Regeneratsiya gazlarini nordon komponentlardan absorbsiya usuli orqali tozalash texnologiyasida qo’llaniladigan qobiq quvurli issiqlik almashinish qurilmasini ish samaradorligini oshirish Xurmamatov A.M. O’zFA umumiy va noorganik kimyo instituti, Toshkent Raximov G’.B. Qarshi muhandislik-iqtisodiyot instituti, Qarshi ganisher.raximov@inbox.ru, +998 99 578-43-27 Tabiiy gaz uglevodorodlardan tashqari qo'shimcha ravishda turli xil zararli aralashmalarni ham o'z ichiga olgan bo’lib, ularni ajratish yoki ba'zi hollarda maxsus ajratish talab etiladi. Bular azot (N2), karbonat angidrid (CO2), vodorod sulfid (H2S), geliy (He2), suv bug'lari (H2O). Shuning uchun, birinchi navbatda, GQIZdagi gaz maxsus qayta ishlash – tozalash va quritish o’tadi. Bu yerda gaz tashish va qayta ishlash uchun zarur bo'lgan bosimgacha siqiladi. Kondensatni barqarorlashtirish qurilmasidan gaz tarkibidagi suyuq uglevodorodlar ajiratilib – beqaror gaz kondensati va kondensatsizlantirilgan gazga ajratiladi. Kondensatsizlantirish, tozalash, quritish va fraksiyalarga ajiratish jarayonlaridan o’tgandan so’ng gaz magistral quvurlar orqali iste’molchilarga yoki gaz-kimyoviy zavodlariga xom ashyo sifatida beriladi. Tozalash va quritish jarayonidan o’tgan va fraksiyalarga ajiratilgan gazdan gazkimyo sanoatida suyultirilgan sintetik yoqilg’i, yuqori molekulyar birikmalar, metanol, amiak va boshqa bir qancha mahsulotlar olishda xom ashyo sifatida foydalaniladi. Uglevodorod xom ashyosi tarkibidagi nordon aralashmalar orasida eng keng tarqalgan agressiv va korrozion "zararli moddalar" oltingugurtli birikmalar bo’lib, u o’z ichiga vodorod sulfidi va uglerod dioksidi oladi, bu birikmalar uglevodorod gazining yonish issiqligini pasaytiradi. Vodorod sulfidi va karbonat angidrid birikmalarini aminlarning suvli eritmalari bilan tozalash - ellik yildan ortiq tarixga ega bo'lgan eng keng qo'llaniladigan usuldir. H2S va CO2 dan gazni tozalash jarayonida ishlatiladigan eng ko’p qo’llaniladigan yutuvchi suyuqliklar: (absorbent) etanolaminlar: monoetanolamin (MEA), dietanolamin (DEA), trietanolamin (TEA), diglikolamin DGA), diizopropanolamin (DIPA), metildietanolamin (MDEA). Etanolaminlar gaz tarkibidagi nordon aralashmalar bilan o'zaro ta'sirlashganda, kimyoviy birikmalar hosil qiladi, harorat ko'tarilganda va bosim pasayganda osonlikcha qayta tiklanadi. 20-40 °C haroratda va bosimning ko'tarilishida reaksiyalar muvozanati o'ng tomonga siljiydi (ya'ni nordon aralashmalar yutildi) va 105-130 °C haroratda va atmosfera bosimiga yaqin bosimda absorbent qayta tiklanadi (regeneratsiyalanadi) va nordon gazlar ajralib chiqadi. R2NH + H2S === R2NH2 + HSR2NH + CO2 === R2NCOO + H (1) (2) Absorbsiya jarayoni (aminni tozalash) tabiiy gazni CO2 va oltingugurtli birikmalardan tozalashda keng qo'llaniladi. Amin yordamida zararli gazlarni tozalashda aminni suvli aralashmasidan foydalaniladi. Aminni suvdagi eritmasining konsentratsiyasi tozalanayotgan gazning tarkibidagi zararli gazning konsentratsiyasidan kelib chiqib tayyorlanadi (odatda dietanolaminni 25-30%, metildietanolaminni 40% konsentratsiyali eritmasi sanoatda qo’llaniladi). Gazni absorbsiya usulida tozalashda, absorsion kolonnaga kiradigan gaz amin eritmasi oqimiga qarama – qarshi yo’nalishda absorber orqali yuqoriga qarab harakatlanadi. Absorberning pastki qismidan zararli gazlarni yutib to’yingan amin aralashmasi chiqadi, so’ngra to'yingan eritma issiqlik almashtirgichda isitiladi va desorberga uzatiladi. Keyin, kislotali aralashmalar ajratilgandan so'ng, hosil bo'lgan eritma qo'shimcha ravishda suv yoki havo bilan sovutiladi, kosentratsiyasi normallashtiriladi va absorberning yuqori qismiga beriladi; shu bilan sikl yakunlanadi. 1-rasmda regeneratsiya gazini nordon komponentlardan tozalash texnologiyasida regeneratsiya qilish jarayonida qo’llaniladigan issiqlik almashinish qurilmalarini texnologik parametrlari bilan keltirilgan prinsipial sxemasi keltirilgan. 1-rasm. Regeneratsiya gazini nordon komponentlardan tozalash texnologiyasida to’yingan aminni isitishda qo’llaniladigan issiqlik almashinish qurulmasining prinsipial sxemasi. Gazlarni nordon komponentlardan tozalashni absorbsion usulida to’yingan absorbentni (ko’pgina gazni qayta ishlash korxonalarida absorbent sifatida dietanolamindan foydalaniladi) regeniratsiya qilish yuqori temperatura (120-130℃) va past bosim (90-95 kPa) da olib boriladi. Gazni qayta ishlash korxonalarida to’yingan absorbentni regeneratsiya qilish uchun 50-60℃ dan 100-110 ℃ temperaturagacha isitishda qobiq quvurli issiqlik almashinish qurilmalaridan foydalaniladi. Regeneratsiya jarayonida desorberda 120-130 ℃ temperaturani bug’latgich qurilmasida to’yingan past bosimli suv bug’i yordamida hosil qilinadi. Desorberga kirishdan odin qobiq quvurli issiqli almashinish qurilmasida to’yingan absorbentni haroratini 50-60℃ dan 110-120 ℃ haroratgacha ko’tarishda, desorberning pastgi qismidan chiqayotgan regeneratsiyalangan absorbentdan isituvchi agent sifatida foydalanilanib hosil qilinadi. Regeneratsiyalangan abosorbent to’yingan absorbentni isitib (105oC) o’z esa sovib (81oC) chiqadi. To’yingan absorbentni isitishda qobiq quvurli issiqlik almashinish qurulmasining quvurlar qismidan to’yingan absornent o’tadi, quvurlarning tashqi yuzasidan esa regeneratsiyalangan absorbent o’tadi. Buning asosiy sababi, issiqlik almashinish qurilmasining asosiy elementi bu qobiq hisoblanib, agressiv muhit har doim quvurlar jamlanmasining ichki qismidan beriladi, chunki ko’pgina hollarda truba, teshikli panjara va qopqoqlar tegishli legirlangan metalldan yasaladi, ya’ni qobiq, segment to`siq va boshqalar oddiy, uglerodli po`latdan tayyorlanishi mumkin. Gazni qayta ishlash korxonalarining amin yordamida tozalash qurilmalarida to’yingan absorbentni regeneratsiya qilish jarayonida dietanolaminni isitishda qo’llaniladigan gorizantal qobiq quvurli issiqlik almashinish qurilmalarining qobiqlari korroziyalanishi (teshilishi) muammo bo’lib kelmoqda. O’rganishlar natijasiga ko’ra bu jarayonda qo’llaniladigan qobiq quvurli issiqlik almashinish qurilmasining qobiq qismi teshilishi quydagi omillarga bog’liqdir. 1. Quvurlararo bo’shliqdan harakatlanayotgan regeneratsiyalangan dietanolaminning suvli eritmasi konsentratsiyasi belgilangan 25-30 % massaviy ulushdan tushub ketishi, oqibatda absorbent zararli komponentlarni kerakli darajada tozala olmasligi va bu esa issiqlik almashinish qurilmasi obechaykasi devorini yemirilishiga asosiy sabab bo’lamoqda. 2. Isituvchi agent sifatida qobiq quvurli issiqlik almashinish qurilmasining quvurlararo bo’shliqdan berilayotgan regeneratsiyalangan dietanol amin eritmasi tarkibida qisman saqlanib qolgan zararli gazlar (H2S, CO2 va boshqalar) qurilmaning yuqori qismida gaz qatlamini (газовый подушка) hosil qiladi. Ajiralib chiqqan zararli gaz qurilma obechaykasining yuqori bosim bilan ta’sirlashib, qurilma obechaykasi va kirish shtutserlarini korroziyalanishiga va qobiqning teshilishiga sabab bo’ladi. Ushbu maqolada yuqorida keltirilgan omillarni bartaraf etish uchun quydagi takliflar keltirilgan. 1. Qurilmani quvurlararo bo’shliqdan harakatlanayotgan regeneratsiyalangan dietanol aminni fizik-kimyoviy xossalarini o’rganish va bu orqali dietanol aminni konsentasiyasini o’zgarishi qurilma obechaykasida ta’siri o’rganish va kerakli tavsiyalarni berish. 2. Qurilma konstruksiyasini o’zgartirish orqali qurilma yemirilishlar sodir bo’lishini oldini olish va qurilmani ish saradorligini oshirishga erishish Regeneratsiya gazini nordon komponentlardan tozlashda absorben sifatda qo’llaniladigan alkanolaminlarni fizik-kimyoviy xossalarini o‘rganish asosiy masalalardan biri hisoblanadi. Xom ashyolarni bunday xossalari ularning ekspluatasion tasniflarini belgilovchi molekulalararo bog‘liqlik va struktruaviy holatini belgilab beradi. Tabiiy gaz tarkibidan oltingurgutni ajratib olish jarayonida absorbent sifatida dietanolaminning suvli aralashmasidan keng miqiyosida foydalaniladi. Dietanolamin suv bilan har qanday ulushda aralasha oladi. U amiak xidli oq yoki sarg‘ich suyuqlik bo‘lib, amiakni etilin oksidiga biriktirib sintez qilish yo‘li bilan olinadi. 1-jadvalda alkanolaminlarning fizik-kimyoviy xossalari keltirilgan. - Qurilmada isituvchi agent sifatida qo’llanilayotgan regeneratsiyalangan aminning fizikkimyoviy o’rganilganda, aminni konsentratsiyasini tushushi yutuvchanlik qobilyatini pasayishiga sabab bo’lishi aniqlandi. Bu esa issiqlik almashinish qurilmasiga kirishda H2S va CO2 ni ajiralib chiqishiga va qurilma obechaykasi va quvur segmentlarini yemirilishiga sabab bo’ladi. Qurilmada isituvchi agent sifatida qo’llaniladigan regeneratsiyalangan dietanol amin eritmasini konsentratsiyasini belgilangan (25-30%) qiymatdan tushirib ketishiga yo’l qo’ymaslik orqali qurilmani uzoq muddat samarali ishlashini ta’milash mumkin. - Ko’pgina gazni qayta ishlash korxonalarida aminni regeneratsiya qilish jarayonida qo’llaniladigan issiqlik almashinish qurilmalarining obechaykasi 09Г2С-12 markali po’latdan tayyorlangan. 09Г2С-12 markali po’latlar neytral va agressivligi past muhitlarda ishlatiladigan qurilmalarning obechayka, qopqoq, flanets va boshqa detallarini tayyorlashda ishlatiladi. Dietanolaminni isitishda qo’llaniladigan qobiq quvurli issiqlik almashinish qurilmasining quvurlararo bo’shliq qismidan harakatlanayotgan regeneratsiyalangan dietalonamin ishqoriy muhitni hosil qiladi. 09Г2С-12 markali po’lat kuchli ishqoriy muhidda yuqori korrozion bardoshli emas. Yuqori va o’rtacha agressiv muhitlarda qo’llanilayotgan issiqlik almashinish qurilmalarini obechaykalarini X18H10T markali po’latlardan tayyorlash maqsadga muofiq bo’ladi. X18H10T markali po’lat yuqori bosimda, 600℃ harorat yuqori va o’rtacha agressiv muhitlarda, ma’sulyatli payvandlangan kimyoviy qurilmalarning obechayka, dnishe, flanets, bolt, gayka, shpilka, shtutser patrubkalari va boshqa detallarini tayyorlashda ishlatiladi. 1-jadval Alkanolaminlarning fizik -kimyoviy xossalari [10] Ko’rsatgichlar MEA Kimyoviy formulasi Aminlarning nomlari DEA DIPA TEA MDEA C2H7NO C4H11NO2 C6H15NO2 C6H15NO3 C12H17NO2 Moleklyar massasi, gr/mol 61,1 105,1 133.191 149,19 119,2 Zichligi 200С, g/sm³ 1,015 1,094 0,99 1,124 1,018 171 268 248,7 360 231 100 187 167 244 — 69 150 133 208 — 10,5 28 42 21,2 -2,1 48 1,3 >1,3 >1,3 1,3 1488 1207 773 964 — Н2S (KJ/kg) bilan 1510 1190 1220 930 1050 CO2 (KJ/kg) bilan 1920 1520 1630 1470 1340 Eritmani 800С dagi solishtirma issiqlik sig’imi, KJ/(kg·К) 4 (15%) 3,9 (30%) 3,7 (40%) — — Eritmadagi aminning massaviy ulushi, % (mass.) 10-20 20-40 20-40 — — Aminning yutish qobiliyati, m3/m3 7,5-30 22-75 15-60 — — Rekuperativ issiqlik almashtirgichda issiqlik berish koeffitsienti,Vt/(m2·K) 793 595 567 — — 200С da suvda eruvchanligi, % To’liq 96,4 87 To’liq To’liq Qaynash temperaturasi berilgan bosim uchun: 0 С, 1,01 MPa 6,66 KPa 1,33 KPa Muzlash tempereturasi, 0С To'yingan bug’ bosimi 200С da, Pа Bug’lanish issiqligi 0,102 MPa, KJ/kg Reaksiya issiqlikgi: - Bu jarayonda qo’llaniladigan qo’llanaydigan gorizantal qobiq quvurli issiqlik almashinish qurilmasini vertikal qobiq quvurli issiqlik almashinish qurilmasi bilan almashtirish orqali quvurlararo bo’shliqda gaz qatlami hosil bo’lishini oldini olishga erishish mumkin. Bundan tashqari trubali issiqli almashinish qurilmashini quvurlararo bo’liqda tayanch va agentni aylanma harakatini ta’minlovchi segment to’siqni vintsimon qilib yasash orqali qurilmani quvurlararo bo’shliqda trubulent oqimni hosil qilish mumkin. Bu orqali esa qurilmada issiqlik almashinish jarayonini jadallashtirishga erishish mumkin lekim vintsimon segmintga quvurlarni joylashtirish jarayoni ancha murakkabni talab qiladi. Qobiq quvurli issiqlik almashinish qurilmasini quvurlararo bo’shliqni kirish qismida aylanma harakatni beradigan qo’zg’almas mexanizm o’rnatish orqali issqilik almashinish jarayonini jadallashtirishga erishish mumkin. - Agressiv muhitlarda korroziyani sekinlashtirish maqsadida ingibitorlardan foydalanish mumkin. Nordon gazlar bilan to’yingan absorbentlarni regeneratsiya qilish jarayonida qo’llaniladigan qurilmalarni korroziyadan himoyalashda ЕС-3005А Nalco/Exxon Energy Chemicals korroziya ingibitoridan foydalanish orqali korroziya tezligini kamaytirish mumkin. Yuqorda sanab o’tilgan muammolarni bartaraf etish orqali qurilmani uzoq muddatli va nuqsonlarsiz ishlashini ta’minlashga erishish mumkin. Foydalanilgan adabiyotlar ro’yhati 1. Z.Salimov. Neft va gazni qayta ishlash jarayonlari va uskunalari. – T.: «Aloqachi», 2010, 508 bet. 2. Голубева И.А., Жагфаров Ф.Г., Лапидус А.Л. Газохимия. — М. ИЦ РГУ нефти и газа, 2013. — 406 с. 3. Практикум по газохимии — М. ИЦ РГУ нефти и газа, 2015. —138 с. 4. Sho’rtanneftgaz qazib chiqarish boshqarmasi texnologik reglamenti. 5. Xurmamatov A.M., Raximov G’.B. Qoraqalpog‘iston Respublikasida ishlab chiqarish sanoat sohalari rivojining dolzarb muammolari» mavzusidagi Respublika ilmiy-amaliy anjuman materiallari to‘plami “Nordon gazlar bilan to’yingan absorbentlarni regeneratsiya qilish jarayonida qo’llaniladigan issiqlik almashinish qurilmalarini ishlash samaradorligini oshirish”, Nukus-2021, 146-149 b.