Кon mahsuldor qatlamining pasayishi natijasida qazib olinayotgan gazning xom-ashyo tarkibiy o‘zgarishlarini sodir bo‘lishi

1.4. Кon mahsuldor qatlamining pasayishi natijasida qazib olinayotgan gazning xom-ashyo tarkibiy o‘zgarishlarini sodir bo‘lishi.
Gaz konlari xom-ashyosi tarkibida metan, etan, propan, butan, pentan (hamda ularning izomerlari) va ulardan yuqori uglevodorodlar bo‘lganligi uchun uglevodorodlarning fazaviy o‘zgarishlari asosan ularning quvurlar bo‘ylab oqimi davrida boshlandi.
Tabiiy gaz tarkibida suv bug‘lari, vodorod sulfid, uglerod oksidi va boshqa turdagi mexanik qo‘shimchalar bo‘lganligi uchun quvurlarda harakatlanish davomida bosim va haroratlarning o‘zgarishlari to‘yingan suv bug‘lari bosimi o‘zgarishlariga olib keladi va ba’zi bir gazlar hamda suv bug‘larining fazoviy o‘zgarishlari natijalarida ularning suyuq holatga o‘tishi. Tabiiy gazning iste’molchiga yetkazilganga qadar quvur bo‘ylab harakatida bosim va haroratlarning pasayishi natijasida uglevodorod va suv kondensatlarining fizikaviy aralashmalari hosil bo‘lishi kuzatiladi, bu esa quvurlar ish unumdorligini keskin ravishda pasaytiradi. Bundan tashqari gazlarning aniq termodinamik sharoitlarida suyuq gazokondensati va suvlar tutashuvi natijasida gidratlar hosil bo‘lib bu gidratlar quvur devorlariga o‘tirib qoladi hamda quvur ishchi kesim yuzasining kichrayishiga sabab bo‘ladi.
Keyingi vaqtlarda MDEA bilan qo‘llaniladigan texnologiya SNG da keng tarqaldi.Gazni paydo bo‘lgan joyi Qorachaganesning toza gazdagidan huddi paydo bo‘lgan joyi Orenburg gaz kondensat bilan birlashib ketgan MDEA ni ishlab chiqarish sinovi haqidagi ma’lumot 5,6,7 larda keltirilgan. Orenburg (1938-1957 yillarda Chkalov) - RFning Orenburg viloyatidagi shahar. Ural daryosi boʻyida. Temir yoʻl tuguni. Aholisi 529,6 ming kishi (1998). Shahar sanoatida mashinasozlik yetakchi oʻrinda - temirchilik, presslash asbobuskunalari, parmalovchi jihozlar, past voltli apparatlar, stanok va boshqa ishlab chiqariladi; yoqilgʻi, kimyo va neft kimyosi, yengil (ipak gazla-malar, koʻn), oziqovqat sanoati korxonalari mavjud. 4 oliy oʻquv yurti, 3 teatr, oʻlkashunoslik, tasviriy sanʼ-at muzeylari bor. Ilk bor 1735 yilda Oʻr daryosining Yoyiq (hozirgi Ural)ga quyilish joyida vujudga kelgan (nomi shundan); 1743 yildan hozirgi oʻrnida. O. 18-asr va 19-asrning 1-yarmida harbiy chegara liniyasining asosiy istehkomi; 1744 yildan O. gubernyasi, 1782 yildan Ufa no-ibligi (namestnichestvosi)ning markazi, 1796-1801 va 1865 yildan gubernya markazi. O. kazak qoʻshinlarining harbiy va maʼmuriy markazi (1748 yildan). 1850-81 yillarda general gubernatorlik markazi. Rossiya imperiyasi bilan Oʻrta Osiyo xonliklari oʻrtasida 18- 19-asrlarda savdo va elchilik alokalari, asosan, O. orqali oʻtgan. Oʻrta Osiyodan O.ga savdo va elchilik karvonlari qatnab turgan (q. Orenburg savdo Nuli). 1900-1906 yillarda O. - Toshkent temir yoʻl qurilgan. 1920-25 yillarda Qirgʻiziston Muxtor Respublikasi (oʻsha vaqtlarda ruslar Qozogʻistonni Kirgiziya deb atagan) poytaxti. Meʼmoriy yodgorliklardan qalʼa darvozasi krldikdari (18-asr), karvonsaroy (1836-42) saklanib qolgan.
Ko‘rsatilganidek DEA ni o‘rniga MDEA ni ishlatilishi Karaganch GKM ni oqim xom ashyosida gazni miqdorini 1,5 martaga kattalashtirishga erishiladi. Bir xil sharoitda MDEA DEA ga qiyoslaganda СО2 uchuvchanligi va absorbentning issiqlik fizikaviyasi 10-15% da energiya sarflanishi bir xil qurilmada OGPZ ni ikkinchi navbatda dietanolaminni metildietanolaminga almashtirishdan aniq iqtisodiy samara berdi.
KGKM gazini qayta ishlashni ko‘paytirish, oltingugurt tovarini oshish soni va gazni tozalashdagi energiya sarflashni pasayishi hisobidan aralashma gazni qayta ishlash 300 ming kub l mlrd.m3 ni tashkil etdi.
Selektiv texnologiyani MDEA asosida yuqori samaraliligi uni Muborak GPZ (8,9) da hajmini tez o‘sishiga sabab bo‘ladi. Natijada hozirgi vaqtda umumiy hajmi 4 mlrd.m3 yil dan yuqori bo‘lgan kam oltingugurt va ko‘p oltingugurt gazini hamma qismini shu texnologiya bo‘yicha zavodda qayta ishlanmoqda.Selektiv texnologiyasini keng tatbiq etilishi nafaqat texnologik va iqtisodiy afzalliklari bilan aniq ifodalangan, balki ekologik faktorlar bilan ham ifodalangandir.
Ushbu texnologiya quyidagilarni ta’minlaydi.
-Jarayonni yuqori selektivliyligi
-Bug‘ning solishtirma chiqishini va elektr energiyani 35-50% pasayishi
-Qurulmani 10-20% ishlab chiqaruvchanligi ko‘tarilishi
-MDEA bug‘larini ancha kam elastikligini hisobidan solishtirma yo‘qotishni kamayishi.
-Vodorodsulfidni yuqori oltingugurt kislotali gazlarida konsentratsiyalashni ko‘tarish natijasida qo‘shimcha oltingugurt olish
-Tozalangan gazlarni temperaturasini pasaytirish NTS qurilmasi issiqligi va namligi miqdoriga muofiq
-Oltingugurt angidridini atmosferaga tashlashni pasaytirish natijasida zavod rayonlarida ekologik vaziyatni yaxshilash[52]. .
MDEA ishlatilishi bilan birga selektiv texnologiyasini yuqori samaraliliga qaramasdan, issiqlik energetik xarajatlarni pasayishiga talab doim o‘sib bormoqda kelgusida selektivlik jarayonini ko‘tarish va shu bilan bog‘liq bo‘lgan holda texnika iqtisodiy afzallik qat’iy talab etiladi. Atrof muhitni va ochiq suv havzalarni zaharlanishdan qo‘riqlash bilan bog‘liq qat’iy va jiddiy choralar ko‘rishga yo‘naltirilgan.
Kislotali komponentlardan tabiiy gazni tozalashni takomillashtirish jarayonida har xil usullari yaratiladi. Bu massa almashuv samaraviyligini oshirish, energiya saqlaydigan texnik sxemalarni ishlab chiqish, yangi iqtisodiy absorbentlarni qidirish, texnologik parametrlarni optimallash.
Vodorod sulfidni selektiv parcha hisobida jarayonni sezilarli darajada ekonomik rejada takomillashtiriladi. Oksidlanish jarayonlari, vodorod sulfidni kislorod bilan havoda oksidlanishi asosida oltingugurt hosil bo‘lguncha birlashadi, bu juda oson tiklanadi, anchagina murakkabligi bilan farq qiladi va ekologik muammolarni chaqiradi. Ximiyaviy reagentlar qo‘shimcha nomaqbul reaksiya ko‘rinishida katta yo‘qotishga ega bo‘lsada ularning keng qo‘llanilishi chegaralangan.Bu gruppaning boshqa jarayonlari vodorod sulfidni oksidlanishida oltingugurt hosil bo‘lishi bilan birga qattiq fazali katalizator qatlamiga asoslangan. Biroq, hech qanday yutish qobilyatiga ega emas, bunday jarayonlar H2S miqdoridan iborat bo‘lgan gazlarni kichik oqimi uchun qo‘llaniladi.Seolitiv oltingugurt tozalash ham qo‘llanilishi chegaralangan deb topildi va asosan past oltingugurt gazlari uchun qo‘llaniladi.
Solvent jarayonlarda fizikaviy aralashmalar qo‘llaniladi, ular H2S bo‘yicha yaxshi selektivliylikka ega. Fizikaviy absorbentlar sifatida katta sonli moddalar har xil sinfli qorishmalar berib o‘tilgan: alifatik spirtlar, oddiy va murakkab efirlar, geterotsiklik qorishmalar.
Fizikaviy yutuvchanlikni asosiy kamchiligi uglevodorodga nisbatan ularni past tanlab olishi hisoblanadi. Shuning uchun tez-tez savol tug‘iladi, og‘ir uglevodorodlardan oltingugurt gazini taxminiy tozalash haqida, chunki regeneratsiya gazlarida ularni tarkibini ko‘tarish oddiy oltingugurtni Klaus metodi bo‘yicha olish jarayonida nomaqbul oqibatiga olib kelishi mumkin. Xususan, agar gazda H2S miqdori kam bo‘lsa, solvent jarayonlari vodorod sulfidni parsial bosimi past bo‘lsa kam samarali bo‘ladi, xarakat kuchlari bunday turga jarayonni bunday turida xarakat kuchlaridir. Vodorod sulfidning qorishmasi harakati past, uning aylanma harakat qiluvchisi esa yuqori. Harakat - borliqnint ajralmas xususiyati boʻlgan oʻzgaruvchanlikni (q. Barqarorlik va oʻzgaruvchanlik) ifodalovchi falsafiy kategoriya. H. tushunchasi imkoniyatlarning voqelikka aylanishini, roʻy berayotgan hodisalarni, olamning betoʻxtov yangilanib borishini aks ettiradi. Shuning uchun ham selektiv ximiyaviy yutuvchanlikni va gibrid solvento – ximiyaviy absorbentlarni qo‘llash bilan texnologiyani rivojlantirish yaxshidir.
Solvento – ximiyaviy jarayon vakillariga “Selafayning” (Italiya) kiradi. Jarayon uch aminlilarni organik aralashmada suvning juda kam miqdordagi suv bilan uch aminli aralashmaga asoslangan. СО2 ni gidratini deyarli suvsiz muhit sekinlashtiradi, buning natijasida karbamitni yoki bikorbanatni hosil bo‘lish deyarli sodir bo‘lmaydi. Absorbentni selektiviyligi mayda qadoq toshlar sharoitida aniqlaniladi va shuning uchun ham aloqa vaqtiga bog‘liq emas.Jarayonda СOS, CS2 va merkaptanlarni butunlay olib tashlashga erishiladi. Avtorlar hisoblashadiki, Selefayning jarayoni gazni tozalashda yuqori mo‘tadil bosimda gazni tozalash yuqori selektivligi va qobiliyatiga ega.
Selefayning jarayoni texnologik sxemasi asosan har qanday amin qurilmalari kabidir. Yuqori selektivliylik yordamida aylanma harakat qiluvchiiya qiladigan aralashmaning kichik hajmi bilan kamayishga erishish mumkin:
-tozalangan gazda H2S tarkibi ekonomika jarayoniga 1,5 mg/m3 gacha noqulay ta’sirisiz;
-gabarit jihozlari regeneratsiyasi, hamda aralashmani aylanma harakat qiluvchi sistemasi;
-energiya va ximiyaviy reagentlarni ishlatish kapital va eksplutatsion sarflashdir [53].
Jarayonni yetishmasligi MDEA bilan solishtirganda uglevodorodlarni absorbsiyasidan iboratdir, aylanma harakat qiluvchida yo‘qotish va reagentni yo‘qotishni ko‘payib ketishi.Birinchi ixtisoslashgan qurilma selefayning jarayonini qo‘llash bilan birga 1986 yilda ko‘proq qo‘llanilgan Selefayning ko‘rsatmalariga optizol o‘zini ko‘rsatmalari bilan yaqin bo‘lib, bunda absorbsiya kislotali gazlarni aminlarni va fizikaviy qorishmalardan patent olishdir. Biroq ximiyaviy jarayonlar eng keng tarqalish mavqiega ega bo‘ladi. Ulardan biri MDEA ni suvdagi qorishmasi har xil qorishmasi Skot Adip, SHell firmasi, BSR/MDEA, Ralf M, Parsona firmasi boshqalar qorishmalari H2S bo‘yicha selektivligini ko‘tarish uchun har xil qo‘shimchalar bilan patentlashtiriladi. Aktivlashgan MDEA BASF firmasi СО2 dan foyda chiqarish uchun, Gaz/Spek ST-1 firmasi. Dau Kemikl, “Yunion Karbayd” – Ukarsol HS 101, HS О2, Ukarsol Innovator 111 firmalarini har xil absorbentlari bo‘shliq qiyin aminlar “Yunion Karbayd” firmasidan chiqargan Ukarsol solvent modifikatsiyasi katta qiziqishga ega bo‘lmoqda. Birinchi qatorda Ukarsol HS 101 har xil konsentratsiyasi suvli eritmasi ko‘rinishda ishlatish mumkin, biroq 50% suvli eritma optimal selektiviylik va ishlab chiqarishni beradi. Energiyani tejash kislotali gazlarni desorbsiyasida issiqlikni kamayishi hisobida birinchi navbatda amalga oshadi. Ushbu ish keltirilgan sanoat qurilmasi ko‘rsatadiki Ukarsol HS 101ni qo‘llash СО2 yutishda, MDEA ga nisbatan 20-30% ga kamayadi. Absorbentlar tarkibi bo‘yicha kengroq informatsiya va uning qo‘llanilish texnologiyasi “Yunion Karbayd” firmasida joylashgan.Ukarsol HS 102 absorbent ishi haqida ma’lumotlar berilgan. Xarakatchan qurilmani natijasini umumlashtirilgan u 1986 yilda ishga tushirilgan.
Vodorod sulfidi tarkibiga kiradigan gaz 2.8g/m3, СО2 – 4.2% , ishchi bosimi 6.5 atm va gazdagi harakati tahminan 85000 m3/sut. Tozalangan gazda vodorod sulfid konsentratsiya 3mg/m3 dan kam edi. Ukarsol HS 101, HS 102 bilan taqqoslanganda ma’lum miqdorda takomillashgan, MDEA, Ukarsol Innovator 111 asosida qayta ishlangan.Absorbentni tarkibi haqida “Yunion Karbayd” firmasi ma’lumot bermaydi. Harakatda bo‘lgan. qurilma unimdorligiga muofiq ularning Ukarsol Innavator 111 ga o‘tkazish jarayonida 30% nisbatan ko‘proq o‘sadi. Tajriba ma’lumotlari ko‘rsatadiki, absorbentni 50% eritmasi korroziyaga chidamli va yemirilmaydi. Tozalangan eritmani absorbentga kirish temperaturasi 37-540С oralig‘ida turishi lozim. Temperaturani ko‘tarilishi bilan absorbentning komponentni yutish xossasi pasayadi. Ukarsol 111 va Ukarsol HS 101 ni eritmasi sinov natijalari keltirilgan.
Xom ashyo gazlarning tarkibi quyidagicha:
H2S-1,5%, СО2 – 30%, N2 – 68%
Temperaturasi – 38 0С
Regeneratsiyaga uchragan eritmaning temperaturasi – 43,3 0С
Eritmaning konsentratsiyasi 50% og‘irlikda Uglerod (IV) – oksidining Ukarsol HS 101dagi miqdori 40,3% sakrab o‘zgarib turadi. Ukarsolning 111 shuncha o‘xshash sharoitida 50% eritmada СО2 60,7% sakrashini ko‘rsatadi va H2S 5 ррм ni tozalangan gazda. Ukarsol 111 ni qo‘llash jarayonida СО2 yutilishi 34,2% ga kamayadi [55].
Keyinchalik Roki Mauyetin qurilmasida sanoat sinovi o‘tkaziladigan qurilmaning aparat jihozi bo‘yicha asosiy ma’lumotlar absorber ichki diametri 76,2 sm bilan va 20-10 klapin tarelkasi bilan eritmani uzatish nuqtasi – 20,16 va 12 tarelkasini ishchi bosim – 15 atmosfera (atm) aylanma harakat qiluvchidan hajmi – 13,6m3/soat. Ukarsol 111 va HS 101 eritmalari 30-35% sinaldi. Vodorod sulfidni konsentratsiyasi – 0,55-0,78% hajmi, СО2 – 9-12% hajmi.Absorbent НS 101 СО2 ni 56,4% tozalangan gaz bilan sakrashi Ukarsol 111 – 72%, ya’ni yutuvchanligi 35,8% past НS 101 ga nisbatan tozalangan (qayta tiklangan) eritmasi Ukarsol 111 temperaturasi 37,80С dan to 340С ga pasayib СО2 72% dan 78,8% gacha tozalash sifatida esa 5,6 mg/m3 ga sakrash ko‘tariladi. Innovator 111 absorbent samaradorligida tozalangan eritmani 37,8 – 400С мa’lum darajadagi temperatura ta’siri kuzatilmaydi. Absorbent Ukarsol Innovator 111 izchilligi mustahkamdir va chuqur tozalash talab etilmaydi. Shunday qilib laboratoriya va ishlab chiqarish sinovi tasdiqlaydiki, Ukarsol 111 MDEA ga solishtirilganda ma’lum darajada yuqori samaradorliligi bilan ta’minlaydi.Ukarsol – Le – 701 eng yuqori yutuvchi xossasiga ega. Unda reaksiya temperaturasi past bo‘lib, tez regeneratsiyaga uchraydi.Ukarsol – Le – 701 ning bug‘ bosimining pastligi absorbentni uzoq vaqt ishlashga kam yeyilishi ta’minlaydi. Eng samaralisi 80% suvli eritmasi bo‘lib, u korroziyaga chidamlidir. 80% li suv eritmaning va toza absorbentning ayrim fizikaviy xossalari keltirilgan.
Tasdiqlashicha, Ukarsol – Le – 701 o‘zini yaxshi jihatlari bu energiyani yetarlicha tejashi hisbolaniladi, qaynatgichda bug‘ni kam xarajatligiga moslashtirilgani, aylanma harakat qiluvchi yani kichraytirilgan hajmidan eritmani energiyasini kam xarajat bo‘lishiga moslashtirilgan.
Qo‘shimcha ma’lumotlar “Yunion Karbayd” firmasining savdo vakillari talabiga muofiq taqdim etiladi.
ATOSNEM (4) firmasida aminli absorbent MDEA LF shubhasiz qiziqish uyg‘otdi. MDEA LF – gazlarni oltingugurt tozalash uchun kam bug‘lanadigan absorbent,Н2S nisbatan farqli o‘laroq nihoyatda past parlanish qobiliyatli va yuqori (selektivliyligidir) samaradorligidir. Unga yutish qobiliyatini tiklash uchun chuqur tozalash talab etilmaydi. U toza MDEA bilan va boshqa absorbentlar bilan yaxshi birikadi, uning asosida gazlarni hech qanday nuqsonsiz yoki texnologik jarayonni to‘xtatmasdan oltingugurtdan tozalash sistemasi joriy etiladi. MDEA LF ning afzalligiga yana agressivligini yo‘qligi, desorberni issiqlikni kam miqdorda ishlatilishni kiritish mumkin, bu qurilmani ishga tushish xarajatini tushishiga olib keladi.
Amerikaning “Ekosan” kompaniyasi tomonidan ishlab chiqilgan reagentlarning yangi sinfiga katta umid qilinmoqda. Samarali absorbentlar sifatida fazoviy murakkab aminlar ishlatilishi taqdim etiladi, u kapital va energetik xarajatni miqdorda tejash bilan ta’minlaydi. Vodorod sulfiddan yuqori samara chiqarishini o‘ziga xosligi ushbu faktorlar bilan tushuntiriladiki murakkab aminlarni saqlanishi tuzilishga bog‘liq, CO2 bilan o‘zaro ta’sirida yoki beqaror karbamitlar hosil bo‘ladi, yoki umuman ularni hosil bo‘lishiga ega emas.
Patentda Н2S sorbent bilan selektiv tozalash murakkab ikkilamchi diaminefirlar asosida berilgan. Ularning konsentratsiyasi suv yoki erituvchi ishlatishdagi erituvchida 0,1-0,6 mol/litrni tashkil etilodi. Absorbsiyani temperaturasi 20-1000С, bosimi 0,3-133 kgs/sm2, absorbent 1,2 bisetan sifatida ishlatilishi mumkin. Ishlatilgan eritmani regenratsiyasi uni 50-1700 S gacha 0,7-3,3 kgs/sm2 bosimda qizdirilgan sharoitda o‘tkaziladi. Eritmada qo‘shimcha metildietanolaminni, yana ko‘pikka qarshi absorb (antivspenivatli) va korroziya ingibitorini kiritishni tavsiya etiladi [56].
“Ekosan” firmasini boshqa patentida absorbent sifatida murakkab aminlarini taklif etiladi. Masalan, bis (tetraminalkil) hosilasi. Bunday vaziyatda ancha past mablag‘ sarflash va energiya sarfi, aminlarni tozalash odatiy jarayonga nisbatan xisobga olinadi. Regeneratsiyada bug‘ sarfi va absorbent aylanma harakat qiluvchi soni, qoidaga binoan 30-50% ga kam.
“Ekosan” kompaniyasi orqali Baton Ruj (SSHA) shahrida Fleksorb SE jarayonida fazoviy-murakkab aminlar ishlab chiqarish sinovi haqida ma’lumotlar keltirilgan. Jarayon Klaus qurilmani dumli gazlarni tozalash uchun qo‘llanilgan, u MDEA ni suvli eritmasi bilan ishlashiga moslashtirilgan. Solishtirish bazasi sifatida MDEA eritmasi ishlatildi, unda qurilma taxminan uch oy ishladi. Keyingi ikki oy mobaynida Fleksorb SE eritmasi sinovi davom ettirildi. Ishlab chiqarish sinovi keng diopozonli sharoitda o‘tkazildi, ortiqcha yuk, aylanma harakat qiluvchi absorbenti soni, regeneratsiya jufti soni o‘zgartirildi.
Sinov jarayonida ko‘pik hosil bo‘lish muammoli bo‘lmaydi, jihozlarni korroziya (yemirilish) belgilariga duchor bo‘lmaydi.
Reagentning va energiyaning shunday past sarflanishi ishga tushirish sarfi 43% ga pastga tushib ketishiga MDEA holatiga solishtirilganda kapital xarajat 26% ga olib keladi. Ammo mavjud jihozlar modifikatsiya davrida maksimal tejamkorlik yutuqlari sodir bo‘ladi.
Fazoviy tuzilishi murakkab aminlarni murakkabligidan va ularni ishlab chiqarish kapital sig‘imi texnologiyasini qimmatligini hisobga olish lozimdir.Keltirilgan ilmiy-texnik informatsiyadan kelib chiqqan holda, selektiv yutuvchanlik qo‘llanilgan konsepsiya keng tarqalgan deb topildi. Bu hududda laboratoriya va tajriba ishlab chiqarish qurilmasi zavod sharoitida ham yangi ko‘rsatgichlar tekshiriladi. Selektiv yutuvchanlik asosidagi texnologiya ularni texnikaviy – ekonomik afzalligini isbot qildi, elektr-energiyani, bug‘ni tejash, absorbentni qaytmasdan yo‘qotishni pasayishi kapital xarajatni kamaytirish, qator boshqa texnologik muammolarni yechish.
Ishlab chiqarishda selektiv (samarali) jarayonlar kam oltingugurt tozalash uchun anchagina keng tarqalgan usul. Unda Н2S /СО2 ni o‘zaro bog‘lanishi ma’lum miqdorda kam birligi, hamda Klaus jarayonidagi chiqindi gazlarni tozalashsh uchun ham ishlatiladi.Shu bilan birga tarkibida oltingugurt tutgan gazlarni yuqori darajada tozalash adabiyot manbalarida kam yoritilgan. Yuqori darajada yutuvchi moddalar kam o‘rganilgan, fizikaviy-kimyoviy konstantalari, amaliy ma’lumotlar, bu jarayonlarni yechish usullari berilmagan. Kimyoviy sorbentni eritma bilan tanlab foyda keltirishi asosida kinetik bog‘liqlik yotganda, bunda ishlab chiqarish absorbentlari, ishchi tarelkalarni soni suyuqlik gaz kontakti vaqti va boshqalar aniq hisob – kitob talab etiladi. Yakunida, shuni ta’kidlash kerakki samarali tozalashga butun dunyoda qiziqish oshib bormoqda. Shu bilan birga biron bir absorbent yo‘qki oltingugurt tozalashni barcha qulay variantlariga ega emas. Har bir aniq vaziyatda gazning tarkibiga bog‘liq bo‘lgan holda (Н2S /СО2 o‘zaro birikuvi, oltingugurt organik aralashmasi), gazni tozalashga talab, sistemasidagi bosim va boshqalar mos tushuvchi yutuvchini tanlash lozimdir.Shuning uchun oldin ma’lum bo‘lgan yutuvchidan yoki yangi ishlab chiqilgan absorbentlarni yig‘ishni qidirish zarur hisoblanadi.
Gazlarni tozalashni absorbsion metodi gazlarni va suyuqliklarni har xil aralashmalariga asoslangan. Absorbsion jarayonlar har xil belgilar bo‘yicha sinflashtirilgan. Ularni yutuvchanlikning fizikaviy-ximiyaviy xususiyatlari bog‘liq bo‘lgan holda fizikaviy va ximiyaviy absorbsiyalar jarayoniga bo‘lishi mumkin. Bunday bo‘lish shartlidir.
Fizikaviy absorbsiya uchun odatda suv ishlatiladi, organik qorishmalar - elektrolitmaslar xuddi n – metilpirrolidon, sulfolan, propilenkarbonat, metanol va boshqalar.
Ximiyaviy absorbsiya jarayonida gazlarni sorbentlar bilan ximiyaviy reaksiya sodir etiladi, ular sifatida keng tarqalishga ega bo‘lgan bular etanolaminlar – monoetanolamin (MEA) dietanolamin (DEA), trietanolamin (MDEA va boshqalar). Tozalashning boshqa jarayonlari ham qo‘llaniladi, ular quyidagilar, ammiakli, ishqor bilan tozalash.
Etanolaminlarni tabiiy gazni suvli eritma bilan tozalash xemosorbsiyaviy tipik jarayonidir. Hozirgi vaqtda ishlab chiqarishda keng tarqalgan jarayon bilan yuqori oltingugurtli gazlarni tozalashda ishlab chiqarish uchun katta qiziqish uyg‘otgan Shu vaqtgacha monoetanolamin (MEA) va dietanolaminni qo‘llash taqdim etilgan. Etanolaminli jarayon kuchsiz reaksiyaga (etanolaminga) va kuchsiz kislotalar (Н2S/СО2) eritmalaridan tuz olish reaksiyalariga asoslangan:
HOCH2CH2NH2 H2S ←→ HOCH2CH2NH3 HS –,
HOCH2CH2NH2 H2O CO2 ←→ HOCH2CH2NH3 HCO – 3 (1)
Bu qaytarilish reaksiyasidir. Ularning tenglashtirilishi temperaturani boshqarishda siljishi mumkin. Bundan tashqari sistemani tenglashtirish ba’zi ta’sirlarni ko‘rsatadi, hamda kislotali gazlarni parsial bosimi va boshqa faktorlar. Kontaktlashtirilgan temperatura odatda 25-500С ni tashkil etadi. Bunda bosim gazni samarali amalga oshiradi. Keng intervalda – atmosferadan cheksizlikgacha tebranadi va ma’lum darajada 7 MPa ga ko‘tariladi.Aminlarni tanlashda har bir aniq vaziyatda diqqat bilan texnik ekonomik tekshirish ishlarini o‘tkazish kerak[54].
Nozik gazlarni tozalash qurilmasi uchun dietanolamin (DEA) yoki trietanolamin (TEA) ga nisbatan monoetanolamin (MEA) to‘g‘ri keladi, chunki u anchagina kuchli asos va pastroq molekulyar massaga ega. MEA ni dissotsiatsiyalanish konstantasi 200С da 5х10-5 ga teng 6х0-6 DEA uchun 3х10-7 ga teng TEA ni dietanolamin bilan solishtirganda. kislotali gazlar bilan dissotsiatsiyalanish konstantasi 1,7 marta ko‘p. MEA ga nisbatan reaksiya uchun talab etiladi. Bundan tashqari MEA juda past qaynash nuqtasi, distillyatsion tozalashga yengil duch keladi.
MEA ning kamchiligi shundaki uning bug‘larini yengilligi DEA yoki TEA yengilligidan ancha ko‘p va shuning uchun ham bug‘lantirishda uni yo‘qotish yuqori bo‘lishi mumkin. Biroq yuqori tarelkani suv bilan yuvib tozalash yordamida MEA ni yo‘qotilishi kamayishi mumkin. MEA eritmasi DEA ga nisbatan korroziyaga aktivligi xususiyatiga ko‘proq egadir.
DEA afzalligiga eritmalarni qayta ishlash regeneratsiyasi jarayonida kam energiya sarflanishi, qisman korroziyaga aktivligini kiritish mumkin, bu eritmalarni ko‘proq konsentrlanganini ishlatish ruxsat etiladi. Ularni to‘yingan gazlar bilan ko‘proq qo‘yiladi.
Tabiiy gaz tozalanganda so‘ng minimal miqdorda kislotali komponentlarni saqlashi zarur. Karbonat angidrid gazi va oltingugurtli birikma qurilma va trubalarda korroziyaga olib keladi. Oltingugurt birikmasi va ularni yonishi atrof muhitni zaharlaydi.
Kislotali komponentlardan gazlarni tozalash uchun suyuqlik jarayonlari qo‘llaniladi. Suyuqlik jarayonlari va adsorbsiya tozalash jarayonlari qo‘llaniladi.
Xemosorbsiya jarayonlari. Bu guruhga kislotali komponentlarni absorbentlar bilan ximiyaviy ta’siri afzalligiga asoslangan, ulardan ko‘prog‘i aminlar hisoblaniladi: MEA, DEA,TEA,MDEA, diizopropanolamin, diglikolamin. Bu guruhga ishqoriy tozalash va aminokislotali tozalash jarayonlarini ham kiritish mumkin.
Absorbsiya jarayonlari. Bu shunday jarayonki, bunda kislotali komponentlarni ajratib olingan yutuvchanlik absorbsiyalar yordamida chiqarib olish.Bu jarayonlarda absorbent sifatida N – metilperrilidon, propilenkarbonat, tribetilfosfat, atseton, metanol va boshqalarni qo‘llash mumkin.
Bu jarayonlar ko‘p kislotali komponentlardan tarkib topgan gazlar uchun samaralidir, chunki absorbentlarni yutuvchanlik qobilyati kislotali gazlar parsial bosimiga mutonosibligidir.
Birlashtirilgan jarayonlar. Bu gruppaga ximiyaviy va fizikaviy yutuvchanlik bir vaqtni o‘zida aralashgan holda ishlatilish jarayonlari kiradi. Bu jarayonlardan ko‘proq tarqalgani “Sulfinol” – bunda yutuvchanlik sifatida sulfinol, dioksidtetragidrotiofenni biron bir ximiyaviy yutuvchanlik bilan birikmasini ishlatiladi. Ximiyaviy yutuvchanlik sifatida aminlar, birinchi navbatda diizopropanolamin (DIPA) qo‘llaniladi. Kislotali komponentlarni yutuvchanligining barcha usullarida selektivlilik (samaradorlilik) ximiyaviy va yuqori haroratga moslashishi, bug‘larini past bug‘lanishi, korroziyaga aktivligi kamligi, yuqori yutish qobiliyati va uglevodorodlarga ximiyaviy intertligiga ega bo‘lishi lozim. Bundan tashqari narxi hammabop va kam zaharli.
Oksidlanish jarayonlari. Bu jarayonlar vodorod sulfidni elementar oltingugurtga qaytmas almashinishiga asoslangan. Bunday jarayonlarga quyidagilar misol bo‘lishi mumkin “Djemarko - Vetrokok” va “Stretford”.
Dastlabki jarayonda yutuvchanlik sifatida ishqoriy metallarning margumishli tuzining issiq eritmasi ishlatiladi. Metallar (yun. metalleuo - qaziyman, yerdan qazib olaman) - oddiy sharoitda yuqori elektr oʻtkazuvchanligi, issiq oʻtkazuvchanligi, elektr oʻtkazuvchanligi, elektr magnit toʻlqinlarini yaxshi qaytarishi, plastikligi kabi oʻziga xos xususiyatlarga ega boʻlgan oddiy moddalar. M. Н2S ni yutuvchanlik jarayoni vaqtida oddiy oltingugurtgacha qaytariladi. СО2 ga nisbatan bu jarayon oddiy siklik sorbsion jarayon xisoblanadi. Jarayonni asosiy kamchiligi yutuvchanlikning ishlatilishda yuqori zaharliligidir. “Stretford”da jarayon yutuvchanlik sifatida suvli eritmalar natriy tuzi antraxinondisulfokislotani ikki shakli ishlatiladi. Xemosorbsion jarayonida kislotali tuzlardan tabiiy gazni tozalash uchun faqat aminli jarayonlar ishlatiladi.
Dunyo amaliyotida gazlarni tozalash uchun birinchi bo‘lib amin qorishmasini ishlab chiqarishda qo‘llashni TEA topdi, juda past yutuvchanlik qobilyati mono va dietanolaminni siqib chiqaradi.
Мa’lumotlar monoetanolaminni ko‘proq uchuvchanlik qobiliyatiga ega ekanligini ko‘rsatadi. 750С bug‘ning elastikligida mono-, di-, trietanolaminni 25% li eritmasi 0,40,0,043,0,039 mm rt.st muofiq tashkil etadi. Etanolaminni konsentratsiyasini o‘sishi bilan etanolamin elastikligi o‘sadi.
Zavodda tabiiy gazni ikki oqimda tozalanadi: kam oltingugurtli gazni joyi (% hajmdan) iborat: H2S – O.3 – O.4 va СО2 – 1.3 – 1.4 va yuqori oltingugurtli gazlarni vatani O‘rtabuloq va Dengiz ko‘li, H2S dan 6 ti va СО2 dan 5 – ti % foizdan iborat. MEA eritmalarni kislotali gazlar bilan to‘yinish darajasi 0.5 – 0.6 mol/molni tashkil etadi, shu bilan birga H2S – O.20 – O.25 mol/mol yutish hisobidan СО2 - O.30 – O.35 mol/mol yutish hisobiga. Bitta daraja vodorod sulfiddan 20mg/m3 gacha ta’minlash gazni tozalashni ta’minlamaydi. Ikkinchi darajada gazlarni tozalashgacha qadar 20mg/m3 ko‘p bo‘lmagan vodorod sulfid tarkibli gaz olishga imkon beradi [53].
Orinburg GQIZ da DAZ eritmali gazlarni tozalash. Zavodni har bir navbatida tozalashni uchta qurilmasi gazlarni tozalash bo‘yicha kislotali komponentlardan har biri 5mlrd.m3 quvvatli qurilmani o‘z ichiga oladi. Bu qurilmalar bir xil unumdorlik bilan ikkita aynan o‘xshash liniyadan iborat.
Gaz tarkibida vodorod sulfiddan tashqari 500 mg/m3 gacha merkaptanlar bo‘ladi. Tozalangan absorber qurilmasi 25 ikki tomonlama o‘tuvchi tarelkalar bilan ta’minlangan. Absorberda ular ikki tomonlama oqimga tushuvchi, kislotali kompotentlar uchun 25% foizli suvli DEA eritmasi absorberni o‘rtasidan tushadi,(1chi tarelkaga) 500С temperatura.
Yuqori tarelkaga 450С temperaturada bitta korpusga absorbent bilan separator o‘rnatilgan. U yerda gazdan suyuqlik tomchilari ajralish sodir bo‘ladi.
Qurilmani normal ishida DEA kilo/mol kislotali gazni 0.738 m3 ushlab turish lozim. Tozalangan gaz quritish qurilmasiga 5.7 – 5.9 MPa li bosimda va 450С temperaturada tushadi. DEA to‘yingan eritmadan absorberni tubidan regeneratsiyaga shamollatgich orqali o‘tadi.
To‘yingan DEA regeneratsiya blokining asosiy apparati desorber (D=3000 mm,n=29m) hisoblaniladi. U 21 to‘siqli tarelkalar bilan jihozlangan. DEA ning to‘yingan eritmasi 19 chi tarelkaga (pastdan sanaganda) tushadi.
Desorberdan aminli eritma bug‘lantirgichga tushadi. U yerda 1300С da qizdiriladi va desorberni kubiga, bug‘ soniga jo‘natiladi. Ular bug‘latgichga tushadi, DEA 0.14 kg/m3 teng turishi lozim, bug‘ bosimi 0.5 MPa ni tashkil etadi.
Desorber loyiha bo‘yicha 0.24 MPa tartibida ishlashi lozim. I’stemol temperaturasi 100 – 1090С kolonkaning yuqori va past temperaturasi 130 va 1110С dan kam. t0С ga mos ravishda Rekuperativ issiqlik almashuv qayta tiklovchi amin 84 – 880С gacha muzlatiladi, keyin havo sovutgichlaridan o‘tadi va 500С dan yuqori bo‘lmagan temperatura bilan aminning bak saqlagichiga tushadi. Ulardan suvli sovutgichlar orqali absorberning yuqori tarelkaga sig‘ishi uchun uni uzatadi.
Desorberni yuqori qismidan chiqadigan, kislotali gazlar va suv bug‘lari havo kondensatorlarida va suvli sovutgichda sovuydi. Keyin 40 – 450С temperaturada sug‘orish idishiga kelib tushadi.
Qayta tiklovchi absorberni temperaturasi, absorber yuqoriga uzatuvchi, absorber gazini temperaturasidan bir qancha past. Bu ko‘ngildagidek emas. Chunki gazni sovuqroq suyuqlik bilan kontaktida absorberni yuqori qismi og‘ir uglevodorodlar kondensatsiyasi ko‘pik hosil qilish qobilyatiga ega bo‘ladi.
Bunga yo‘l qo‘ymaslik uchun qayta tiklangan DEA eritmasini temperaturasini, absorberga uzatiladigan, absorber tozalangan gazidan chiqadigan temperaturadan bir necha bor yuqori gradusga ushlab turish kerak.
Regeniratsiyalangan DEA eritmasi vodorod sulfidni 5mg/m3 tarkibli tozalangan gazini olishni ta’minlaydi.
|