Л.Орхон PhD
Аналины цэг гэж ижил эзэлхүүнтэй анилин ба газрын тосны бүтээгдэхүүн бие биедээ бүрэн уусаж, нэг төрлийн тунгалаг уусмал болдог хамгийн бага хэмийг нэрлэдэг ба бүтээгдэхүүн анилинд уусах туйлын хэм гэж тодорхойлдог. Анилинд бүрэн уусах хамгийн өндөр хэмийг дээд анилины цэг буюу уусах бодит дээд хэм гэдэг. Фракциудын анилины цэг (T1) ба дээд анилины цэгийн (T) хоорондын зөрүү төдийлөн их биш ба фракцийн буцлах хэм болон түүнд байх арены агуулга ихсэхэд энэ зөрүү нэмэгдэнэ. Фракци тус бүрт дээд анилины цэгийг тодорхойлоод дараа нь фракциудаас аренуудыг зайлуулж, ароматикгүйжүүлсэн фракцид тэнцүү эзэлхүүний аргаар анилины цэгийг дахин тодорхойлдог. Арены массын хувь хэмжээг (А,%) дараахи томъёогоор олдог.
A = K*(T1-T)
энд: T1-T – арены агуулгаас хамаарсан анилины цэгийн бууралт,
К – ароматикгүйжүүлсэн фракцийн анилины цэгийг 1оС-ээр бууруулах арены
агуулгад харгалзах итгэлцүүр
ОХУ-ын ТюмГНГУ болон бусад газрын тосны эрдэм шинжилгээний байгууллагууд янз бүрийн арены агуулгатай фракциудад сорилт, туршилтын аргаар энэ К – итгэлцүүрийн утгыг тодорхойлсон байдаг. Анилинд ароматик нүүрсустөрөгчүүд сайн уусдаг тул анилины цэг нь бага, парафиных муу уусдаг учир өндөр байдаг. Газрын тосны бүтээгдэхүүн (тунгалаг)-ий анилины цэг нь тэдгээрийн бүлгийн химийн бүтэц, физик, химийн шинж чанар, ароматик нүүрсустөрөгчдийн агуулга зэргийг маш сайн тодорхойлж өгдөг. Жишээ нь: ДТ-ний индекс, цетан тоог тодорхойлдог.
Бензины 150оС хүртэл хэмд буцлах фракцийн арены агуулгыг илэрхийлэх К-итгэлцүүрийн утга
| Фракци, оС | Арены массын хувь, % | |
| 20оС хүртэл | 20оС – 40оС хүртэл | |
| 60-95 | 1,15 | 1,14 |
| 95-122 | 1,20 | 1,18 |
| 122-150 | 1,26 | 1,22 |
Бензины 150оС – 200оС хэмд буцлах фракцийн арены агуулгыг илэрхийлэх К-итгэлцүүрийн утга
| Анилины цэгийн бууралт, оС | К | Анилины цэгийн бууралт, оС | К | Анилины цэгийн бууралт, оС | К |
| 2 | 1,58 | 20 | 1,45 | 38 | 1,36 |
| 4 | 1,56 | 22 | 1,44 | 40 | 1,35 |
| 6 | 1,54 | 24 | 1,43 | 42 | 1,34 |
| 8 | 1,52 | 26 | 1,42 | 44 | 1,33 |
| 10 | 1,50 | 28 | 1,41 | 46 | 1,32 |
| 12 | 1,49 | 30 | 1,40 | 48 | 1,31 |
| 14 | 1,48 | 32 | 1,39 | 50 | 1,30 |
| 16 | 1,47 | 34 | 1,38 | 70 | 1,15 |
| 18 | 1,46 | 36 | 1,37 |
Дээр тэмдэглэснээр фракцийн бүтэц нь тодорхой шинж чанар бүхий нүүрсустөрөгчдийн тоо хэмжээг тодорхойлдог. Иймээс бүтээгдэхүүний физик-химийн шинж чанарын үзүүлэлтүүдээр нь түүний фракцийн бүтцийг тодорхойлж болох юм. Газрын тосны зууралдлага нь нүүрсустөрөгчдийн найрлагын өөрчлөлтөд илүү мэдрэмжтэй байдаг гэж бид мэднэ. Газрын тосны шинж чанаруудын өгөгдлүүдийг боловсруулах судалгааны үед ОХУ-ын Тюмень хотын Газрын тос, хийн улсын их сургуулийн (ТюмГНГУ) эрдэмтэд дараахи эмпирик (туршилтад тулгуурласан) хамаарлыг гарган авсан.
(1.2) гэсэн томъёог Өрнөд болон Дорнод Сибирийн, Башкирын, Казакстаны, Ставрополийн хязгаарын 200 гаруй ордуудын газрын тосны хувьд шалгасан ба 85оС хүртэл буцлаж эхлэх хэмтэй, 25% хүртэл хэмжээнд парафин болон давирхай агуулсан үнэмлэхүй олонхи тоснуудын хувьд тохиромжтой болохыг нь нотолсон болно. 200оС-д газрын тосны фракцийн бүтцийг (1.2) томъёогоор тодорхойлох үеийн харьцангуй алдаа ойролцоогоор 20% байх ба энэ нь тосонд агуулагдах давирхай, парафин болон бусад хольцын агууламж өөр өөр байгаатай холбоотой юм.
Дунд Азийн ордуудын газрын тоснуудын хувьд аномаль (гр. аnomalia – нормоос хазайсан) шинж болон хэт уян харимхай чанартай учир харьцангуй алдаа нь арай илүү байдаг. Башкир, Татар, Пермийн бүс нутаг болон Удмуртын ордууд дээр явуулсан нэмэлт судалгаанаас үзэхэд дээрх томъёогоор хийсэн тооцоо бага хэмжээний буурсан дүн үзүүлсэн байхад Өрнөд болон Дорнод Сибирь, Сахалины ордуудынх арай ихэссэн дүн үзүүлсэн. Бүх дүнгүүдийг математик статистикийн аргаар боловсруулан нарийвчлан задалж үзэхэд дээрх томъёог дараахи байдалтайгаар ашиглах боломжтой болох нь тогтоогдсон болно.
Башкир, Куйбышевскийн газрын тосны хувьд η=0.680, Татарын тосны хувьд η=0.685, Саратовын, Өрнөд болон Дорнод Сибирийн тосны хувьд η=0.66, Сахалиных η=0.655, Перм болон Удмуртины тосны хувьд η=0.675, Туркмен, Узбекстан, Таджикстаны тоснуудын хувьд η=0.64, Казакстаны тос бол η=0.675 байна. Эндээс үзэхэд газрын тосны нүүрсустөрөгчийн бүлгийн найрлагын талаар бодит мэдээлэл байхгүй байгаа бол практик үйл ажиллагаан дээр инженерийн тооцоо хийхдээ (1.3) томъёог ашиглах ба ±10%-с илүүгүй тооцооллын зөвшөөрөгдөх алдаатайгаар хийх боломжтой юм.
Газрын тосны физик шинж чанар нь түүнд агуулагдах нүүрсустөрөгчид болон тэдгээрийн бүлгийн давамгайлах агууламжаас хамаардаг. Жишээ нь: газрын тосонд парафинууд, давирхай, асфальтенууд илүү их агуулагдаж байгаа бол ялангуяа бага хэмийн нөхцөлд зууралдлага ихтэй байна. Найрлага болон шинж чанараас нь хамааруулан газрын тосыг ангилах ба түүний хадгалалт, тээвэрлэлтийн оновчтой аргыг сонгоход дөхөм болно.
ОХУ-ын баруун Сибирийн (Усть-балык, Сургут, Самотлор) газрын тосны ордуудын тосны парафины агууламж 4%-иас ихгүй байдаг. Ер нь газрын тосон дахь парафины агууламж их байвал түүн дэх давирхай, асфальтены агууламж нь бага байх ба тосны геологийн насжилт их бол түүнд агуулагдах парафины хэмжээ их байна гэсэн хамаарал ажиглагддаг. Парафины өндөр агууламжтай газрын тос нь бага хэмжээний хүхэр, ванад, никель агуулна.
Парафин ихтэй тосыг олборлох, тээвэрлэх болон боловсруулах зардал өндөр байдаг. Парафины агууламж өндөртэй газрын тосыг олборлох үед цооногийн дебит (дебит- зарцуулалт) буурч, бүр заримдаа тос гарахгүй ч болж болдог нь цооногт үүсэн асфальт-парафины хурдастай холбоотой байдаг. Асфальт-парафины хурдасыг цооногоос механик аргаар, дулааны аргаар эсвэл уусгагчаар угаах аргыг ашиглаж гаргадаг. Парафины агууламж ихтэй газрын тосыг дамжуулах хоолойгоор шахах үед шугам хоолойн хананы дотоод гадаргууд парафин ихээр наалдан хуримтлагддаг. Газрын тос дамжуулах магистраль шугам хоолойн хананд заримдаа 30 мм ба түүнээс ч их зузаантай хурдас үүсдэг. Ийм явдал гаргахгүй байхын тулд тосыг дамжуулан шахахдаа “халуунаар тээвэрлэх” аргыг ашигладаг. Энэ тохиолдолд магистраль дамжуулах хоолойн уртын дагуу 25-150 км тутамд тосыг нэмэлтээр халаадаг. Дэлхийн хэмжээнд нилээд томд тооцогдох газрын тос дамжуулах “халуун” хоолой бол Өмнөд Мангышлак, Тюмень мужийн “Усть-Гурьев-Куйбышев”-ийн дамжуулах хоолой юм. Энэ хоолойгоор Мангышлакын ордын өндөр парафинтай газрын тосыг шахаж дамжуулахаасаа өмнө 67-77оС хүртэл халаана.
ОХУ-д Газрын тосонд агуулагдах хүхрийн хэмжээгээр нь (ГОСТ Р 51858-2002 Нефть. Общие технические условия) түүнийг гурван анги болгон хуваана. Үүнд:
– Бага хүхэртэй (0,6% хүртэл)
– Хүхэрлэг (0,61 – 1,8%)
– Хүхэр ихтэй (1,81 – 3,5%)
– Хэт их хүхэртэй (3,5%-иас их)
Газрын тос агуулагч давхаргаас гарган авч байгаа хийг дагалдах хий гэж нэрлэдэг. Харин газрын тосыг олборлосны дараа үйлдвэрийн нөхцөлд түүхий тосноос ялган авч байгаа хийг газрын тосны хий гэнэ. Газрын тосон дахь хийн агууламжийг хийн хүчин зүйл (фактор) гэх үзүүлэлтээр илэрхийлнэ. Зарим тохиолдолд 1 м3 газрын тосонд 400-1000 м3 хүртэл хий ууссан байдаг. Давхаргын газрын тосны зууралданги нь давхаргын өндөр даралт, температур болон ууссан хийг нь шүүсэн тосны зууралдангиас ихээхэн ялгаатай байдаг. Иймд газрын тосонд ууссан хийн хэмжээ их, температур өндөр байвал зууралданги буурна, харин даралт нэмэгдвэл зууралданги өснө гэсэн ерөнхий зүй тогтол байдаг. Мөн давхаргын газрын тосны зууралданги нь ууссан хийн онцлог, найрлагаас хамаардаг. Азот ууссан байвал зууралданги нэмэгдэнэ, харин нүүрсустөрөгчийн хий ууссан бол зууралданги буурах ба хийн молекул масс хэдий чинээ их байна, төдий чинээ буурна.
Давхаргын газрын тосны хийн хүчин зүйл нь ялгарч байгаа нефтийн хийн эзэлхүүн (Vг)-ийг давхаргын хийгүйжүүлсэн тосны эзэлхүүн (Vн)-д харьцуулсан харьцааг илэрхийлэх ба дараахи томъёогоор тооцоологдоно.
Г=Vг/Vн (1.4)
Ялгарсан нефтийн хийн эзэлхүүн (Vг) стандарт нөхцөлд (атмосферын даралт – 100 кПа, хэм – 293,15 К) эсвэл хэвийн нөхцөлд (0,1013 МПа, 273,15 К) шилжүүлэгдэнэ.
Баруун Сибирийн газрын тосны ордуудын хийн хүчин зүйл 35 – 100 м3/м3, нефть, хийн сав газрын хувьд 250 м3/м3 хүртэл хэмжээнд өөрчлөгддөг.
Найрлагаас нь хамааруулан хийг хуурай (хөнгөн), тослог (хүнд) гэж ангилж үздэг. Хуурай хий голчлон метан, этан зэрэг хөнгөн нүүрсустөрөгчдийг агуулсан байдаг бол хүнд хийнд пропан, бутан болон уг хийнээс шингэрүүлсэн нүүрсустөрөгчийн хий, хийн бензин, конденсат гарган авах боломжит хэмжээтэй нүүрсустөрөгчүүд агуулагддаг. Нилээдгүй хэмжээнд хий агуулсан газрын тосыг хийгээр ханасан тос гэж нэрлэнэ.
АШИГЛАСАН НОМЫН ЖАГСААЛТ
1. Алтанцэцэг.Ц. Нефть ба нефтийн бүтээгдэхүүний физикийн шинж чанар. – УБ. 1999 он.
2. Багмид.Ц Газрын тосыг түлшний чиглэлээр боловсруулах орчин үеийн процесс, технологи. – УБ. Оюуны ундраа. 2008 он. 99 х.
3. Бритиш петролеум. “Дэлхийн энергийн статистикийн тойм 2011” – 2011 он.
4. Л.Орхон. Газрын тос, газрын тосны бүтээгдэхүүний хадгалалт, тээвэрлэлт, боловсруулалт. 1, 2-р дэвтэр
5. Земенков Ю.Д. и др. Хранение нефти и нефтепродуктов. – СПб.: Недра, 2007. — 536 с.
6. Земенков Ю.Д. и др. Эксплуатация объектов хранения распределения жидких углеводородов. – СПб.: Недра, 2007. — 536 с.
7. Монгол улсын “Газрын тосны тухай” хууль. – УБ. 2014 он.
8. Монхообор.Д Нефть ба нефтийн бүтээгдэхүүний шинжилгээний арга. – УБ. 2003 он.
9. Сваровская Н.А. Подготовка, транспорт и хранение скважинной продукции. – Томс. Изд. ТПУ. 2004
10. Ширчин.Б. ба бусад. Нефтийн хими ба технологийн үндэс. – УБ. Соёмбо принтинг. 2013 он.
Оюуны өмчийг хуулиар хамгаалсан