Diplom işi

AZƏRBAYCAN RESPUBLIKASI TƏHSIL NAZIRLIYI


AZƏRBAYCAN DÖVLƏT NEFT VƏ SƏNAYE UNİVERSİTETİ







İNFORMASİYA TEXNOLOGİYALARI VƏ İDARƏETMƏ FAKULTƏSİ


İdarəetmə sistemləri mühəndisliyi kafedrası






IV kurs 600.4S qrup tələbəsi Quliyev Elşad

Mövlaqulu oğlunun “İstehsalat

proseslərinin avtomatlaşdırılması


mühəndisliyi” ixtisası üzrə bakalavr dərəcəsi

almaq üçün






«Neft emalı prosesinin optimallaşdırılması» mövzusunda






B U R A X I L I Ş İ Ş İ









Kafedra müdiri: prof.A.H.Kazımzadə


Elmi rəhbər: dos.Ə.H.Hüseynov





Bakı – 2018

REFERAT

ABSTRRACT

MÜNDƏRİCAT

GİRİŞ




Neft emal həyatımızda mühüm rol oynayır. Bir çox nəqliyyat vasitələri emal
olunmuş neft məhsullarıyla-benzin, kerosin, dizel ilə işləyir. Xam mal şəklində neftin


dəyəri çox azdır, lakin emal olunduqda, ondan yüksək qiymətlərə malik maye
yanacaqlar, yağlar, aşındırıcı maddələr və başqa məhsullar alınır. Neftdən aəldə olunan


yanacaq ümumi dünya enerji təminatının təxminən 1/3-1/5 hissəsini təşkil edir və təkcə
nəqliyyat vasitələrində yanacaq kimi deyil həmçinin qızdırma sistemlərində də istifadə


edilir. Neft məhsullarının istifadə yerləri müxtəlifdir və qazlar və maye yanacaqlardan

qatı maşın yağlarına qədər bu yerlər dəyişir. Əlavə olaraq, bir çox emal proseslərindən

qalıq olan mazut indi çox dəyərli məhsul hesab edilir və yolların çəkilməsində, dam

örtüklərində və müxtəlif suyadavamlı sistemlərdə istifadə olunur.


Xam neft maye və qaz qarışığı olmaqla dünya üzrə yerin dərin süxur qatlarında

rast gəlinir. Xam neftin tərkibində təbii olaraq, əsasən maye şəklində olan

korbohidrogenlər yerləşir. Bunlardan əlavə olaraq xam neftin tərkibində həmçinin

kükürd, oksigen, metallar, və digər elementlər qarışıq şəklində mövcuddur. Bunlara

əsasən xam neftə belə tərif də vermək olar, neft, karbohidrogenlərin, qaz¸maye, və bərk

fazalarda təbii olaraq rast gəlinən formasıdır.


Ümumən, neft emalı 5000 ilə qədər tarixi olduğu düşünülür; o zamanlar neft

sızıntısı olan yerlərdən qalıq materiallar və yağlar ayırılıb götürülürdü. Qalıq

materialların açıq havada bərkidilməsi, yağların lampalarda istifadəsindən öncə

tərkibindəki uçucu maddələrin kənarlaşdırılması bir növ emal prosesi hesab edilə bilər.

Hal-hazırda bildiyimiz kimi neftin emalı prosesi ən son elmə və 20-inci əsrdə inkişaf

etdirlmiş texnologiyalara əsaslanan bir çox proseslərin mürəkkəbəsi şəklində həyata

keçirilir.


Qısaca, neft emalı, neftin fraksiyalarına ayırma və bu fraksiyalara sonrakı təsirlər

nəticəsində bazar məhsullarının əldə edilməsi prosesidir. Emal bir çox zavod

sahələrində aparılır və bu sahələr biri-birindən istehsal edilən məhsula görə fəqlənir.

Aparılan prosesdə istehsal olunan məhsullar tələbata uyğun olmalır və bazara tələb

edilməyən məhsul istehsal olunmamalıdır. Həmçinin emal prosesi dəyişdirilə bilən

olmalıdır, beləki lazım olduqda dayandırıla bilməli və əməliyyatlarda dəyişikliklər

aparıla bilməlidir. Neftin emalı prosesinin strukturu zavodda əsas məhsuldan da

asılıdır. Prosesin mürəkkibliyi isə məhsullar üzrə dəyişir.


Bir çox müasir neft emalı müəssisələrində texnoloji proseslər xüsusi qurğularda

aparılır. Bu qurğuların tərkibi çənlər, qızdırıcılar, borular, məşəl qüllələri, kalonlar,

reaktorlar, işçi nasoslar və.s kimi hissələrdən ibarət ola bilər. Bütün bu mürəkkəb

proseslərin gedişatını idarə etmək, bu qurğuların iş rejimini tənzimləmək üçün müasir


atomatlaşdırma vasitə və sistemlərindən istifadə edilir.

I . NEFT EMALI PROSESİNİN ÖYRƏNİLMƏSİ VƏ TƏDQİQİ




1.1 Neft emalı prosesinin əsas elementləri



Qeyd etdiyimiz kimi neft emalı prosesi kifayət qədər mürəkkəb və mərhələli bir

prosesdir. Bu mərhələlər, bu zaman gedən kimyəvi proseslərdən, alınan əsas və aralıq

məhsullardan asılı olaraq müxtəlif növlərə ayrılır və qruplaşdırılırlar. Müasir neft emalı

sənayesinin gedişatındakı əsas prosesləri aşağıdakı sxemdə nəzərdən keçirdək.















































Şəkil 1.1 Neft emalı prosesinin gedişatının əsas elementləri



Dünya üzrə xam neftin ticarətini asan şəkildə həyata keçirmək üçün qəbul


edilmiş standart həcm ölçüsü barreldir.Bir barrel 159 litrə bərabər götürülür.Bir barrel
xam neftin emalı zamanı alınan əsas məhsulları aşağıdakı şəkildə göstərmək olar.

Şəkil. Bir barrel xam neftdən alınan əsas məhsullar




Xam neftin emal prosesinin baçlanğıcı təmizləmə əməliyyatıdır. Təmizləmə

dedikdə xam neftin tərkibinə qarışmış qum, duz və digər hissəciklərin neftdən

ayrılması nəzərdə tutulur bundan sonra. Bundan sonra neft emal prosesinə göndərilir.

Qısaca hər bölmənin hansı əməliyyatı yerinə yetirdiyinə baxaq:


- Distillasiya bölməsi (Atmosfer distillasiya): Təmizlənmiş xam nefti müxtəlif

fraksiyalara distillasiya edərək onu digər bölmələrə göndərir.

- Vakum distillasiya bölməsi: Atmosfer kolonunun aşağısından alınan qalıqları

distillasiya edir. Buradakı distillasiya atmosfer təzyiqindən aşağı təzyiqdə

aparılır.

- Nafta hidrotretinq: Xam neftin distillasiyası bölməsindən və digər bölmələrdən

əldə ediən nafta fraksiyasını hiddrogen vasitəsilə kükürddən ayrılması.

- Katalitik reforminq: Reformat əldə etmək üçün kükürdsüzləşdirilmiş nafta

molekullarını yüksək oktanlı molekullara çevirir. Bu reformat qazolin almaq


üçün istifadə edilir.
- Alkilləşmə bölməsi: İzobutan və butilini alkillata çevirir, o da qazolinin


alınmasında istifadə edilən yüksək oktanlı komponentdir.
- İzomerləşmə bölməsi: Xətti quruluşlu molekulları, məsələn normal pentanı


yüksək oktanlı şaxələnmiş molekullara çevirir. Həmçinin xətti molekul

quruluşlu normal butanı, alkilləşmə bölməsində istifadə üçün nəzərdə tutulmuş

izobutana çevirmək üçün də istifadə olunur.

- Hidrotretinq bölməsi: Bu bölmə, distillasiya bölməsindən alınan digər

fraksiyaları hidrogen vasitəsilə kükürddən azad etmək üçün nəzərdə tutulub.

- Maye katalitik krekinq bölməsi: Xam neftin distillasiya bölməsindən əldə

edilən ağır və yüksək qaynama temperaturlu fraksiyaları, daha yüngül və aşağı

qaynama temperaturlu fraksiyalara çevirərək, daha qiymətli məhsullar əldə

edilir.

- Hidrokrekinq bölməsi: Hidrogendə istifadə edərək, atmosfer distillasiya və

vakum distillasiya bölmələrindən alınan ağır fraksiyaları daha yüngül və

qiymətli məhsullara çevirir.




1.2 Təmizləmə qurğusunun quruluşu və parametrlər

Xam neftdən duzları, qumu və digər hissəcikləri kənarlaşdırmaq üçün təmizləmə

qurğusundan istifadə edilir. Tipik təmizləmə qurğusu iki metal elektroddan ibarət olur.

Effektiv nəticə əldə etmək üçün burada iki növ elektrik sahəsi yaradılmalıdır:


 İki elektrod arasında 1000V/sm yüksək gərginlik tətbiq etməklə “İkinci sahə”

adlanan sahə yaradılır. Su damlalarının ionlaşması və birləşmə burada baş verir.

 İlkin sahə 600V/sm gərginlikdə olur və su-neft fazası ilə aşağı elektrod arasında

yaranır. Bu sahə su damlalarının tez yerləşməsinə yardım edir.


Bu cür dizayn edilmiş qurğu bir mərhələli təmizləmə qurğusu adlanır və 90%

nəticə əldə etməyə imkan verir. Bundan başqa iki mərhələli təmizləmə qurğusu ilə

99%-ə qədər nəticə əldə etmək mümkündür.

Şəkil 1.2 Bir mərhələli təmizləmə qurğusu.

Təmizləmə prosesinin effektiv nəticə verməsi üçün aşağıdakı parametrlər

tənzimlənməlidir:


 Təmizləmə qurğusunun daxildəki temperatur: Ayrılmanın nisbəti xam neftin

sıxlığından və özlülüyündən asılıdır. Temperaturun artırılması sıxlığı və

özlülüyü azaltdığından, ayrılmada temperatur artdıqca artır. Adətən təmizləmə

qurğusunundakı temperatur 50 və 150 °C arasında dəyişir.

 Təmiz suyun nisbəti: Xam neftə suyun əlavə edilməsi duzları kənarlaşdırmağa

kömək edir. Bu səbəbdən suyun miqdarı artdıqca birləşmənin nisbətini də artırır.

Təmizləmə qurğusunun temperaturundan asılı olaraq, minimum həcm istifadə

edilməlidi. Adətən istifadə edilən neftin 7-8%-i həcmində su götürülməlidir.


 Qurğunun daxilində suyun səviyyəsi: Suyun səviyyəsi artdıqca su damlalarının
neftdə həll olması tezləşir, bu da təmizləmənin effektivliyini artırır. Lakin, suyun


səviyyəsi həddindən çox artdıqda, o aşağı elektroda çatır və qurğunu qısa

qapayır. İlkin elektrik sahəsinin qiyməti su-neft fazası ilə aşağı elektrod

arasındakı məsafədən asılı olduğundan, suyun səviyyəsini stabil saxlamaq tələb

olunur.

 Deemulqatorun nisbəti: Deemulqatorlar sadə kopolimerlərdir. Onların biri

hidrofilik yəni suyu sevən olur yəni su damlalarını səthinə yayılır. Digəri isə

hidrofobikdir, yəni neft fazası tərəfə meyl edirlər. Deemulqator əlavə edildikdə,

damlaları stabilləşdirir və yenidən emulsiya əmələ gəlməsinin qarşısını alır.

Deemulqatorlar neftə qidalandırıcı nasosdan sonra və ya qarışdırıcı klapandan

əvvəl, neftin 0.0003 və 0.001%-i miqdarında vurulur.


 Qarışdırıcı klapandakı təzyiq düşgüsü: Su ilə xam neftin qarışdırılması hər hansı
bərk qarışıq halındakı duzların kənarlaşdırılması üçün əhəmiyyətlidir.


Qarışdırıcı klapan ətrafındakı təzyiq düşgüsünün qiyməti qarışmanın
effektivliyini təyin edir. Digər tərəfdən qarışdırmada daha kiçik su damlaları


yaradır ki, bu da emulsiyanın stabilliyinə xidmət edir və suyun yayılmasını

çətinləşdirir. Bu səbəbdən klapan ətrafındakı təzyiq düşgüsü düzgün

seçilməlidir. Adətən 50kPa və 150kPa arasında təzyiq düşgüsü seçilir.

 Qurğunun dibində suspenziya çöküntüsünün səviyyəsi: Duzsuzlaşdırma zamanı

ayrılan duzların qurğunun dibində yığılması qurğunun işinə mənfi təsir göstərir.

Bu səəbəbdən çöküntünü səvviyyəsi ölçülməli və tənzimlənməlidir. Çöküntünün

yuyması üçün qurğunun daxilinə əlavə yüksək təzyiqli su vurulmalıdır.


Əgər bütün bu parametrlər düzgün tənzimlənibsə 90% nəticə əldə etmək

mümkündür. Nəticəni 99%-ə qədər artırmaq üçün iki mərhələli təmizləmədən istifadə

edilir.


Təmizləmə qurğusunun işlənməli olan sxemi aşağıda göstərilmişdir:























Şəkil 1.3 Təmizləmə qurğusunun işlənəcək sxemi.

1.2 Atmosfer distillasiya kalonu və parametrləri
1.3


Xam neftin distillasiyası adətən ya atmosfer təzyiqi altında ya da vakumda

aparılır. Alçaq qaynama temperaturlu fraksiyalar adətən 400 °C-dən aşağı

temperaturda buxarlanırlar. Bu səbəbdə bütün alçaq qaynama temperaturlu fraksiyalar

atmosfer təzyiqi altında distillasiya edilirlər. Xam neft təmizləmə qurğusundan 250 °C-

260 °C temperaturla gəlir və qızdırıcı sobada 350 °C-360 °C-ə qədər qızdırılır.

Distillasiya kolanuna daxil olan yüksək temperaturlu xam neftin fraksiyaları biri-

birindən buxarlanma temperaturlarına görə fərqlənirlər. Bu xüsusiyyət də müxtəlif neft

məhsullarının biri-birindən qızdırılaraq ayrılmasına imkan verir.


Bunlardan əlavə olaraq kalonun aşağı hissəsində qaynama temperaturu 420 °C-

dən yuxarı olan qalıq məhsul alınır. Bu məhsul asfalt adlanır və bunda kokslaşma,

hidrokrekinq prosesləri əsasında qazolin, dizel, yanacaq nefti almaq mümkün olur.


Atmosfer distillasiya kalonu slindr şəkillidir və içərisində hündürlük boyunca

boşqablar yerləşdirilmişdir. Əsasən ADK-larında 30-a yaxın boşqab olur.Bu boşqablar

buxarlanmış fraksiyaların yuxarı doğru hərəkətinə və kondensasiya etmiş fraksiyaların

yenidən, aşağı doğr həkətinə imkan

yaradır.



















Şəkil 1.4. AD kalonunun daxili
quruluşu

Atmosfer distillasiya kalonunda alınan əsas məhsulların çox hissə növbəti emal

proseslərində istifadə edilmək üçün nəzzərdə tutulmuşdur. Bu məhsullar və onların

qaynama temperaturları aşağıdakı cədvəldə verilmişdir:


Fraksiya Qaynama temperaturu

LPG-Propan-butan ~115 °C
Nafta ~140 °C
Kerosin ~150 °C
Yügül qazoyl-Dizel ~270-320 °C
Ağır qazoyl ~320-380 °C
Cədvəl 1.1 ADK-nundan alınan fraksiyalar.



Atmosfer distillasiya kalonu ilə birlikdə tekniki prosesdə kənar nasoslu

soyuducular istilik ayırıcıları, kodenser və geri qaytarma çənləri də istifadə edilir.



































Şəkil 1.5 Atmosfer distillasiya bölməsinin strukturu: KS-kənar nasoslu soyuducu; SB-


soba; KA-kənar ayırma; GQÇ-geri qaytarma çəni; ADK-atmosfer distillasiya

kalonu; KS-kənar soyuucu


Distillasiya prosesinin uğurla həyata keçirilməsi düzgün quraşdırmadan və ilkin

işə salmadan asılıdır. Başlamazdan öncə ümumi sistem yoxalmadan keçirilməli-

klapanlar, nəzarət cihaları, təhlükəsizlik cihazları, və bütün mexaniki və elektrik

sistemləri yoxlanmalıdır. Xam neftin distillasiya prosesini aşağıdakı ardıcıllıqla

göstərmək olar:


İlkin işə salmada, xam neftin saxlama tanklarından öz cazibəsi ilə bölməyə

doğru hərəkətini təmin etmək üçün, müvafiq siyirtmələr açılmalıdır. Xam neftin

bölməyə doğru hərəkətinə təkan vermək üçün vurucu qida nasosundan istifadə

edilməlidir. Xam neft ilk öncə qızdırıcı sobadan keçərək müvafiq temperatura qədər

qızdırılr. Sobanın çıxışında təqribi 360 °C temperaturda xam neft almaq üçün

mütəmadi temperatur yoxlanılmalı və uyğun olaraq sobanın yanacaq sərfi

tənzimlənməlidir. Sonra atmosfer distillasiya kalonunun aşağı hissəsinin 50%-i dolana

qədər xam neftin vurulması davam edir və xam neftin sərfi klapan vasitəsilə idarə

edilir.Distillasiya kalonunda xam neft LPG-propan-butan qarışığı, yüngül qazoyl, ağır

qazoyl, kerosin, yüngül nafta və ağır nafta kimi fraksiyalarına ayrılır. AD kalonunun

yuxarı hissəsindən alımış alçaq qaynama temperaturlu qaz qarışığı əvvəl kodenserdən

keçərək, geri qaytarma çəninə daxil olur.

II. NEFT EMALI PROSESİNİN PARAMETRLƏRİNƏ NƏZARƏT VƏ
OPTİMALLAŞDIRMA




2.1. Duzsuzlaşdırma qurğusunda əsas parametrlərə nəzarət



Əvvəlki fəsildə qeyd etdiyim kimi duzsualaşdırma prosesində nəzarət edilməli

sas parametrlər aşağıdakılardır:


 Duzsuzlaşdırma qurğusunun daxildəki temperatur;

 Qurğunun daxildə suyun səviyyəsi;

 Qurğunun dibindəki suspenziya çöküntüsünün səviyyəsi;


 Qarışdırıcı klapandakı təzyiq düşgüsü;

 İstifadə edilən suyun həcmi;

 Deemulqatorun nisbəti.


Duzsuzlaşdırma qurğusunun normal iş rejimində fealiyyət göstərməsini təmin etmək

üçün, bu parametrlərə daimi nəzarət edilməli və lazım olduqda tənzimlənməlidir.


Texniki prosesin struktur-idarəetmə diaqramının qurulması


İstənilən texniki prosesin avtomatlaşdırılmasından-idarəetmə sisteminin

qurulmasından öncə, texniki proses dəyişənləri, nəzarət olunmalı parametrlərin sayı

müəyyən edilməlidir. Nəzarət edillməli olan parametrlər əsasən bunlardır:

temperatur,təzyiq,sərf və səviyyə. Bu parametrlərin dəqiq sayı və ölçünün aparılacağı

yer müəyyən edildikdən sonra texniki prosesin idarəetmə-struktur diaqramı

qurulmalıdır. İdarəetmə diaqramında adətən standart prosesə daxil olan

çənlər,borular,sobalar,kalonlar və digər qurğuların prosesin gedişatına uyğun şəkildə

yerləşməsi göstərilir. Bunlardan əlavə müəyyən edilmiş parametrlərə nəzarət üçün

istifadə ediləcək vericilər və açılıb-bağlanma və idarəetmə klapanlar da bu diaqramda

göstərilir. Duzsuzlaşdırma bölməsinin idarəetmə diaqramını aşağıdakı kimi quraq.

Şəkil 2.1 Duzsuzlaşdırma bölməsinin struktur-idarəetmə diaqramı:


N-nasoslar, İD-istilik dəyişicilər, FT-sərf transmitterləri, PT-təzyiq transmitterləri, LT-səviyyə
transmitterləri, TT-temperatur transmitterləri, MV-qarışdırıcı klapan.




Şəkildən də göründüyü kimi struktur-idarəetmə sxemində rezervuarlar, boru xətləri,


texniki qurğular tranmitterlər prosesin gedişatına uyğun olaraq göstərilmişdir.


Duzsuzlaşdırma qurğusunun daxilindəki temperaturun tənzimlənməsi

Duzsuzlaşdırma qurğusunun daxilndə temperatur, qaynar buxarın borular

vasitəsilə qurğuya daxil olması ilə təmi edilir. Qaynar buxar, digər sahələr və ya emal

qurğurğularından artıq qalan, istifadə edilməyən buxardır. Prosesin normal irəliləməsi

üçün, xam neftin ağırlığından, sıxlığından və tərkibindəki qarışıqlarıların nisbətidən

asılı olaraq temperaturun 50 °C və 150 °C arasında dəyişməsi tələb olunur.


Temperaturun tənzimlənməsi üçün, texniki qurğunun daxilindəki var olan

temperatur ölçülməli, məlumat proqramlaşdırılan məntiqi kontrollerə ötürülməli,

alınan məlumatlar emal olunub lazımi idarə əmri tərtib olunmalı, və idarə etmə

klapanına ötürülməidir. Temperaturu ölçmək üçün Endress Hauser firmasının

Omnigrad M TC10 markalı termometrindən istifadə edilə bilər. Bu modulyar və

gücləndirilmiş termometr müxtəlif sənayelərdə tətbiq edilə bilər. Üzərində

yerləşdirilmiş transmitter vasitəsilə bütün rəqəmli kommunikasiya protokolları

üzərindən dəqiq və tez məlumat ötürülməsini təmin edir. Cihazın aşağıdakı

xarakteristikalarını sadalamaq mümkündür:


 Ölçmə diapazonu: -40-dan 1100 °C-dək;


 İş təzyiqi: 7000kPa;

 Analoq çıxış siqnalı: 4-20mA;

®
®
 HART , PROFIBUS PA və FIELDBUS™ dəstəyi.



























Şəkil 2.2 Endress Hauser Omnigrad M TC10 termometri