В. М. Капустин., М. Г. Рудин нефтни қайта ишлаш кимёси ва технологияси в. М. Капустин М. Г. Рудин

Расм-12. 13. Сульфат кислота олиш WSA жараёниинг технологик схемаси:
1-ўтхона; 2,4,5-иссиқлик алмаштиргичлар; 3-реактор; 6,7- насослар; 8-тайёр кислота идиш; 9- ҳаво пуфлагич; 10-WSA конденсатори; I- олтингугуртли газ; II- ҳаво; III- сульфат куислота; IV- сув; V- туз суюқланмаси; VI- тозаланган газ; VII- буғ.
Бу ҳароратда SO₃ нинг бир қисми газ ҳолидаги сульфат кислотага гидратланади. SO₃ ни гидратациялашнинг якунловчи босқичини сульфат кислотани конденсациялаш жараёни билан бирга конденсатор 10 да ўтказадилар, унда жараён газини ҳаво билан 100 ^оС гача совутадилар ва қурилмадан чиқариб юборадилар. Конденсатор 10 кислотага чидамли шишадан қилинган вертикал найли аппаратдан иборат. Газ юқоридан найлар ичидан ўтаётган пайда сульфат кислота уларнинг деворларида конденсацияланиб пастга оқиб тушади. Юқорига чиқётган иссиқ газ оқимига учраб кислота 98 % гача концентрацияланади. Суюқ туз совутиш агенти сифатида қурилманинг иссиқлик алмаштиргичлари 4 ва 5 орасида системанинг иссиқлик балансини сақлаб туриш учун айланиб туради. Туз суюқланмаси натрий ҳамда калийнинг нитрат ва нитритларининг суюқланиш ҳарорати 150-160 ^оС бўлган сувсиз аралашмасидан иборат.
Ортиқча иссқиқлик тузли совутгичда чиқариб юборилади. Жароаёнда VК -WSA сериясидаги катализаторлар қўлланилади: бу катализаторлар SO₂ ни SO₃ га сув буғи иштирокида конверсиялаш учун “Haldor Topsoe“ компанияси томонидан махсус ишлаб чиқилган.
Қурилмаларнинг дунёдаги кўп мамлакатларда ишлаш тажрибаси WSA жараёнининг эксплутацион афзаликларини ва кўп функционаллигини исботлади.
Сульфат кислотани регенератциялаш қурилмаси. 97 – 100 % концентрацияли сульфат кислота сульфат кислотали алкиллаш жараёнида катализатор сифатида ишлатилади. Кислота концентрациясининг 86 – 88 дан пасайиши жараё кўрсатгичларининг кескин ёмонлашувига олиб келади.
Ишлатилган кислотадан кондицион сульфат кислотани олиш учун уни печда термик юқори ҳароратли парчалашга дучор қиладилар. Бу мақсадда кислотани ёқилғи билан бирга печга етказиб берадилар, у ерда 1200 ^оС га яқин бўлган ҳароратда органик қўшимчалар ва кислота қуйидаги реакция бўйича парчаланадилар:
2H₂SO₄+C=2SO₂+2H₂O+CO₂
Ҳосил бўлгаётган сульфит ангидридни нечга етказиб берилаётган ҳавони иситиб рекупраторда совутадилар, сўнгра эса сульфат кислотани олиш схемаси бўйича қайта ишлайдилар.

12.4.6.3. Сульфат кислотали чиқинди (нордон гудрон) ларни фойдали ишлатиш

Нефт маҳсулотларини тозалаш жараёнларида сульфат кислота, олеум ва сульфат ангидридлар турли углеводородларни эритадилар, улар кейинчалик аралашмани тиндирганда иккита қатламни ҳосил қиладилар: юқоридаги – тозаланган нефт маҳсулоти ва пастдаги оғир, қора ёки тўқ – қўнғир рангли қовушқоқ мойсимон суюқлик бўлиб нордаон гудрон деб аталади, бу кўп компонентли система бўлиб асосан сульфат кислота, органик моддалар ва сувдан иборат.

Нордон гудронни фойдали ишлатиш учун қуйидаги тадбирларни ўтказадилар: печларда водород сульфидни ёндириб карбонат ангидрид, сульфит ангидрид, азотларни ҳосил қилиш билан нордон гудронни термик парчалаш ва кейин бу газларни совутиш; сўнгра қуритиш абсорбцион тадбир ювиш бўлимидан келиб тушадиган сульфит ангидридни қуритиш ва сульфат ангидридни абсорбциялаш учун ва ниҳоят контакт – компрессорли-сульфит ангидрид SO₂ ни сульфат ангидридга конверсиялаш учун. Конверсия контактли аппарат – конверторда тўртта қатлам билан жойлашган катализатор ванадий пента оксидида содир бўлади.
Сульфат кислота билан нефт маҳсулотларини тозалаш жараёни мавжуд бўлган заводларда концентрацияси 94 % гача бўлган сульфат кислотани ва SO₃ нинг концентрацияси 25 – 30 % бўлган олеумни олиш мақсадида нордон гудронни фойдали ишлатиш қурилмалари кўзда тутилади.
Аммо бу жараёнларнинг ҳаммаси атроф муҳитни заҳарлашга олиб келади ва уларни қўлламасликга, сульфат кислотали тозалашни ҳам ўтказмасликга ҳаракат қиладилар.

12.5. Водород ишлаб чиқариш

Нефтни қайта ишлашнинг гидрогенизацион жараёнларининг кенг ривожланиши водороднинг етарли даражада ресурсларисиз мумкин эмас.

Нефтни қайта ишлаш заводларида водороднинг асосий миқдори каталитик риформинг жараёнида ҳосил бўлади. Каталитик риформинг бензинининг техник водороди 70 дан 92 % гача Н₂ ни сақлайди, махсус ишлаб чиқаришнинг водороди 96 дан 99,99 % гача Н₂ ни унинг олиниш усулига қараб сақлаш мумкин. Аммо олтингугуртли ва юқори олтингугуртли нефтдан гидротозалаш йўли билан кам олтингугуртли маҳсулотларни олишда ҳамда гидрокрекингда водородга бўлган эҳтиёж фақат риформинг ҳисобига қондирилмайди. Қўшимча водород махсус усуллар билан олиниши мумкин: углеводород газларини сув билан каталитик конверциялаш (бу жараённи буғли риформинг деб атайдилар) билан, углеводород газларини термик парчалаш билан, углеводородли хомашёни газификациялаш билан.
Биринчи жараён энг кўп тарқалган бўлиб, у батафсил кўриб чиқиади. Хомашё сифатида метан (табий газ) ни қўллашга ҳаракат қиладилар, чунки водород ишлаб чиқаришда ундан камроқ қўшимча маҳсулотлар ҳосил бўлади.

12.5.1. Углеводородларни буғли каталитик конверциялаш билан водород ишлаб чиқариш

Агар хомашё сифатида метан бўлса бу ишлаб чиқариш қуйидаги қайтар реакцияларни ифода этади:

ваҳоланки Q₁ > Q₂
Ҳосил қилинган водороднинг концентрацияси 95% ни ташкил қилади. Қуруқ конвертирлнган газда 2,5 % СН₄ гача сақланади. Метанни конверсиялаш даражаси 0,9 ни ташкил қилади.
Одатда 1 м³ метанга 4 – 5 м³ буғ талаб қилинади. Буғли конверсиянинг режими ҳарорат ва босимга боғлиқ бўлади.
Қуйида реакция зонасидан водородни бир вақтнинг ўзида чиқариш билан метанни конверциялаш режимининг ҳарактеристикаси кетирилган:

Босим, МПа	2,0
Ҳарорат, ^оС	840
Буғ: сув нисбати	2:1
Буғ метанли аралашманинг иссиш ҳарарати, ^оС	430
Чиқиш м^3\ м^3
Водород (100% ли) нинг	3,23
Қолдиқ газнинг	1,65

Углеводородларни буғли конверсиялаш катализаторлари нафақат асосий реакцияларни тезлаштиради, балки сув буғи билан углеродни газификациялаб кокис ҳосил бўлишни камайтиради.

Буғли конверсиянинг катализаторлари фаол компонент, промоторлар ва ташувчидан иборат. Ҳозирги замон катализаторларнинг фаол копоненти бўлиб никел ҳисобланади. Никельга қараганда палладий, платина, радий, рутенийлар самаралироқ компонентлардир, аммо уларга талаб унча катта эмас, чунки улар анча қимматроқ. Никель тузларини оксидларга айлантириш учун тайёр катализаторни 400 – 500 ⁰С ҳароратда қиздирадилар. Водородни углерод оксидларининг қўшимчаларидан тозалаш учун метанлаш реакциясини ўтказадилар: