Tanlangan texnologik ishlab chiqarish jarayonining bayoni

6.2. Texnologik sxema bayoni
Ammiak ishlab chiqarish sexi uchun asosiy hom - ashyo tabiiy gazdir. Bizning agregatda tabiiy gaz tarkibidagi vodorod va CO₂ olish uchun zarurdir.

Loyixada esa 700 elektrozadvishka orqali gaz qabul qilinadi va gaz 408 separatorga kiradi. Maqsad gaz tarkibidagi suyuq va tomchi holatidagi, gektan, geksan, butan aralashmalarini ushlab qolishdir.

Bu separatorda ajralgan aralashma suyuqliklar 102 degazator orqali agregatga isitish maqsadida yonilg’i olinadi.

408 separatordan chiqib 403 kompressorga kiradi. Kompressiyaga kirishdagi gaz bosimi 11 kg/sm², harorati 35-40⁰C bo’ladi. Kompressiyadan chiqqandan so’ng gaz bosimi 45 kg/sm². Harorati 200⁰C ga yetadi.

Gaz 403 kompressiyadan chiqib, 103 gaz isitgichga kiradi. Unda 4 ta tarelka yordamida 0.3-0.8 kg/sm² bosim bilan yonayotgan gaz – o’z issiqligini zarur bo’lgan gazga beradi. Natijada gaz 360⁰C dan 400⁰C gacha qizdiriladi.

Reaksiyani olib borish (dozirovka) uchun tarkibida H₂ bo’lgan gaz -102 sarfmetr orqali qo’shiladi.

Gaz 105 ga keladi 105 chi apparat katalizator joylashgan apparat bo’lib, unda nikel kobalt molibden katalizatori bor. 105 chi apparatda gaz tarkibidagi oltingugurtga vodorod biriktiriladi va natijada vodorod sulfidi hosil bo’ladi.

H₂ + S → H₂S

105 chi apparatda bundan tashqari quyidagicha reaksiyalar ketadi.

Merkaptan 2C₂H₅ S + 2H₂ → 2C₂H₆ + H₂S

Merkaptan (C₂H₅)₂ S + 2H₂ →2C₂H₆ + H₂S

Merkaptan COS + H₂ → CO + H₂S

So’ngra gaz 104 chi apparatga kiradi 104 chi apparat rux (II) oksidi joylangan apparatdir. 104 chi apparatga gazni kirgizishimizdan maqsad 105 chi apparatda hosil bo’lgan vodorod sulfidini ushlab qolishdir.

Demak gaz 105 chi apparatdan chiqib 104 A.B. apparatlarga kiradi va quyidagi reaksiya sodir bo’ladi.

ZnO + H₂S → ZnS↓ + H₂O

104 chi apparatdan chiqqan gaz tarkibidagi S miqdori 0,5 mg/kg dan oshmasligi kerak.

Gaz 104 chi apparatdan chiqqandan so’ng harorati 360-390⁰C bosimi 42 kg/sm² bo’ladi. Issiqlik almashinishi apparatga kiradi. U yerda gaz pechkani issiqligi 108 chi apparat issiqligi hisobiga 520⁰C gacha qizdiriladi. Gaz va bug’ 1 : 3 nisbatda beriladi va gaz 107 apparat pechkaga reaksiya hosil qiluvchi trubalarga kiradi. U trubalar ichida nikel katalizatori yordamida CH₄ ni konversiya qilinadi.

Pechkada harorat 860⁰C dan oshmasligi kerak.

107 chi apparatdan chiqqanidan so’ng qoldiq – CH₄ 9,5-11% tashkil qiladi.

Undan so’ng gaz 110 apparatga kiradi. Havo va bug’ 1:3 nisbatda beriladi. Bu apparat 2 chi bosqichli CH₄ ni konversiyalash apparati bo’lib, bu apparatda Ni Al Cr katalizatori joylashgan. Bu apparatda quyidagicha reaksiya sodir bo’ladi.

va nixoyat gaz 110 chi apparatdan chiqqandan so’ng quyidagi tarkibga ega bo’ladi.

CH₄ – 0,28%. CO – 12,12%

CO₂ – 8,08 %. H₂ – 22,44%

N₂ – 56,80 %. Ar – 0,28 %

Gaz 110 dan so’ng 111 A B bug’ qozoniga kiradi. U yerda gaz o’z issiqligini suvga beradi va gaz 380 - 480⁰C gacha soviydi, so’ng issiqlik almashinish 112 ga kiradi. U yerda ham gaz o’z issiqligini tuzsizlantirilgan suvga beradi va gaz 330 – 380⁰C gacha soviydi.

111 112 ga gaz kirib, 111 A-B 112 chi apparatlarda suvni suv bug’i qilib boradi. Hosil bo’lgan suv bug’i 109 chi bug’ yig’gichga boradi. Undan so’ng CO ni CO₂ ga aylantirish uchun 1 bosqichli CO apparat 114 ga kiradi u yerda o’rta haroratda CO suv bilan reaksiyaga kirishadi.

CO + H₂O → CO₂ + H₂

Bu apparatda temir – xrom katalizatori mavjud.

114 chi apparatdan gaz 450⁰C dan oshmagan holda chiqishi kerak. Demak gaz tartibi quyidagicha bo’ladi.

N₂ – 63 - 83 %

H₂ – 22,4 %

CH₄ – 0,28 %

CO – 4 %

Endi kon gaz 115 issiqlik almashgich apparatiga uzatiladi. U yerda konversiyalangan gaz issiqligini suvga beradi va suvni 310⁰C gacha qizdirib o’zi 317⁰C gacha sovitiladi. Shu temperatura bilan gaz 116 issiqlik almashgich kiradi va trubka ichidan harakatlanayotgan AVA ga o’z issiqligini beradi. Natijada 280-320⁰C gacha qizdiriladi. Konversiyalangan gaz esa 200-220⁰C ga soviydi. Bug’ va gaz 0,57 –0,66 nisbatlarda bo’ladi. So’ngra konversiyalangan gaz 117 chi 2 bosqichli past temperaturali apparatga kiradi. Bu apparatda katalizator bo’lib, katalizator tarkibida Zn, Cr, Cu mujassamlashgan.

117 chi past temperaturali apparatga gaz 200-220⁰C bosimi 27 kg/sm² da kiradi, u yerda gaz tarkibidagi CO Fe Cr katalizator yordamida suv bilan reakiyaga kirishadi.

CO + H₂O → CO₂ + H₂

Bu yerda reaksiya issiqlik almashinishi bilan boradi.

Shu sababli gaz 117 chi apparatdan konversiyalangan gaz 260⁰C da chiqadi.

117 chi apparatidan chiqqan gaz 27 kg/sm² bosim, 260⁰C harorat bilan 145 chi apparatda gazga suv sepishdan maqsad issiqligini yaxshiroq berish. Bu gazni tarkibi quyidagicha

N₂ – 60 - 63 % CO₂ – 16 - 18%

H₂ – 20 - 21 % CH₄ – 0,28 %

CO – 0,15 – 0,65 % Ar – 0,25 %

U yerda gazga 102 – 104⁰C haroratda 60 kg/sm³ bosim bilan sochish usuli bilan suv beriladi.

Suv berishdan maqsad shuki

1. 
   gazni 260⁰C dan 180⁰C ga sovitish.
   
2. 
   gazni namlash
   

Gazni namlashdan maqsad shuki, nam gaz quruq gazga nisbatan o’z issiqligini yaxshi almashinadi.

Demak sovitilgan va namlangan gaz 145 chi sovitish bo’limidan 180⁰C da 306 A B gaz bilan isitish apparatiga keladi.

U yerda gaz 306 A B larni trubkasi ichidan harakatlanadi. Trubka tashqarisidan harakatlanayotgan MDEA eritmasiga o’z issiqligini beradi va o’zi 180⁰C dan 140⁰C gacha soviydi. Sovugan gaz 309 chi apparat separatorga kiradi. U yerda gaz sovush va 145 apparatda berilgan suv ushlab qolinadi va gaz 140⁰C da ammiak sinteziga boradi.

U yerda 901 A ga va 901 B ga kiradi. Bu apparatlar – regeneratorlardir. U yerda gaz kuchli ammiakli eritmani isitib, shu bilan birgalikda o’zi soviydi va regeneratordagi kuchli ammiakli eritmani gazsimon eritma ajratib beradi. Shundan so’ng gaz 914 chi apparat separatorga kiradi, u yerda gaz sovishidan ajralgan kondensat ushlab qolinadi. 914 chi apparatdan gaz 120⁰C da chiqib, 1 bosqichli isitgich 119 ni trubkasi tashqarisidan kiradi.

U yerda trubka ichidan harakatlanayotgan AVA ga o’z issiqligini beradi va gaz 90 - 100⁰C ga soviydi. U yerda gaz 42-45⁰C ga soviydi. 120 apparatdan chiqib gaz 123 separatorga kiradi. Bu separatorda ham huddi yuqoridagidek jarayon sodir bo’ladi. Ya’ni gaz sovishdan ajralgan kondensat ushlab qolinadi. Bu apparatdan chiqib gaz 301 chi apparat absorberga kiradi.

Absorber 3 qismdan iborat bo’lib gaz absorberni quyi qismi ya’ni 1 qismiga kiradi.

Bu qismda 9 ta tarelka bo’lib, bu tarelkalar asborbsiya reaksiya sodir bo’lishiga ko’maklashadi 1 qism yuqorisidan MDEA reaksiya eritmasi gaz bilan tarelkalarda to’qnashadi.

Natijada ishqalanish reaksiyasi sodir bo’ladi va gaz tarkibidagi CO₂ MDEA eritmasiga yutiladi. Shundan so’ng gaz absorberni 2 qismi ham huddi birinchi qismiga o’xshash, lekin 2 qismida tarelkalar soni 6 ta. Yana bir farqi shundaki 1 chi oqimga yaxshi tozalanmagan MDEA eritmasi berilsa, 2 – qismga esa yaxshi tozalangan MDEA eritmasi oqimi beriladi.

Ammo ikkala qismda ham bir xil jarayon sodir bo’ladi. 2 qismdan so’ng gaz 3 qism separatorga kiradi. Bu yerda gaz o’zi bilan 2 qismdan olib chiqqan MDEA eritmasini ushlab qolish vazifasini bajaradi. 3 qismdan chiqqandan so’ng kondensat gazga aylanadi. AVA ni tarkibi esa quyidagilardan iborat.

N₂ – 74,5 % CO₂ – 0,03 %

H₂ – 24,2 % CH₄ – 0,34 %

CO – 0,67 % Ar – 0,31 %

CO₂ bilan to’yingan MDEA ni regeneratorga olib regenerator – rekuperatorda desorbsiya qilamiz. Regeneratsiya past bosim yuqori haroratda ya’ni suyuqlikdan gazni ajratib olinadi. Regeneratorda 3 xil bosim 3 xil harorat hosil bo’ladi. Yuqori qismda 0,4 kg bosim 57⁰C haroratda o’rta qismida 1,15 kg bosim 115-120⁰C haroratda. Eng past qismida 1,5 kg bosim 125-130⁰C haroratda regeneratsiya jarayoni boradi. Tozalab bo’lgan MDEA ni regeneratordan so’ng to’yinmagan MDEA ni nasoslar yordamida jarayonga jo’natiladi.

Absorberdan chiqqan AVA ni endi asta – sekin qizdiramiz. Sababi shuki AVA tarkibida ham 0,03% CO₂ va 0,67% CO bo’lib gazni bulardan tozalash uchun nikel – xrom katalizatorlaridan o’tkazish kerak. Lekin bu reaksiya yuqori haroratda boradi. Gazni shu sababli qizdiramiz.

Demak 60⁰C haroratda absorberdan chiqqan gaz yana 1 bosqich isitgich 119 ga endi trubkasi ichidan kiradi va trubka tashqarisida harakatlanayotgan kondensat gaz issiqligini oladi. Natijada AVA 80-100⁰C gacha isiydi. 119 dan chiqqan gaz 2 chi bosqich isitgichga trubkalar ichidan kirib, trubka tashqarisidan harakatlanayotgan kondensat gaz issiqligini oladi va AVA 280-320⁰C ga qizdiriladi. 280-320⁰C ga qizigan gaz metanator, ya’ni 501 apparatchi yuqori qismidan kiradi.

Yuqorida aytganimizdek metanator nikel – xrom katalizatori 3 qatlamda joylashgan. Metanatorda reaksiya yuqori bosim va yuqori haroratda boradi.

Demak metanatorni yuqori qismidan kirgan AVA u yerdagi nikel – xrom katalizatori ta’siriga uchraydi. Oqibatda gaz tarkibidagi CO₂ va CO lar N₂ bilan reaksiyaga kirishadi.

Reaksiya esa quyidagicha boradi.

CO₂ + 4H₂→ CH₄ + 2H₂O

CO + 3H₂→ CH₄ + H₂O

Bu reaksiya issiqlik ajralishi bilan boradi. Shu sababli ham 280 - 320⁰C haroratda metanatorga kirgan gaz 320 - 350⁰C haroratda chiqadi.

Metanatordan 320 - 350⁰C haroratda chiqqan gaz AVA ga aylanadi ya’ni AVA bu azot vodorod aralashmasi demakdir. Azot vodorod aralashmasining tarkibi quyidagicha

N₂ – 73 - 74 % CO₂ – 1 - 5 %

N₂ – 24,5 – 25,5 % CH₄ – 1,3 %

CO – 1 – 10 % Ar – 1,3 %

Shu tarkibga ega bo’lgan AVA 502 isitgichga trubkasi tashqarisidan kiradi.

Bu apparat yuqori bosimli suv bilan ishlovchi apparatdir 502 apparat trubkasi ichidan 128 chi nasos orqali kelayotgan bosimi 140 kg/sm², harorati 102 – 104⁰C bo’lgan tuzsizlantirilgan suvga o’z isiqligini beradi va suv 280 – 320⁰C ga qizdiriladi. Gaz o’zi esa 120 - 130⁰C ga soviydi. Gaz shu tariqa gaz sovishda davom etadi.

Past bosimli suv bilan ishlovchi isitgich 503 ni trubkasi tashqarisidan kirgan AVA trubka ichidan harakatlanayotgan 5 – 6 kg bosimli harorati 40 - 45⁰C bo’lgan suvga o’z issiqligini beradi.

Natijada suv 80 - 90⁰C ga isiydi gaz esa 55 - 65⁰C gacha soviydi. Shu haroratdagi azot vodorod aralashmasi gazni ventiyatorlar yordamida havo bilan sovitish bo’limiga keladi. Bu yerda 3 ta ventilyator bor.

Gaz ventilyatordan 42 - 45⁰C ga sovib chiqadi. Gazning tarkibidagi kondensatni ushlab qolish uchun 505 separatorga kirgizamiz. 505 apparatga kirgan gaz 505 chi apparat devorlariga urilishi natijasida kondensat devorlarda qoladi. Gaz esa yuqoriga qarab harakatlanadi.

AVA 505 44 apparatdan chiqib, 401 kompressorga kiradi. 401 kompressor yuqorida aytib o’tganimizdek gaz bosimini ko’tarib berish uchun xizmat qiladi. Shunday ekan 25,5 – 26 kg/sm² bosim bilan kirgan AVA 401 kompressordan so’ng 320 kg/sm² bosimgacha ega bo’ladi. Harorati esa 42 - 45⁰C bo’ladi. Shu harorat va bosim bilan azot, vodorod aralashmasi 605 kondensatlash kolonnasiga kiradi. U yerdagi gaz suyuq ammiak qatlamidan o’tib, o’z tarkibidagi inert gazlar, ya’ni CO, CO₂, Ar, CH₄ dan tozalanib chiqib aylanayotgan gazga qo’shiladi. Bu gaz tarkibi esa quyidagichadir:

N₂ – 60 - 63 % CH₄ – 11 - 12 %

H₂ – 20 – 21 % Ar – 3 – 4 %

NH₃ – 3 – 4%

Ushbu tarkibdagi gaz endi 602 chi apparat tashqi issiqlik almashtirgichni trubkalar tashqarisidan kirib, trubka ichidan harakatlanayotgan gazni 60 – 65⁰C sovutib o’zi esa 190⁰C ga isiydi. So’ngra gaz 601 sintez kolonnani aylanali bo’shlig’idan kirib sintez kolonna yuqorisida joylashgan issiqlik almashtirgichga kiradi va u yerda 380 - 420⁰C ga isiydi. Isigan gaz katalizatorlar joylashgan polkalarga kiradi.

So’ngra gaz reaksiyaga kirishadi. 601 sintez kolonnadagi katalizator temir katalizatordan tashkil topgan bo’lib, bu katalizator azot va vodorod orasidagi birikish reaksiyasini tezlashiga yordam beradi.

N₂ + 3H₂ ↔2 NH₃ + 13,4 kkal

Katalizator orasidan o’tgan AVA yuqoridagi reaksiyani hosil qiladi. 601 sintez kalonnasiga kirgan azot vodorod aralashmasini 14 – 16,3 % i ammiakka aylanadi. Hosil bo’lgan 14 – 16,5% ammiak va aylanma gaz 603 suvni isitish apparati trubkasi ichidan o’tadi va suvni 105⁰C dan 305⁰C gacha isitib, o’zi 340⁰C dan 200 - 215⁰C gacha soviydi. Sovigan gaz ajratilgan issiqlik almashgich 602 ni trubkasi ichidan kirib, 60- 75 ⁰C ga soviydi. Shundan so’ng aylanuvchi gaz 25 - 45⁰C gacha soviydi. Sovigan gaz 621 separatorga kiradi. Gazni sovishidan hosil bo’lgan kondensatsion ushbu apparatda ushlab qolinadi va gaz yana 621 separatorda hosil bo’lgan ammiak suyuqligini suyuq ammiak to’planish bo’limi 610 ga ketadi.