Мұнай өңдеу әдістері
Мұнайды түсінуден басталатын сабақ
Елестетіп көрейік: сізге 200 гектар мұнайлы жер сыйға тартылды. Ең алдымен не істейсіз? Кез келген дұрыс қадам мұнай туралы нақты білімнен басталады: оның құрамы қандай, қалай түзіледі, қандай қасиеттері бар, қалай тасымалданады және қалай өңделеді.
Бұл материал сабақ құрылымын блог-пост форматына келтіріп, негізгі ұғымдарды айқын көрсетеді: құрамы, түзілуі, қасиеттері, тасымалдау, өңдеу.
Үй тапсырмасы: сұрақ-жауап арқылы қайталау
Жаңа тақырыпқа кіріспес бұрын көмірсутектердің табиғи көздері және мұнай мен газ туралы негізгі ұғымдар еске түсіріледі.
- 1 Көмірсутектердің табиғи көздерін атаңдар.
- 2 Мұнай дегеніміз не? Мұнайдың физикалық қасиеттері қандай?
- 3 Мұнайдың құрамына кіретін заттарды атаңдар.
- 4 Табиғи газдың құрамы қандай?
- 5 Табиғи газдың мұнайға серік газдардан қандай айырмашылығы бар?
- 6 Қазақстандағы ірі газ, мұнай және тас көмір кен орындары туралы не білесіңдер?
Топтық жұмыс: постер арқылы негізгі ұғымдарды ашу
Оқушылар үш топқа бөлініп, мұнай туралы білімді әр қырынан талдайды: құрамы, табиғатта түзілуі, экологиялық әсері.
I-топ: Мұнайдың құрамы
Мұнай — негізінен органикалық қосылыстар қоспасы. Оның негізгі элементтері: көміртек (C) және сутек (H).
- Аз мөлшерде O, S, N және металдар кездеседі.
- Құрамында шайырлар мен асфальтендер сияқты ірі молекулалы қосылыстар болады.
- Көмірсутектердің негізгі үш тобы: парафиндер, циклопарафиндер, ароматты қосылыстар.
Ескерту: мұнай құрамы кен орнына қарай өзгереді. Мысалы, Маңғыстау мұнайында қаныққан көмірсутектер көбірек, ал Баку аймағында циклопарафиндер басым болуы мүмкін.
II-топ: Мұнай табиғатта қалай пайда болады?
Мұнайдың шығу тегі туралы мәселе ұзақ уақыт бойы талқыланып келеді. Дегенмен оқу үдерісінде негізгі гипотезаларды салыстыра қарастыру маңызды.
- Мұнай жануарлар қалдықтарынан пайда болуы мүмкін.
- Мұнай өсімдік қалдықтарынан немесе өсімдік пен жануар қалдықтарының қосындысынан түзілуі ықтимал.
- Жер қыртысындағы жарықшақтар арқылы сулар терең қабаттарға өтіп, химиялық реакциялар нәтижесінде мұнай түзілуі мүмкін деген болжамдар да бар.
III-топ: Мұнай және қоршаған орта
Мұнайдың түзілуі — өте ұзақ әрі күрделі үрдіс. Көптеген зерттеулер мұнайдың органикалық текті екенін қолдайды.
Орыс ғалымы М. В. Ломоносов шамамен 200 жыл бұрын мұнайдың органикалық заттардан пайда болатыны туралы болжам айтқан.
Органикалық қалдықтар көбіне теңіздер мен мұхиттардың түбінде, кейде шағын көлдерде жиналады. Мұндай қалдықтардың сақталуы үшін сулы орта маңызды: онда тотығу баяулап, қалдықтар жақсы сақталады.
Су айдындарында планктон және басқа организмдер көп болады; олардың қалдықтары шөгінді жыныстар құрамында жиналып, кейін мұнай түзілуінің негізіне айналады. Органикалық массаның шамамен 65–90%-ы C пен H-тан тұрады.
Маңызды ой: мұнай — табиғатта баяу қалыптасатын ресурс. Сондықтан оны өндіру мен өңдеу кезінде экологиялық жауапкершілік негізгі талап болуы тиіс.
Жаңа сабақ: қасиет, өндіру, тасымалдау және өңдеу
Физикалық қасиеттері және тәжірибе
Мұнайдың қандай зат екенін тәжірибе арқылы бақылауға болады.
Зертханалық тәжірибе
- Мұнай үлгісімен танысу.
- Мұнайдың суға әсерін бақылап, қорытындыны дәптерге жазу.
Қорытынды: мұнай — жеке зат емес, қоспа. Құрамына қарай парафинді, нафтенді, ароматты түрлерге бөлінеді.
Жер астынан өндірілген мұнайдың құрамында көбіне су және қосалқы газдар болады. Мұндай мұнай шикі мұнай деп аталады. Ол өңдеуге жіберілер алдында суынан және серік газдарынан тазартылып, тауарлық мұнайға айналады.
Өндіру және тасымалдау
Мұнай құрлықта да, теңіздік (сулы) ортада да өндіріледі. Өндірілген мұнайды қауіпсіз әрі үздіксіз жеткізу үшін бірнеше тасымалдау тәсілі қолданылады.
- 1 Теңіз арқылы: танкерлер.
- 2 Теміржол арқылы: цистерналар.
- 3 Құбыр арқылы: магистральдық құбыр желілері.
Экологиялық акцент: тасымалдау кезінде төгінділердің алдын алу — қоршаған ортаны қорғаудың шешуші бөлігі.
Мұнай өңдеу әдістері
Мұнай өңдеу екі негізгі бағытта қарастырылады: физикалық және химиялық әдістер.
Физикалық әдіс: фракцияларға бөлу (айдау)
Мұнай арнайы мұнарада қыздырылып, қайнау температуралары әртүрлі көмірсутектерге бөлінеді. Бұл процесс мұнайды айдау деп аталады.
Химиялық әдістер: крекинг және риформинг
- Крекинг: ауыр көмірсутектерді бөлшектеп, жеңіл көмірсутектер алу.
- Риформинг: көмірсутектерді ароматтандыру арқылы жанармай сапасын арттыру.
Тексеру тапсырмасы
Мұнайдың фракциялары бойынша берілген кестені толтыру (өзара тексеру).
Қорытынды идея
Мұнайды тиімді пайдалану үшін оның құрамы мен қасиетін түсіну, тасымалдау мен өңдеу технологияларын білу және ең бастысы — қоршаған ортаға жауапкершілікпен қарау қажет.