үлкен қиындықтар туғызады. Сондықтан өнімді экспортқа шығарғанда немесе өндіріс ошағынан алысқа тасымалдағанда кедергілер туғызбас үшін мұнай өндіруші зауыттарға өндірістік мамандандырылған шикі мұнай өңдеу орталықтары міндетті түрде керек.

 

          Шикі мұнай құрамынан су, механикалық қоспалар, тұз және қатты көмірсутегілер, газ бөлініп алынады. Көмірсутегілерден басқа мұнай құрамында аздаған мөлшерде оттегі және күкіртті қосылыстар, азғантай ғана мөлшерде азот тектестер кездеседі. Мұнай құрамы көптеген мөлшерде аса күрделі сұйықтықтардан, газ тектестерден және қатты көмірсутегілерден, көміртегі мен сутегінің қосылысынан, басқа да бөгде қоспалардан (азот, оттегі және күкірт) тұрады. Құрамы жағынан мұнай судан жеңіл болады және суда ерімейді. Мұнай әр түрлі көмірсутегілердің қосындысынан құралғандықтан, оның нақты қайнау температурасы болмайды. Осындай құрамдарының арқасында мұнайдың нақтылы түсі болмайды немесе ашық қоңыр, түссіз, күрең қоңыр,қара түрінде де кездесуі мүмкін.

      Мұнайдың тығыздық мөлшері жеңіл 0,65-0,70г/см3 ауыры-0,98-1,05г/см3 ге дейін болу мүмкін.Шикі мұнай күрделі органикалық және химиялық қосылыстардан тұратындықтан мұнай қоспасындағы көмірсутектердің әсерінен мұнай түсі түссізден сарыға дейін өзгеруі мүмкін . Әдетте мұнай қара түсті күйінде кездеседі. Жоғарыда айтылғандай мұнай құрамының түрлі қоспалардан тұруы ғылыми дәлелденді . Қазіргі кезде ғалымдар мұнай құрамында ұшырасатын 500-ден астам қосылыс түрлерін тапты.Солардың ішіндегі кейбір қоспалардың тізімін келтірсем:

      Көміртегі  85-90

      Сутегі 10-15

     

табиғи газ сияқты жақсы  отын және бағалы химиялық шикізат  болып Оттегі 0-1,5

      Күкірт 0,1-3,0

      Азот 0,1-0,5

      Мұнайдың  кейбір сорттары  күкірттің, азоттың  және басқа да өзге элементтердің  көп мөлшердегі қосылысыннан  тұруы мүмкін.Автокөліктерге арналған  бензин сияқты мұнай өнімдерін  алу үшін мұндай сортты мұнайды  өндеуде ерекше қауіпсіздік ережелері  сақталуы тиіс.Кейбір мүнай қоспалары  өте азғантай салмаққа ие. Сондықтан  төменгі ауа температурасында  бүлініп кетуі мүмкін . Кейбір  жағдайларда мұнай қоспасының  салмағы керісінше біршама ауыр  болуы ғажап емес.Бұған мысал  ретінде битумды алуға болады.

      Мұнайдың  тығыздығы оның құрамындағы ауыр  және жеңіл фракциялардың болуына  байланысты болады. Төменде кең  таралған  мұнай мен фракциялардың  түрлері және олардың кг/куб  түріндегі тығыздығы көрсетілген. 

    Мексика мұнайы 973

    Техас мұнайы 873

    Бензин 737

    Керосин 817

    Дизель отыны  840

   Автомобильдің мотор  майы  880-940

      Адамзат  мұнайды сан ғасырлардан бері  пайдаланып келе жатыр. Ежелгі  Вавилондық сазпарақтарда мұнайдың  нафта деп аталғаны туралы  деректер бар.

        Мұнай  мен газ жер асты қойнауларында  бірге немесе жеке де ұшыраса  береді.  ГИС комплексінің скважиналарына  жүргізілген зерттеулер нәтижесі  бойынша мұнай және газ бұрқағын  алу мақсатында екі обьект  таңдап алынды. Бірінші обьектті  зерттеу барысында мұнайдың ұңғылардан  атқыған мұнай фонтаны түрінде  шығатыны белгілі болды.

 

 

 

                                         Мұнай өнімдерінің көптүрлілігі

       Мұнай өнімдері – көмірсутектер мен олардың туындыларының қоспасы; мұнай мен мұнай газдарынан алынатын жеке химиялық қосылыстар. Мұнай өнімдері отын, майлар, битумдар, ауыр көмірсутектер және әр түрлі мұнай өнімдері сияқты негізгі топтарға бөлінеді. Отын негізіндегі мұнай өнімдеріне көмірсутекті газдар мен бензин, лигроин, керосин, дизель отыны, мазут, т.б. жатады.

         Мұнайға серік газдар пайда болуы жөнінен табиғи газдарға жатады. Олардың бұлай ерекше аталуы мұнай кенімен бірге кездесуіне байланысты – олар мұнайда еріген күйде болады немесе мұнай кенінің үстін "бүркеп" жатады. Мұнай жоғары көтерілгенде, қысым кенет төмендейді, газдар сұйық мұнайдан бөлініп шығады. Ертерек кезде мұнайға серік газдар пайдаланылмайтын, мұнай өндіретін жерде оны жағып жіберетін. Қазір ондай газдарды жинап алады, өйткені олар, табылады. Құрамында метанмен бірге басқа да көмірсутектер: этан, пропан, бутан, пентанның едәуір мөлшері болғандықтан, серік газды пайдалану мүмкіндігі табиғи газға қарағанда тіпті едәуір кең. Сондықтан табиғи газға қарағанда химиялық өңдеу жолымен серік газдан заттарды көп мөлшерде алуға болады. Серік газдарды тиімді пайдалану үшін оларды құрамдары жақын қоспаларға бөледі. Пентан, гексан және басқа көмірсутектердің қалыпты жағдайда сұйық күйде болатын қоспалары газды бензин түзеді(олар мұнайдан ішінара газбен бірге ұшып шығады). Одан кейін пропан мен бутанның қоспасы бөлінеді.

         Газды бензин мен пропанбутан қоспасын бөліп алғаннан кейін құрғақ газ қалады, оның басым көпшілігі метан мен этан қоспасынан құралады. Газды бензин құрамында өте ұшқыш сұйық көмірсутектер бар, сондықтан оны двигательдерді от алдырған кезде тез тұтандыру үшін бензинге қосады. Пропан мен бутан сұйылтылған газ түрінде, жанармай ретінде тұрмыста пайдаланылады. Құрамы жөнінде табиғи газға ұқсас құрғақ газ ацетилен, сутегі және басқа да заттар алу үшін, сол сияқты отын ретінде пайдаланылады. Мұнайға серік газдар химиялық өңдеуге арналған және жеке көмірсутектер – этан, пропан, н-бутан, т.б. бөлініп алынады. Ал олардын қанықпаған көмірсутектер алады. Мұнай – молекулалық массалары әр түрлі, қайнау температуралары да бірдей емес көмірсутектердің қоспасы болғандықтан, айдау арқылы оны жеке фракцияларға(дистиляттарға бөледі, мұнайдың құрамында С5 – Сn көмірсутектері бар және 40-200°С аралығында қайнайтын бензин құрамында С8-С14 көмірсутектері болатын 150-200°С аралығында қайнайтын лигроин, құрамында С12-С18 көмірсутектері болатын және 180-300°С аралығында қайнайтын керосин алады, бұлардан кейін газойль алынады. Бұның бәрі – ашық түсті мұнай өнімдері.

        Бензин ұшақ пен көліктердің поршенді двигательдері үшін жанармай ретінде қолданылады. Сол сияқты бензин майды, каучукты еріткіш ретінде, матаны тазартуға, т.б. қолданылады. Лигроин трактор үшін жанармай болады. Керосин – трактор, реактивті ұшақтар мен зымырандардың жанармайы. Ал газойльден дизель жанармайы өндіріледі. Мұнайдан ашық түсті өнімдерді бөліп алғаннан кейін қара түсті тұтқыр да қоймалжың сұйықтық қалады, ол – мазут. Қосымша айдау арқылы мазуттан автотрактор майы, авиация майы, дизель майы, т.б. жағармайлар алады. Мазутты өңдеп жағрмай алумен қатар оны химиялық әдіспен өңдеу арқылы бензинге айналдыруға болады, бу қазаны қондырғыларында сұйық отын ретінде пайдаланылады. Мұнайдың кейбір сорттарынан қатты көмірсутектер қоспасы – парафиндер алынады; Қатты және сұйық көмірсутектерді араластырып вазелин алады. Табиғи газ – жер қойнауында анаэробты органикалық заттарндың ыдырауынан пайда болған газдар қоспасы.

 
          Майлар – мұнайдың қалдық фракциялары мен ауыр дистилляттарын арнайы тазартудан алынады. Ауыр көмірсутектерге парафиндер, церезиндер, озокериттер және олардың майлармен қоспасы жатады. Битумдер – гудронды ауамен тотықтыру арқылы немесе гудронды тереңдетіп айдау арқылы алынған май фракцияларынан кейін қалатын жартылай қатты және сұйық күйдегі өнімдер.

          Әр түрлі мұнай өнімдеріне мұнай коксы, күйе, мұнай пиролизінің әр алуан өнімдері (бензол, толуол, ксилол, т.б.), асидолдар, деэмульгаторлар, хлорпарафиндер, т.б. жатады. Мұнай өнімдерінің сапасы физикалық және химиялық қасиеттеріне байланысты бағаланады.

        Бензин (французша: benzіne) – 30 – 205°С аралығында қайнайтын, құрамы әр түрлі жеңіл көмірсутек тердің қоспасы; түссіз не арнайы боялған сұйық. Судан жеңіл, тығыздығы 0,70 – 0,78 г/см³, өзіне тән иісі бар, 60°С-та қатады. Бензин тез буланғыш, оңай тұтанғыш зат, буының ауамен қоспасы қопарылғыш келеді. Бензин алудың негізгі кең тараған әдістері: мұнайды тікелей айдау, мұнайдың ауыр фракцияларын крекингілеу, көмірсутек газдарынан бөліп алу, тас көмірді гидрогендеу және көмірсутек газдарын (изобутан, бутан, пропан) алкилдеу, т.б. Бензинді іштен жанатын қозғалтқыштарда отын, майды, шайырды, каучукті еріткіш ретінде, т.б. қолданады.

          Отын ретінде қолданылуына қарай бензин авиация бензині және автомобиль бензині болып бөлінеді. Бензиннің негізгі қасиеті – детонацияға тұрақтылығы, яғни қозғалтқыштарда бірқалыпты жану қабілеті. Оның детонацияға тұрақтылық қасиеті октан санымен сипатталады. Октан саны неғұрлым көп болса, детонацияға тұрақтылық қасиеті соғұрлым жақсы болады. Бензиннің маркалары (А-80, А-93, А-95, т.б.) осы қасиетке негізделген. Автомобиль санының күрт өсуіне байланысты Бензин үлкен қалалар ауасын ластаушы негізгі факторға айналып отыр. Ауадағы бензин буының қойыртпалығы 100 – 300 мг/м³-ден көп болса, адам организміне қауіпті, сондықтан онымен жұмыс істегенде және оны пайдаланғанда барлық сақтық шаралары қадағалануы тиіс. Қазақстанда бензин Атырау, Павлодар, Шымкент қалаларындағы мұнай өңдеу зaттарында өндіріледі.

 

       Мұнайдан алынатын жанармай ресурстарына қара мұнай өнімдері жатады. Қара мұнай өнімдеріне мазуттың барлық түрлері, турбиналық газ, мотор жанармайы, дистилятты май, вакуумды газойлдар, гудрон мен битумды  жатқызуға болады. Мұндай өнімдерде бірінші және екінші қайтара өткен өңдеу кезінде бойларында ауыр қалдықтар қалып қояды. Бұл ауыр қалдықтар өнімнің түсінің қараюына алып келуі себепті мұндай өнімдер қара мұнай өнімдері деп аталады.

     Мазут — мұнайдан бензин, лигроин, керосин және жанар майды бөліп алғаннан кейінгі қалған қалдық өнім. Қара қоңыр түсті қою сұйықтық. Мазуттың физикалық қасиеттері мен химиялық құрамы бастапқы мұнай құрамына (парафинді, күкіртті, шайырлы, т.б.) және жеңіл фракцияларды бөлу әдістеріне байланысты болып келеді. Тығыздығы 0,89 — 1,00 г/см3, жану жылуы 39,4 — 40,7 МДж/кг. Құрамында 0,8 — 3,5% күкірт, 60%-ға дейін шайыр, 0,1 — 0,5% күл бар. Мазут моторлық отын мен жағар май, битум, кокс өндірісінде, сондай-ақ, сұйық қазандық отын ретінде қолданылады.

     Мазут - қарамай, шөкпе, мұнайдан пайда болатын тұнбалар, бензин, керосин алу процестерінен кейін; майлау майларын алу үшін және қазандар жанармайларын алу үшін қолданады.

2.                                                      Мұнай битумдары.

     Битум аса күрделі әрі ауыр  көмірсутектер мен гетерорганикалық қосылыстардың әр түрлі түзілістерінен тұрады. Битум мұнай айдау кезіндегі температурада қайнамайды. Битум құрамы жағынан аса күрделі болғандықтан оларды жеке ыдыратып алу мүмкін емес. Битумның топтық құрамы оның коллоидты құрылымы мен реологиялық түзілімі техникалық құрамын, стандартты қалыпты сапалық көрсеткіштерін анықтайды. Осылардың арасындағы ең маңызды көрсеткіштері:

Пенетрация (иненің битумға  ену тереңдігі)

Жұмсарту және сыну температурасы

Битумның созылу қабілеттілігі

     Кейбір көрсеткіштер өңдеуден өткеннен кейін немесе қызу кезінде ескіру процесін көрсетеді.  Стандарт ретінде битумның оптимальды құрамына нақты сапалық көрсеткіштерге талап қойылады. Бұл құрам битумның қайда қолданылатынына байланысты сапа стандартына қойылатын талаптар өзгеруі мүмкін.

     Битум (лат. bitumen — тау шайыры) — жер қойнауында қатты, тұтқыр сұйық және пластикалық күйде жататын көмірсутектік шикізат. Битум жоғары молекулалық көмірсутектер мен гетероатомдық (оттекті, күкіртті, азотты, т.б.) қосылыстардан тұрады. Генетикалық тұрғыдан Битумға мұнай, табиғи жанғыш газдар, газ конденсаты, сондай-ақ, мұнайдың табиғи туындылары (мальталар, асфальттар, асфальтиттер, кериттер, гумино-кериттер, озокериттер, антраксолиттер) және олардың аналогтары (нафтоидтар) жатады. Битум Таяу Шығыста битум з-дан 3000 ж. бұрын байланыстырғыш, құрылыс материалы ретінде және бальзамдау (Ежелгі Мысырда) үшін пайдаланылған. 15 ғ-да Перуде инктар Битумды қолданып жол салған. Битумның тығызд. 0,96 — 1,5 г/см³, 35^oС-тан жоғары темп-рада жұмсара бастайды. Битум құрылыста (автомобильдың жол төсемі, рубероид, т.б.), электр өнеркәсібінде (оқшаулауыш, тотығуға қарсы жабынды), медицинада кеңінен қолданылады. Битумның дүниежүзінді өндірісі жылына 120 млн. т-дан асады (1996).

     Газойль. Мұнайды өңдеу сатысында керосин (жермай) мен майлау майының аралығында бөлінген,біршама тазартылған көмірсутегі қосындылары.

                                                         Дизель

Дизель отыны – сұйық мұнай отыны. Оған, негізінен, мұнайды бірден айдау арқылы алынатын керосин-газойль фракциялары (шапшаң жүрісті дизельдер үшін) және одан гөрі ауыр фракциялар немесе мұнай өнімдерінің қалдықтары (баяу жүрісті дизельдер үшін) жатады. Дизель отыны – қайнау температурасы 180 – 3600С, тығыздығы 0,790 – 0,860 г/см3, тұтқырлығы 1,5 – 8,0 мм2/с, қоспа мөлшері (көмірсутектің күкіртті, азотты және оттекті туындылары) 4%-ға дейін болатын сұйықтық. Әр түрлі климаттық аймаққа арналып және жұмыс істеу жағдайына қарай дизель отынының арктикалық, қыстық және жаздық үш түрі шығарылады. Олар бір-бірінен қату температурасымен, фракциялық құрылымымен, т.б. көрсеткіштерімен ажыратылады. Моторлық дизель отыны: отынды қолдануға дайындау жүйесімен (қыздыру, тұндыру, айыру) жабдықталған дизельдерге және мұндай жүйемен жабдықталмаған дизельдерге арналып жасалған екі сортпен шығарылады.