24ACADEMIC RESEARCH IN EDUCATIONAL SCIENCES VOLUME 2 | ISSUE 9 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723
Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-9-619-625
PIROLIZ KINETIKASINING MATEMATIK MODELI
Mizrobjon Xalim o'g'li Zaripov
Buxoro muhandislik-texnologiya instituti mustaqil-tadqiqotchisi
Saidjon Abdusalimovich G'aybullayev
Buxoro muhandislik-texnologiya instituti mustaqil-tadqiqotchisi
saidxontura@mail.ru
ANNOTATSIYA
Maqolada piroliz mohiyati, kimyoviy texnologik tizimlarni modellashtirish usullari, bosqichlari yoritilgan bo'lib, piroliz kinetikasini modellashtirish haqida fikr yuritilgan.
Kalit so'zlar: gaz sanoati, olefinlar, piroliz, pirogaz, pirokondensat, model, modellashtirish.
MATHEMATICAL MODEL OF PYROLYZ KINETICS
ABSTRACT
The article describes the essence of pyrolysis, methods and stages of modeling chemical technological systems, and discusses the modeling of pyrolysis kinetics.
Keywords: gas industry, olefins, pyrolysis, pyrogas, pyrocondensate, modeling, modeling.
KIRISH
O'zbekistonning yoqilg'i energetika sohasidagi islohotlari (ishlab chiqarish quvvatlarini chuqur modernizatsiya qilish hamda texnik va texnologik qayta jihozlash siyosati) - uglevodorod xomashyosini chuqur qayta ishlash negizida eksportga yo'naltirilgan tayyor mahsulotlar ishlab chiqarishni ko'paytirish va ularning raqobatbardoshligini oshirishga qaratilgan.
Kundalik ehtiyojlarning doimiy progressiv tarzda o'sishi tabiiy yoqilg'ilar sarfining keskin oshishi, energetik zahiralarining kamayib borishi xavfini keltirib chiqarib, xomashyo resurslardan oqilona foydalanshni taqazo etadi. Ekologik muvozanatni saqlab qolish, atmosferaga chiqarilayotgan tashlamalarni kamaytirish maqsadida atrof-muhitga zarar keltirmaydigan muqobil energiya manbalarini izlab topish va ularni qo'llash mazkur yo'nalishidagi amalga oshiriladigan asosiy
ACADEMIC RESEARCH IN EDUCATIONAL SCIENCES VOLUME 2 | ISSUE 9 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-9-619-625
vazifalarning dolzarbligini oshiradi. Shu sababli ekologiyaga antropogen ta'sirni kamaytirish va yuqori sifatli yoqilg'i ishlab chiqarish hamda yurtimizda transport sohasi uchun tovar yoqilg'ilar tayyorlashda ekologik toza energoresurslarni qo'llash bugunning eng dolzarb muammolarini ijobiy hal qilishga ko'maklashadi.
ADABIYOTLAR TAHLILI VA METODOLOGIYA
Neft mahsulotlari bozorining talabi, ehtiyojlari va sifat ko'rsatkichlari asosida keng ko'lamda ishlab chiqariladigan tovar mahsulotlar - benzin, dizel' va qozonxona yoqilg'isi, surkov moylarining ancha qismi neftni qayta ishalash zavodlarining turli qurilmalarida ishlab chiqariladigan komponentlarni aralashtirib (kompaundirlab) tayyorlanadi. Komponentlar, qo'shilma va qo'ndirmalarni aralashtirib kerakli sifatdagi tovar mahsulot tayyorlanadi. Tovar yoqilg'ini tayyorlashda foydalaniladigan bazaviy komponentlar va qo'shilmalarning tanlovi avvalo ichki imkoniyatlarga asoslanadi. Resurs tejamkor va chiqindisiz texnologiyalarni ishlab chiqarishga tadbiq qilish, tovar mahsulotlarni tayyorlashda birlamchi energetik resurslar qatori iqtisodiyotning ustuvor sohalarining chiqindi va yonaki mahsulotlarini ikkilamchi xomashyo sifatida qo'llash, ularni ikkilamchi qayta ishlagandan so'ng, bazaviy komponent sifatida qo'llash imkonini yaratadi.
Polimerlar sanoatining muhim xomashyosi bo'lgan olefinlar turli ko'rinishdagi uglevodorodli xomasyoni pirolizlab olinadi. Piroliz texnologiyasining xomashyo turiga bog'liq holda turli variantlari mavjud bo'lib, ular: qattiq issiqlik tashuvchi yordamida; o'ta qizdirilgan suv bug'i muhitida; elektrorazryadli naylarda; kuchlanish yoylarida; katalizatorli tizimda hamda sanoatda keng tarqalgani quvurli o'choqlarda o'tkaziladigan tizimlardir.
Zamonaviy piroliz qurilmalarining asosiy mahsulotlari 99,9% (mass.) tozalikdagi etilen, 99,9% (mass.) tozalikdagi propilen, tarkibi 30 - 40% (mass.) butadiendan iborat butan-butadien fraksiyasi, 25 - 30% (mass.) izobutelin va 15 -30% (mass.) n-butilen va piroliz kondensati hisoblanadi.
Uglevodorodlar pirolizi kinetik modelini shartli ravishda uch tipga bo'lishi mumkin. Empirik, yarim empirik va jarayon haqiqiy mexanizimda asoslangan.
Matematik modellashtirish aniq fanlardagi turli amaliy masalalarni yechishda muvaffaqiyat bilan qollanib kelinmoqda. Matematik modellashtirish uslubi masalani xarakterlaydigan u yoki bu kattalikni miqdor jihatdan ifodalash, songra bogliqligini o'rganish imkoniyatini beradi.
ACADEMIC RESEARCH IN EDUCATIONAL SCIENCES VOLUME 2 | ISSUE 9 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-9-619-625
Matematik model deb o rganilayotgan ob ektni matematik formula yoki algoritm korinishida ifodalangan xarakteristikalari orasidagi funksional bog'lanishiga aytiladi.
Hayotda insoniyat xotirasiga bog'liq bo'lmagan holda uchraydigan usullar muvaffaqiyatli va hatto, o'z-o'zini kuzatish va tajribalar mavjud bo'lib, o'z faoliyatida har xil sohalarga mos muammolari yaxshi yechimini topishga harakat qiladi.
Modellashtirish metodlarini ishlab chiqish bevosita kibernetika fanining rivojlanishi bilan bog'liq hisoblanadi. Masalalarni yechimini topishda mashinalar, inson, murakkab holatlarda inson mashina tizimi qo'l kelib, bu esa o'z navbatida aniq yechimni topishga yo'naltiradi. Hozirgi vaqtda amaliyot sohasida matematik modellardan foydalanib natija olinmoqda.
Matematik modellardan foydalanish usullari to'rt qismga bo'linadi:
1. Gidravlik modellar. Bunday modellashtirish asosan suyuqlik kuchi bilan ishlaydigan apparat (idishlar) orqali hisoblanadi.
Modellashtirishning bunday usuli suyuqliklarni o'lchashda qo'llaniladi.
2. Elektr tasvirlash modellari. Fizika sohasida qo'llanilib, elektr tarmog'i xarakteristikasi tarzida tasvirlanadi.
3. Qurilishlarda bajariladigan ishlarning bajarilish muddatini aniqlashga yo'naltirilgan matematik modellar deb ataladi.
4. Xalq xo'jaligining turli tarmoqlaridagi bajarilayotgan ishlar tengsizlik va tenglamalar sistemasiga mos matematik model olib kelinib, ular iqtisodiy-matematik modellar deb yuritiladi.
NATIJALAR VA MUHOKAMA
Apparatlararo texnologik oqimlar strukturasi va texnologik oqimlar tizimi kirish parametrlari berilgan bo'lsa, kimyoviy texnologik tizimlarni tahlil qilishda, shu tizim texnologik oqimlarining chiqish va oraliq parametrlari va kimyoviy texnologik tizimlar apparatlarining konstruktiv va texnologik parametrlarining berilgan qiymatlari uchun samaradorlik kriteriysi aniqlanadi.
Birinchi tipga piroliz mahsulotlari chiqishi parametrlari bilan bog'lovchi va ularga ta'sir etuvchi modellar kiradi. Odatda-bu polinominal ko'rinishga bog'liqdir. Bu modellar ekstrapolyasiyalanish imkoniyatiga ega emas. Shunday tadqiqot zmmevikli (108x6,5 mm) joqlashtirilgan etap piroliz pechi ishlashini eksprementni rejalashtirish usulida foydalangan holda o'tkazildi. Etanni o'zgarishida birinchi
ACADEMIC RESEARCH IN EDUCATIONAL SCIENCES VOLUME 2 | ISSUE 9 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-9-619-625
tartibli reaksiya yozilib, tezlik konstantasi uchun bu reaksiyadan quyidagi ifoda olinadi.
k = 10242exp[-52000/(RToVt) Etanni konversiyasi va metan chiqishi polinomlar yordamida aniqlanadi. Bunda o'zgartiruvchilar sifatida chiqishdagi temperatura T chiq etanni sarfi G3 va qo'shiladigan suv bug'i Gbug' dan foydalaniladi. Vodorod, etan va etilen chiqishi metan bilan bog'liq bo'ladi. Taqdim etilayotgan model yetarlicha yaxshi eksperimental ma'lumotlar bersada, biroq u faqatgina quyidagi o'zgartiruvchilar diapazonida haqqoniy bo'ladi: Tchiq=710-830 oS, G3=1000-3000 kg/soat, Gbug/G3 =0,2-1,4. Yuqorida ko'rsatilgan oraliqlarda undan foydalanish imkoniyati yoqligidan darak beradi, ya'ni bunda etilenni chiqish 26,5% dan oshmaydi, etapni o'zgarish darajasi ega - 28%dan ortmaydi. Lekin bu model boshqa shunga o'xshash konstruksiyadagi pechlarda eksperimentdagidek qoniqarli natijabermasligi mumkin. Empiric modellar afzallik tomoni ularning soddaligidadir. Odatda bu modellar yaxlit (butunlay) boshqarish uchun foqdalaniladi, ya'ni dastur shunday ko'rinishda tuziladiki, pechning ishlashi to'g'ridagi ma'lumotlar ko'lamini olish koeffisentlarni polinomlarda o'zgartira olsin (o'zgatuvchi yoki adaptasion model deb ham ataladi). Bu piroliz mahsulotlari chiqishini birmuncha yaxshi ko'rinishda yozilishini ayni momentdagi pech holatini hisobga olish uchun qilinadi.
Piroliz kinetikasi yozuvida yarim empiric model keng tarqalishini oldi. Ular gaz ko'rinishidagi uglevodorodlar uchun molekulyar reaksiyalar to'planishi o'z ichida oladi, kaysiki u yoki aniqlik darajasi jarayon qiyosiga mos keladi. Modeldagi reaksiyalar soni mohsulotlar soni bilan aniqlanadi, bunda ularning chiqishdagi belgilangan aniqlik darajasini aniqlanishi hisobga olinishi zarur. Demak, etan pirolizida asosiy mahsulotlar etilen va vodorod hisoblanadi, ularni hosil bo'lish reaksiyasini quyidagicha yozish mumkin.
Etan pirolizida propilen va butadiene -1,3ni chiqishi 1,0 - 2,0% oralig'ida (har biri uchun) o'zgarib turadi. Ularni hosil bo'lishi quyidagi reaksiyalar bilan bog'liqdir:
C2H6 + C2H4 C3H6 + CH4 2C2H4 ->** C4H6 + H2 Qolgan mahsulotlar-asetilen, butenlar, butanlar - ancha kam miqdorda olinadi va etan pirolizi vaqtida odatda ular ko'rib chiqilmaydi. Bunday tashqari, modelga pirolizning jami suyuq mahsulotlari hosil bo'lish reaksiyasi ham kiritiladi, ularni miqdori 2-3 % tashkil etadi:
ACADEMIC RESEARCH IN EDUCATIONAL SCIENCES VOLUME 2 | ISSUE 9 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-9-619-625
c2 h4 + Q H6^ c5+
Kinetik modelga kirivchi realsiyalar to'plamiga muvofiq reaksiyalarda ishtirok etuvchi barcha komponentlar konsentrasiyasini o'zgarilishini tasvirlash uchun difersial tenglamalar tuzilishini yozish mumkin.
Agar aralashma reaksion hajmida o'zgarishi bo'lsa, e'tiborsiz qoldirish mumkin emas, tizim qo'shimcha tenglamalar bilan to'ldirilishi kerak. Bu kimyoviy reaksiyalar va temperaturalar o'zgarish hisobiga qayd etiladi. Reaksiya tezlik komponentlari esa Arrennus tenglamasi ko'rinishida beriladi.
Diffrensial tenglamalar tizimini yechishda konsentrasiyani hisoblash uchun reaksiya tezlik konstanta qiymatiga ega bo'lishi zarur. Ularni odatda eksperimen tal ma'lumotlariga ishlav berish orqali hisoblanadi. Chunonchi, ishlov berishda aynan shu modeldan foydalanish zarur, chunki biror narsani qo'shilishi yoki chiqarilishi reaksiya qiymatini o'zgartiradi.
Yarim emprik modellarda reaksiya tezlik konstanralari nazariy jihatdan aytilmagan bo'lishi mumkin, sababi natija beruvchi ko'p sondagi elementar reaksiyalar muhim fizik ma'noga ega bo'lmaganligidadir ma'lumki, birgina uglevodorodni kiritilishi boshqalarni bo'linishini tezlashtirishi yoki sekinlashtirishi mumkin. Bundan xulosa qilinadiki, piroliz qilinadigan xomashyo tarkibidagi miqdoriy o'zgarish ham yarim empirik modeldan foydalanishni yaroqsiz qilishi mumkin. Bunday reaksiyalar konstantalarida parametrlar tartibsizligi bilan izohlash mumkin.
Bir qator tadqiqotchilar yarim empiric modelini boshqa ko'rinishdan foydalanishadi. U juda yuqori bo'lmagan o'zgarish darajasidagi individual uglevodorodlar pirolizidagi ma'lumotlarga asoslangan. Demak, buni etan uchun quydagicha yozish mumkin:
C2H6 0,9C2H4 + 0,9H2 + 0,11 CH4 + 0,0167C3H6
Barcha boshlang'ich uglevodorodlar va reaksiya mahsulotlari uchun huddi shunday tenglamalarni ma'lum darajada ikkilamchi reaksiyalarga aylantirilishidan yozish mumkin. Bunday model ko'pincha suyuq uglevodarodlar pirolizi uchun foydalaniladi. Masalan, bu ishda ma'lum uglevodorodlarni 700oS va o'zgarish darajasi past piroliz mahsulotlari tarkibi uchun stexiometrik tenglamalar tavsiya etilgan. Bu ishda shuningdek, individual uglevodorodlar piroliz mahsulotlari tarkibi ularni aralashmadagi miqdoriy nisbatlariga bog'liq bo'ladi. Shuningdek, aralashmadagi moddalar parchalanish tezligiga ham taluqlidir. Ma'lumki, uglevodorodlar pirolizida o'z-o'zini ingibirlash kuzatiladi. Bunda uglevodorodlarni
ACADEMIC RESEARCH IN EDUCATIONAL SCIENCES VOLUME 2 | ISSUE 9 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-9-619-625
o'zgarish darajasi oshishi bilan parchalanishida ularning tezlik konstantini kamayishini hosil qiladi. Bu olefinlarni reaksion aralashmasini paydo bo'lishi bilan bog'liq bo'ladi. Jadal sekinlanish olefinlar tuzilishidan va ularning boshlang'ich uglevodorodlar miqdori va tarkibiga bog'liqligidan aniqlanadi. Shunga ko'ra, har bir aralashma uchun yarim empirik modellar doirasida parchalash tezligi ekspremental holda bo'ladi.
XULOSA
Maqbullashtirish masalasini qo'yilishida optimallashtirilayotgan sistemani miqdoran baholash imkoniyatiga ega bo'lishimiz kerak. Bu sistemaning xar xil sharoitlarda ishlaganda bir-biriga solishtirish imkonini beradi vag u optimallik kriteriysi deb ataladi. Odatda optimal sharoitlarga optimallik kriteriysining eng katta yoki eng kichik qiymatlari to'g'ri keladi.
Maqbullashtirish masalalarini qo'yilishida sistema xolatlarini o'zgartirish imkoniyatlariga ega bo'lishimiz kerak. Bu qiymatlarni o'zgartirish mumkin bo'lgan parametrlar, boshqaruvchi kattaliklar (ta'sir qiluvchi omillar) sanalib, ularga xar xil texnologik parametrlar kirishi mumkin.
REFERENCES
1. С.А.Гайбуллаев, Б.Ж. Турсунов, Ш.М.Тимуров. Влияние октанового показателя бензина на количественное содержание бензола // Теория и практика современной науки. 2019г. №6, ст. 164-167.
2. Турсунов Б. Ж., Гайбуллаев С. А., Жумаев К. К. Влияние технологических параметров на гликолевую осушку газа //MEDICAL SCIENCES. - 2020. - Т. 1. - №. 55. - С. 33.
3. Гайбуллаев С. А., Турсунов Б. Ж., Тимуров Ш. М. ТЕХНОЛОГИЯ GTL-ПЕРСПЕКТИВНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ ПОЛУЧЕНИЯ ТОПЛИВ С УЛУЧШЕННЫМИ ЭКОЛОГИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ //Теория и практика современной науки. -2019. - №. 6. - С. 168-172.
4. Гайбуллаев С. А., Турсунов Б. Ж. ПИРОКОНДЕНСАТ-ВАЖНЕЙШЕЕ СЫРЬЕ ХИМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА //Universum: технические науки. - 2020. - №. 6-2 (75).
5. Гайбуллаев С. А., Тураев М. М. Октаноповышающие компоненты бензинов и их свойств //Молодой ученый. - 2016. - №. 3. - С. 349-351.
6. Зарипов Г. Б., Гайбуллаев С. А. Выбор режима работы процесса низкотемпературной сепарации углеводородных сырьевых ресурсов //Молодой ученый. - 2016. - №. 3. - С. 98-100.
ACADEMIC RESEARCH IN EDUCATIONAL SCIENCES VOLUME 2 | ISSUE 9 | 2021
ISSN: 2181-1385
Scientific Journal Impact Factor (SJIF) 2021: 5.723 Directory Indexing of International Research Journals-CiteFactor 2020-21: 0.89
DOI: 10.24412/2181-1385-2021-9-619-625
7. К. А. Джураев, А. С. Аминова, С. А. Гайбуллаев. Основные методы обезвреживания и утилизации нефтеотходов // Молодой ученый. - 2014. - № 10 (69). -С. 136-137.
8. А. С. Аминова, С. А. Гайбуллаев, К. А. Джураев. Использование нефтешламов -рациональный способ их утилизации // Молодой ученый. -2015. -№ 2 (82). -С. 124126.
9. Urunov N. S. et al. PIROKONDENSAT TARKIBINING KIMYOVIY TAHLILI //Science and Education. - 2021. - Т. 2. - №. 3. - С. 32-40.
10.G'aybullayev S. A. MEMBRANALI USULDA TABIIY GAZLARDAN GELIY AJRATIB OLISH //Academic research in educational sciences. - 2021. - Т. 2. - №. 5. - С. 1594-1603.
11. Sadriddinovch S. M. et al. INFLUENCE OF THE QUANTITY OF BENZENE ON THE PERFORMANCE CHARACTERISTICS OF GASOLINE //Euro-Asia Conferences. -2021. - Т. 4. - №. 1. - С. 188-192.
12.Gaybullayeva A. F., Sharipov M. S., Gaybullayev S. A. TABIIY GAZLARDAN GELIY OLISHNING KRIOGEN USULI //Academic research in educational sciences. - 2021. - Т. 2. - №. 4. - С. 571-579.
13.Nilufar Saydyaxyayevna Maxmudova, Saidjon Abdusalimovich G'Aybullayev TABIIY GAZLARNI VODOROD SUL'FIDIDAN TOZALASH USULLARINING TASNIFI // Scientific progress. 2021. №5. URL: https://cyberleninka.ra/article/n/tabiiy-gazlarni-vodorod-sul-fididan-tozalash-usullarining-tasnifi (дата обращения: 28.05.2021).
14.Sharipov M. S., G'aybullayev S. A. TASHLAMA GAZLARNI NOAN'ANAVIY USULLARDA TOZALASH //Science and Education. - 2021. - Т. 2. - №. 3.
15.Абдулазизов С. С. У., Шарипов М. С., Еайбуллаев С. А. МОЙ ФРАКЦИЯЛАРИНИНГ КИМЁВИЙ ТАРКИБИ ВА РЕОЛОГИК ХОССАЛАРИ //Science and Education. - 2021. - Т. 2. - №. 3.
16. Абдусалимович Г.С. ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ПИРОЛИЗНОГО ДИСТИЛЛЯТА // Электронная конференция Globe. - 2021. - С. 203209.
17. Saidjon Abdusalimovich G'Aybullayev. "TABIIY GAZLARNI ABSORBSION QURITISH JARAYONIGA TA'SIR QILUVCHI OMILLAR" Scientific progress, vol. 2, no. 4, 2021, pp. 659-668.
18. Saidjon Abdusalimovich G'Aybullayev. "TABIIY GAZLARNI UZATISH VA QAYTA ISHLASHDA GIDRATLANISHGA QARSHI KURASH" Scientific progress, vol. 2, no. 4, 2021, pp. 675-681.
19.Saidjon Abdusalimovich G'Aybullayev. "QURITUVCHI ABSORBENTLARNING QIYOSIY TAHLILI" Scientific progress, vol. 2, no. 4, 2021, pp. 649-658.
