Загрузил Alisher Auesbaev

maqola 05.10.2021

Реклама
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.
Скачать