Sanoatda gaz va gazni qayta ishlash qurilmalari

KIRISH
Neft gaz kundalik hayotimizning ajralmas qismi bo’lib qoldi. Ayniqsa, tabiiy gazlarni zaharli nordon gazlardan tozalash dolzarb masalalardan biri hisoblanadi. O’zbekiston neft va gaz sanoati ayni kunda mamlakat iqtisodiyotining eng yirik tarmog’i hisoblanadi va energetikaning muhim asosini tashkil etadi.
Tabiiy gaz – ko’pchilik davlatlarning yoqilg’i energetika balanslarida asosiy o’rinni egallaydigan eng muhim qazilma yoqilg’ilardan biri kimyo sano-ati uchun muhim xomashyo. Mamlakatimizda yoqilg’i-energetika resurslaridan foydalanish samaradorligini oshirish uchun quyidagi yo’nalishlarda chora-tadbirlar amalga oshirishga ustuvor ahamiyat berilmoqda. Gaz, neft, ko’mir qazib chiqarish texnologiyalarini takomillashtirish, Issiqlik elektr stansiyalarini modernizatsiya qilish, ulardagi energiya hosil qiluvchi va uzatuvchi qurilmalarni zamonaviylari bilan yangilash, kichik gidroelektrostansiyalarni va yagona energotizimga ulash asosida energiya resurslari hajmini oshirish va tannarxini kamaytirish. Gaz va neft xomashyosidan qo’shimcha mahsulotlar, jumladan, polietilen, polipropilen, kimyoviy mahsulotlar ishlab chiqarish hajmini oshirish.


Sanoatda gaz va gazni qayta ishlash qurilmalari
Fizik absorbtsiya ko’pincha qaytar jarayondir, ya`ni suyuqlikka yutilgan gazni ajratib olish mumkin bo’ladi, bu hol desorbtsiya deyiladi. Absorbtsiya va desorbtsiya jarayonlarini uzluksiz olib borish natijasida yutilgan gazni toza holda ajratib olish va yutuvchi absorbentni bir necha marta qayta ishlatish imkoni tug’iladi. Absorbtiv va absorbent arzon va ikkilamchi maxsulot bo’lgani uchun, ular absorbtsiya jarayonidan keyin ko’pincha qayta ishlatilmaydi (masalan, gazlarni tozalaganda).



1-rasm. Fizik absorbsiya tozalash qurilmasi
Gazni ajratish jarayonida vodorod sulfid bilan oltingugurt IV-oksid o’zaro ta’siridagi jarayonda termodinamik jihatdan qaytar reaksiya bo’lib, ularning bir qismi to’liq ishlatilmasdan qoladi. Bu qoldiq gazlarning bir qismi oltingugurt tomchilari va uni parlari COS, S₂ ham azotlardan tashkil topgan bo’ladi. Oltingugurt IV-oksidni konsentratsiyasi Klaus ustanovkasini ishlash sxemasiga ish rejimiga tug’ridan-tug’ri bog’liq bo’ladi. Qoldiq gazlarning tarkibi quyidagilardan iborat.
Qurilma tarkibiga absorberlar 2 dan tashqari eritma yig’gichlar 1, eritmani uzatish uchun markazdan qochma nasoslar va eritmani sovitish uchun issiqlik almashinish qurilmalari 3 kiradi. Yutuvchi suyuqlik gazning yo’nalishi bo’yicha oxirgi absorberga beriladi, yuqoridan pastga oqib, qabul qiluvchi yig’gichga tushadi va nasos yordamida sovitgich orqali oldingi absorberga yuboriladi. Shunday qilib gaz va suyuqlikning qarama - qarshi yo’nalishdagi o’zaro ta’siri yuz beradi [9].

3-rasm. An'anaviy absorber qurilmasi

Tabiiy gazlarning asosiy fizikaviy xossalaridan konlarning loyiha ko'rsatkichlarini hisoblashda, gazlarni konda davlat standartlariga mos holda tayyorlashda va gaz ishlab chiqish korxonasi hamda gazni naqliyoti bilan shug'ullanadigan korxona orasidagi o'zaro hisob-kitoblarda ishlatiladi. Shundan kelib chiqib tabiiy gazlarning asosiy fizikaviy xossalarini doimo nazorat qilish kerak bo’ladi.

Massa almashinish yuzalarini tashkil etish va loyihalash bo‘yicha absorberlar 4 guruhga bo‘linadi: sirtiy va yupqa qatlamli absorberlar; nasadkali absorberlar; barbotajli absorberlar; purkovchi absorberlar. Sirtiy absorberlarda harakatlanayotgan suyuqlik ustiga gaz uzatiladi. Bunday qurilmalarda suyuqlik tezligi juda kichik va to‘qnashuv yuzasi kam bo‘lgani uchun bir nechta qurilma ketmaket qilib o‘rnatiladi [21].

4- rasm. Sirtiy absorber: 1 – taqsimlagich; 2 – quvur; 3 – ostona.

Suyuqlik va gaz qarama-qarshi yo‘nalishda harakatlantiriladi. 5- rasmda gorizontal quvurlardan tarkib topgan yuvilib turuvchi absorber tasvirlangan. Quvurlar ichida suyuqlik oqib o‘tsa, unga teskari yo‘nalishda gaz harakat qiladi. Quvurlar ichidagi suyuqlik sathi ostona (3) yordamida bir xil balandlikda ushlab turiladi. Absorbsiya jarayonida hosil bo‘layotgan issiqlikni ajratib olish uchun quvurlar taqsimlash moslamasi (2) dan oqib tushayotgan suv bilan yuvilib turadi. Sovituvchi suvni bir me’yorda taqsimlash uchun tishli taqsimlagich (1) qo‘llaniladi. Bu turdagi absorberlar yaxshi eriydigan gazlarni yutish uchun ishlatiladi. Yupqa qatlamli absorberlar ixcham va yuqori samaralidir. Bu absorberlarda fazalarning to‘qnashish yuzasi oqib tushayotgan suyuqlik yupqa qatlami yordamida hosil bo‘ladi. Yupqa qatlamli qurilmalar guruhiga quvurli, listasadkali, ko‘tariladigan qatlamli absorberlar kiradi. Quvurli absorberlarda suyuqlik vertikal quvurlarning tashqi yuzasidan pastga qarab oqib tushsa, gaz faza esa qarama-qarshi yo‘nalishda yuqoriga qarab harakatlanadi. Qolgan turdagi absorberlarda ham fazalarning harakat yo‘nalishi quvurli absorberlarnikiga o‘xshashdir. Quvurli absorberlar tuzilishiga qarab qobiq-quvurli isiqlik almashinish qurilmasiga o‘xshaydi. Qurilmada hosil bo‘lgan issiqlikni ajratib olish uchun quvurlar ichiga suv yoki boshqa sovuq eltkich yuboriladi [24].

5- rasm. Tekis, parallel nasadkali absorber

Nasadkalar vertikal listlar ko‘rinishida bo‘lib, absorber hajmini bir nechta seksiyaga bo‘ladi. Absorberga suyuqlik quvur orqali uzatiladi va taqsimlash moslamasi yordamida nasadkaga taqsimlanadi. Natijada tekis listning ikkala tomoni ham suyuqlik bilan yuvilib turadi.

Taklif etilayotgan ushbu texnologik tizimda tabiiy gazni absorbsion tozalash, oqimlar yo‘nalishini qarama-qarshi sistemada tashkil etish orqali amalga oshiriladi. Texnologik tizimni avtomatlashtirishda roslanuvchi parametrlar qovushqoqlik, sath, temperatura hamda kosentratsiya hisoblanadi. Sig‘imga yuboriladigan gaz sarfni o‘lchash uchun analogli sarf o‘zgartirgich o‘rnatilgan. Sarfni o‘lchash uchun quvurga diafragma kamerali deb nomlanuvchi to‘siq o‘rnatiladi. Bu to‘siqning vazifasi bosimlar farqini yuzaga keltirish bo‘lib hisoblanadi. Diafragmaning ikkita musbat va manfiy kameralaridan impul's trubkali truba orqali bosim o‘zgartgich hisoblanmish intellektual datchik ishlatiladi. Bu o‘zgartgich pnevmatik signalni elektrik signalga aylantiradi. Uning chiqish signallari 4-20mA teng. Bu analog signal kontroller yordamida qayta ishlanib rostlash jarayoniga diskret signal shaklida yuboriladi, va ijrochi mexanizmga beriladi. Sarf kontrollerga yuborilgandan so‘ng, nazorat qilinadi. Sathni nazorat qilish va rostlash uchun sig‘imlardan sathning eng yuqori va eng pastki qismiga intellektual datchiklar o‘rnatilgan. Ularning ishchi bosimlari 4-10 MPa bo`lib hisoblanadi. Xatoligi 0,5 ni tashkil etadi. Chiqish signali esa 4-20 mA ga teng va u LE – pozitsiyada o‘rnatilgan. Sath rostlanadi va DMK yuborilib qayta ishlanadi. RI rostlanish amalga oshiriladi va rostlagichdan DMK ga chiqadigan signal ijrochi mexanizmga yuboriladi. Shchitga o‘rnatilgan termoo‘zgartgich o‘zidan unifisirgangan 4-20 mA o‘zgarmas tok chiqaradi. DMK shchitga rostlagich rostlanadigan kattalikni ichrochi mexanizmning rostlash organiga beradi. Intellektual bosim datchiki o‘rnatilgan bo‘lib, bu pozisiyada bosim rostlanadi pnevmatik bosim signali elektrik signalga aylanadi va unifisirlangan 4-20 Ma tok chiqaradi. Texnologik jarayonni amalga oshirishdan maqsad - gazni navbatdagi qayta ishlashga tayyorlash, undan H2S va karbonat angidridni ajratish. Absorbsion usulda asosan kimyoviy absorbtsiya jarayoni amalga oshirilib, gaz tarkibidagi H2S va SO2 moddalar turli kimyoviy brikmalar holida ajratib olinadi. Adsortsion usulda tozalash esa asosan aktiv ko`mir va sintetik seolit vositasida amalga oshiriladi. Absorbtsion usulda gaz tarkibidagi H2S ning 99% (massa) gacha, adsorbsion usulda esa 98% (massa) gacha ajratib olinishi ta`minlanishi mumkin. Absorbsion usulda H2S bilan bir vaqtda SO2 ham ajratib olinadi. Gazni monoetanolamin eritmasi vositasida absorbtsion tozalash texnologik tizimi ko`rib chiqiladi. Bu tizim bo`yicha jarayon quyidagi tartibda amalga oshiriladi:
Gaz K-1 absorberning pastki qismidan beriladi va kolonna yuqorisidan berilayotgan 15% li monoetanolamin bilan kontaktda bo`lib, absorbtsiya jarayoni amalga oshiriladi. Tozalangan gaz kolonna yuqorisidan chiqarilsa H2S ga tuyingan suyuqlik fazasi kolonna pastidan chiqariladi. Ushbu suyuqlik past bosimli S-1 separatorga berilib, unda suyuqlikga yutilgan uglevodorod gazlari va gaz kondensati ajratiladi. Suyuq faza separatordan T-1 va T-2 isitgichlar orqali K-2 desorberga uzatiladi va unda suyuqlik tarkibida yutilgan H2S va SO₂ ajratiladi. Tozalangan suyuq faza T-1 isitgich va X-1 sovitgich orqali o`tib, zarur temperaturagacha sovitiladi va E-1 sig’imga, undan esa absorberga uzatiladi. Desorber yuqorisidan chiqarilgan H2S gazi va suv bug’lari XK-1 sovitgich-kondensator orqali o`tib E-2 sig’imga yig’iladi va undan H2S gaz holida chiqarilib, suv bug’lari kondensati esa desorberga qaytariladi.
3 .2-rasm. Gazni absorbsion tozalash jarayonini avtomatlashtirilgan funksional sxemasi.
Texnologik rejim.
Temperatura: Absorberda - 35-400 ⁰C , Desorberda - 115-1300 ⁰C
Yutilgan komponentni ajratib olish ya’ni desorbtsiya jarayonini avtomatik rostlash sxemasi quyidagidan iborat. Yutuvchi komponentni absorberga stabil holatda uzatilishini sarf rostlagichi (poz 1, 2) ta’minlaydi. Sath rostlagichi (poz 5, 6) absorber to’llagichida sathni, temperatura rostlagichi (poz 3, 4) esa absorberda yutuvchi komponent temperaturasini ushlab turadi. Temperatura rostlagichi (poz 7, 8) desorberga beriladigan bug’ miqdorini o’zgartirib undagi haroratni stabil holatda bo’lishini ta’minlaydi. Temperatura rostlagichi (poz 9, 10) esa deflegmatordan keyingi gazni temperaturasini suvni berilishini o’zgartirish yo’li bilan stabil holatda bo’lishini ta’minlaydi. Separatorda komponent sathini stabil holatda saqlash uchun esa sath rostlagichi (poz 11, 12) xizmat qiladi. Gaz sarfini o’zgarishida nisbat rostlagich (gaz-absorbent) qo’llaniladi. Gaz qatlamida yutiladigan gaz konsentratsiyasi o’zgarganda nisbat rostlagichi “gaz-absorber” gaz konsentratsiyasi bo’yicha tuzatsh kiritadi.