Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта маҳсус таълим вазирлиги қарши муҳандислик иқтисодиёт институти нефть ва газ факультети

Ишлаб чиқариш жараёнларини автоматлаштириш
Кимё саноатини автоматлаштириш
28-маъруза. Метаннинг конверсияси жараёнини автоматлаштириш.
Маруза режаси:
1. Метанни конверсиялаш жараёнинг технологик схемасиниг тавсифи;
2. Метаннинг конверсияси жараёни бошқариш объекти сифатида;
3. Метанни конверсиялаш жараёнининг оптимал иш режимига эришиш учун тавсия этиладиган автоматлаштиришнинг функционал схемаси.


Завод коллекторидан келаётган табиий газ 1,2 МПа босим остида аммиакни синтез қилиш бўлимидан келаётган азотоводород аралашмаси (АВА) билан 10:1 нисбатда аралашади ва кейин трубасимон печь 1 га йўналади (88-расм), у ерда газлар аралашмаси тутун газлари билан ≈ 400°С гача иситилади. Кейин у олтингугуртли органик бирикмаларни водород сульфидгача гидратловчи аппарат 2 га йўналтирилади. Кейин водород сульфиддан тозаланган табиий газ сув буғи билан буғ: :газнинг 4 га тенг нисбатида аралаштирилади.
Олинган буғ - газ аралашмаси трубасимон печнинг конвектив қисмида жойлашган иситкичга йўналтирилади, у ерда аралашма температураси тутун газлари иссиқлиги ҳисобига 500-550°С гача кўтарилади.
Исигилган буғ-газ аралашмаси кейин трубасимон печнинг радиацион камерасига ўрнатилган реакцион трубаларга келиб тушади, уларда никелли катализаторда табиий газнинг сув буғи билан конверсияси юз беради.
Реакция учун зарур иссиқликни трубасимон печда табиий газни ёқиб олинади. Трубасимон печда енилғи ёниши натижасида ҳосил бўладиган тутунли газлар атмосферага тутун сўргич 9 билан чиқариб ташланади. Реакцион трубаларда қолдиқ метаннинг тақрибан 10% ини ичига олган конвертирланган газ 800-830°С температурада шахта реактори 3 аралаштиргичига келади. Шу ерга 3 МПа босим остида трубасимон печнинг конвектив қисмида 500°С гача қиздирилган технологик ҳаво узатилади.
Шахтали реактор 3 да трубасимон печдан сўнг газда қолган метанннг деярли тўла конверсияси амалга оширилади ва олинадиган технологик газ таркибига аммиакни синтез қилиш босқичи учун ззрур азот киритилади.
Шахта реакторининг юқори қисмининг бўш фазосида трубасимон печдан келаётган конвертирланган газдаги водород ва метаннинг бир қисми ҳаводаги кислород билан бирга ёниб кетади; бунда қолган метаннинг шахта реакторидаги никелли катализаторидаги сув буғи билан эндотермик реакция учун зарур иссиқлик ажралади.
Шахта реакторининг чиқишида 980-1000°С температурада қолдиқ метан миқдори ≈ 0,5% бўлган конвертирланган газ олинади.


88 – расм. Метаннинг конверсия жараёнини автоматлаштириш схемаси

Метан конверсиясининг кетма-кет икки босқичли конверсия жараёнини амалга оширишда, унда биринчи босқичда буғ конверсияси ўтади (трубасимон печда), иккинчи босқичда-буғ-хаво конверсияси (шахтали конверсиягача) ўтади, шахта реактори чиқишидаги конверсиялангаи газнинг таркиби трубасимон печнинг чиқишидаги конверсияланган газнинг таркиби, босими ва температураси билан аниқланади.

Трубасимон печнинг чиқишида температуранинг ва унинг киришида буғ-газ нисбатининг ортишида ундан кейин газдаги метаннинг қолдиқ миқдори камаяди. Буғ-газнинг берилган нисбати нисбий ростлагич 4 ёрдамида ростловчи клапан 31 орқали буғни узатишни ўзгартириш йўли билан таъминланади. Табиий газнинг босими табиий газнинг узатилишини ростловчи клапан 32 га таъсир қилувчи босим ростлагичи 5 билан барқарорлаштирилади. Трубасимон печнинг чиқишидаги температура печга келаётган ёнилғи газни сарф ростлагичи 6 ва ростловчи клапан 33 ёрдамида ўзгартириб ростланади.
Шунингдек, АВА ни узатишни ростловчи клапак 34 га таъсир қилувчи нисбат ростлагичи 7 ёрдамида аппарат 7 га узатилаётган газ: АВА сарфланиши нисбатлари ростланиши кўзда тутилған. Шахта реактори 3 даги берилган режим унга узатилаётган ҳавони сарф ростлагичи 8 ва ростловчи клапан 35 ёрдамида ўзгартирилиб таъминланади.
Метаннинг конверсия жараенининг асосий назорат қилинувчи параметрлари қуйидагилардир:
ҳавонинг босими (датчик 10), қувурсимон печга киришда, буғ-газ аралашмаси босими (датчик 11), қувурсимон печдан чиқишда конверсияланган газ босими (датчик 12), шахта реактори чиқишида конверсияланган газнинг (датчик 14) ва тутун тортгич 9 олдида тутунли газлар босими (датчик 15); буғ температураси (датчик 16), қувурсимон печнинг киришидаги ҳавонинг (датчик 17) ва шахта реакторининг (датчик 18), ёнилғининг (датчик 19), табиий газ ва АВА нинг трубасимон печга (датчик 20) ва олтингугурт тозалагич аппарати 3 га киришидаги аралашмаси (датчик 21) температураси, печнинғ реакцион труба киришида буғ-газ аралашмаси температураси (датчик 22), печнинг чиқишида конверсияланган газнинг (датчик 24) температураси, печнинг радиацион комерасидан чиқишида (датчик 25) ва тутун тортгич олдидаги (датчик 26) тутун газлари температураси аппарат 2 нинг чиқишида газлар аралашмаси температураси (датчик 27); конверсияланган газнинг трубасимон печдан (датчик 28) ва шахта реакторидан (датчик 29) кейинги таркиби - метан миқдори; трубасимон печнинг чиқишида тутунли газлар таркиби (датчик 30 )- кислород миқдори.