CC BY
8UO'K: 54.056/547.269.71 - 10.5281/zenodo. 10687038
TABIIY GAZLARNI NORDON KOMPONENTLARDAN TOZALASHNING TEXNOLOGIK JARAYONLARINI OPTIMALLASHTIRISH JARAYONI
Yuldashev Tashmurza Raxmonovich
Qarshi muhandislik - iqtisodiyot instituti "Neft vagazni qayta ishlash texnologiyasi" kafedrasiprofessori, t.f.n., Qarshi, O'zbekiston
Annotatsiya. Ushbu maqolada tabiiy gazni nordon komponentlardan tozalash uchun yangi MEA - monoetanolamin; DEA - dietanolamin; MDEA - metildietanolamin; PEGDME - polietilenglikol dimetil efiri; PEGMME - polietilenglikol monometil efirlari asosida tayyorlangan absorbent kompozotsiyalarini tadqiqotlash natijalari keltirillgan va bu absorbent kompozitsiyasining tabiiy gazni nordon komponentlardan tozalashdagi optimallashtirish masalasi aniqlangan.
Kalit so'zlar: komponentlar, absorbentlar, nordon komponentlar, absorbentlarning kompozitsiyalari, optimallashtirish, aniqlash protsedurasi, matematik modellar, optimallik mezoni, optimal chegaralar, model koeffitsiyentlari.
ПРОЦЕСС ОПТИМИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ ГАЗОВ ОТ КИСЛЫХ КОМПОНЕНТОВ
Юлдашев Ташмурза Рахманович
Профессор кафедры технологии переработки нефти и газаКаршинского инженерно-экономического института, Карши, Узбекистан
Аннотация. В данной статье представлен новый МЭА для очистки природного газа от кислых компонентов - моноэтаноламина; ДЭА - диэтаноламин; МДЭА -метилдиэтаноламин; ПЭГДМЭ - диметиловый эфир полиэтиленгликоля; Приведены результаты исследования абсорбирующих композиций, приготовленных на основе ПЭГММЕ - монометиловых эфиров полиэтиленгликоля, и определен вопрос оптимизации данной абсорбирующей композиции при очистке природного газа от кислых компонентов.
Ключевые слова: компоненты, абсорбенты, кислотные компоненты, составы абсорбентов, оптимизация, процедура определения, математические модели, критерий оптимальности, оптимальные пределы, коэффициенты модели.
PROCESS OF OPTIMIZATION OF TECHNOLOGICAL PROCESSES FOR
PURIFYING NATURAL GASES FROM ACIDIC COMPONENTS
Yuldashev Tashmurza
Профессор кафедры технологии переработки нефти и газаКаршинского инженерно-экономического института, Карши, Узбекистан
Abstract. This article presents a new MEA for purifying natural gas from acidic components - monoethanolamine; DEA - diethanolamine; MDEA -methyldiethanolamine; PEGDME - polyethylene glycol dimethyl ether; The results of a study of absorbent compositions prepared on the basis of PEGMME - polyethylene glycol monomethyl ethers are presented, and the issue of optimizing this absorbent composition when purifying natural gas from acidic components is determined. Keywords: components, absorbents, acidic components, absorbent compositions, selectivity, technologies, amines, ethers, polyethylene glycol, dimethyl, monomethyl ethers.
Kirish. Dunyo amaliyotida gazlarni nordon komponentlardan tozalashda (H2S va CO2, etilenmerkaptan (RSH), uglerod oltingugurt oksidi (COS), uglerod sulfidi (CS2)) absorbentlar sifatida eng ko'p qo'llaniladigan etanolaminlar quyidagilar-dir: monoetanolamin (MEA), dietanolamin (DEA) va N-metildietanolamin (MDEA).
Bunda C02 neftning tarkibida katta konsentratsiyada bo'lganda tartibga muvo-fiq MEA faqatgina neftni qayta ishlash zavodlarida (NQIZ) qo'llaniladi,. Gazning tarkibida COS va CS2 larning mavjudligini chegaralanishi hisoblanadi, qaysiki, u MEA bilan qaytmas reaksiyaga kirishadi va eritmani katta yo'qotilishga olib keladi. Gazni CO2 dan tozalashda MEA amalda korroziyani keltirib chiqarishi mumkin. MEA uchun xos bo'lgan ko'pgina kam-chiliklarning hisobiga hazirgi vaqtda yangi obyektlarni loyihalashda amaliyotda bu amin qo'llanilmaydi, ko'pgina harakatdagi qurilmalar MDEA ga o'tkazilmoqda.
Bu yuqorida keltirilgan aminlar qan-daydir xossalariga muvofiq tabiiy gazni nordon komponentlardan tozalash darajasini qoniqtirmaganligi sababli, yangi turdagi aminlar va efirlar asosidagi absorbent kompozitsiyalarini tadqiqotlash zaruriy
holat hisoblanadi.
Adabiyot tahlili va usullari.
MEA+PEGDME+PEGMME asosida olin-gan absorbent kompozitsiyalarining gazlarni nordon komponentlar CO2 va H2S dan tozalash jarayonidagi faolligi va selektivligini tadqiq qilish natijasida quyidagilar olindi [1-4].
Ilmiy tadqiqotlarmizning birinchi bos-qichida gazlarni nordon komponentlar C02 va H2S dan tozalash jarayonidagi faolligi va selektivligi aniqlandi. Absorbsion tozalash qurilmasining texnologik ko'rsatkichlari qu-yidagicha: absorberga kiruvchi gaz bosimi -3-5 MPa; absorberga kiruvchi gaz harorati -550C; absorberga kiruvchi regeneratsiya-langan MDEA harorati - 600C. Gaz tarkibida CO2 - 3,25% va H2S - 0,81%. Tadqiqotimizda gazlarni nordon komponentlardan tozalash uchun MEA+PEGDME+PEGMME asosida olingan MPP-1, MPP-2, MPP-3, MPP-4, MPP-5 va MPP-6 absorbent kompozit-siyalari qo'llanildi.
DEA+PEGDME+PEGMME asosida olingan absorbent kompozitsiyalarining gazlarni nordon komponentlar C02 va H2S dan tozalash jarayonidagi faolligi va selektivligini tadqiq qilish natijalari quyidagilar [5-9].
Gazlarni nordon komponentlardan tozalash bo'yicha o'tkazilgan
tadqiqotlarning keyingi bosqichida DEA+PEGDME+PEGMME asosida
olingan DPP-1, DPP-2, DPP-3, DPP-4, DPP-5 va DPP-6 kabi absorbent kom-pozitsiyalarining tabiiy gaz tarkibidan nordon komponentlarni tanlab yutishdagi faol-ligi va selektivligi tadqiq etildi. Ushbu absorbent kompozitsiyalarining gazlarni nordon komponentlardan tozalashdagi absorb-siya jarayoni ish rejimi quyidagicha: Bosim 3-5 MPa; absorberga kiruvchi gaz harorati -55-30oC; absorberga kiruvchi absorbent harorati - 60-35oC.ni tashkil qilgan. [10 -12].
MEA+DEA+PEGDME+PEGMME asosida olingan absorbent kompozitsiya-larining gazlarni nordon komponentlar C02 va H2S dan tozalash jarayonidagi faolligi va selektivligini tadqiq qilish natijalari quyi-dagilar [13].
Tadqiqotlarimizning keyingi bosqi-chida gazlarni nordon komponentlardan tozalash bo'yicha o'tkazilgan tadqiqotlarning keyingi bosqichida MEA+DEA + PEGDME+PEGMME asosida olingan MDPP-1, MDPP-2, MDPP-3, MDPP-4 va MDPP-5 kabi absorbent kompozitsiya-larining tabiiy gaz tarkibidan nordon kom-ponentlarni tanlab yutishdagi faolligi va selektivligi tadqiq etildi. Bunday turdagi absorbent kompozitsiyalarida olishda MEA va DEA aminlarning PEGDME va PEGMME efirlari bilan sinergetik effekt ta'sirini o'rganish maqsad qilindi. MDPP-1, MDPP-2, MDPP-3, MDPP-4 va MDPP-5 kabi absorbent kompozitsiyalarining tabiiy gaz tarkibidan nordon komponentlarni tanlab yutishdagi faolligi va selektivligi bo'yicha tadqiqotlar olib borilgan [14, 15].
(MEA - monoetanolamin; DEA -dieta-nolamin; MDEA - metildietanolamin; PEGDME - polietilenglikol dimetil efiri; PEGMME - poli-etilenglikol monometil efiri).
Optimallashtirish masalasining qo'yilishi. Optimallashtirish - bu texnologik jarayonni amalga oshirishning eng maqbul, ya'ni optimal sharoitlarini aniqlash prot-sedurasidir. Optimallash-tirish ko'p o'zga-ruvchili funksiyalar ekstremumlarini qi-dirishning matematik masalasi kabi qaraladi [16, 17, 18].
Optimallashtirilayotgan u o'zgaruv-chini (optimallashtirish resursini) ruxsat
etilgan chegaralarda (sohada) uppx3m optimallik mezoni R ekstremumini (eng katta yoki eng kichik qiymatini) ta'min-lovchi qiymatini topish jarayonida optimallashtirish masalasi quyidagi ko'rinishga keltirilishi mumkin [19].
optR( y )
u e u pyx
Ushbu holatda modellashtirilayotgan obyekt holatini aniqlovchi kirish o'zgaruv-
chisi x ikki guruhdagi o'zgaruvchilarga ajratiladi: u - nazorat qilinishi va rostlanishi mumkin bo'lgan, ya'ni optimallashtiriladi-gan o'zgaruvchi va x - nazorat qilinadigan, ammo rostlanmaydigan (optimallashtirish resurslari kabi) o'zgaruvchi.
Amaliyotda optimallashtirish masala-larini yechishda chiqish o'zgaruvchilari tajriba ma'lumotlari (masalan, optimallash-tirishning tajribaviy-statistika usulida) yoki jarayonlarning matematik modellari (opti-mallashtirishning sonli usulida) yordamida aniqlanadi.
Bu paytda matematik modellar quyidagi funksional operator ko'rinishida ifoda-
lanishi mumkin [20]:
У = F (U, x ). (1)
Optimallik mezoni - texnologik jarayon yoki uni amalga oshiruvchi qurilmaning optimallashtirilayotgan sifatini miqdoriy jihatdan baholovchi ko'rsatkich (tavsif) hisoblanadi. Optimallik mezoni yagona bo'lishi va optimallashtirilayotgan o'zga-ruvchilarga bog'liq holda monoton o'z-garishi ham kerak.
Optimallik mezoni qiymati jarayonning matematik modelini (optimallashtirishning taqribiy usuli) tadqiq etish asosida aniq-lanadi. Agar jarayonning monand matematik modelini qurishning iloji bo'lmasa, u holda chiqish o'zgaruvchisining tenglamadagi qiymati tajribalardan aniqlanadi (optimallashtirishning tajribaviy-statistik usuli). Bunday holatda faol tajriba o'tkazishning optimal strategiyasi amalga oshiriladi.
Optimallik mezonini tanlash. Tabiiy
gazlarni nordon gazlardan tozalash jara-yonini optimallashtirish masalasini yechish-da texnologik parametrlarning ratsional chegaralarini yoki qurilmaning berilgan ish unumdorligini ta'minlovchi minimal issiqlik uzatish yuzasini aniqlash maqsadga muvofiq bo'ladi.
Optimallashtirish masalasini qo 'yili-shi. Optimallashtiriladigan o'zgaruvchilar jarayonning kirish o'zgaruvchilari qatoridan olinadi. Optimal loyihalash masalasini hal etishda optimallashtirilayotgan o'zgaruvchilar qatoriga jarayonning konstruktiv para-metrlari (konstruksiya tipi, o'lchamlari va h.) kiritilgan bo'ladi, aksincha holatlarda, optimal boshqaruv masalasi hal etiladi. Optimallashtiriladigan (boshqariluvchi) o'z-garuvchilarning U optimal qiymatlarini qidirishdan ko'zlangan asosiy maqsad jara-yonni amalga oshirishning eng yaxshi rejim parametrlarini aniqlashdir.
Eksperimentlar jadvali
1- jadval
M0del: У = 26,72 + 13,27x3 + 6,45xjx3
Faktorlar Natijalar
Nomlanishi Gaz va aminning harorati, oc Bosim, MPa MDPP-5 ning sarfi, m3/soat Chiqish parametri
Boshlang'ich nuqta 45 4 200
Ishchi qadam 1 0,05 0,5
Qadam nomeri Ekspe-riment turi Model bo'yicha Eksperimentlar O'rtacha -si
У y1 y
1 M 45 4 200 0,25
2 M 44,00 3,95 199,50 0,65
3 M 43,00 3,90 199,00 0,82
4 P 42,00 3,85 198,50 0,540 0,780 0,66
5 M 41,00 3,80 198,00
6 P 40,00 3,75 197,50 0,77 0,81 0,79
7 M 39,00 3,70 197,00
8 P 38,00 3,65 196,50 0,6 0,6 0,6
9 M 37,00 3,60 196,00
10 Р 36,00 3,55 195,50 0,5 0,5 0,5
11 Р 35,00 3,50 195,00 0,26 0,54 0,38
12 Р 34,00 3,45 194,50 0,3 0,1 0,2
13 Р 33,00 3,40 194,00 0,42 0,94 0,68
14 Р 32,00 3,35 193,50 0,001 0,001 0,001
15 Р 31,00 3,30 193,00 0,07 0,11 0,09
16 Р 30,00 3,25 192,50 0,6 0,2 0,4
17 Р 29,00 3,20 192,00 0,15 0,05 0,1
18 Р 28,00 3,15 191,50 0,4 0,2 0,3
Izoh: M - modeldagi eksperimentlar; P
Tabiiy gazlarni nordon gazlardan tozalash jarayonini optimal chegaralarini Boks-Uilson usulidan foydalanib aniqlash. Boks-Uilson usuli asosan ekstremumni (optimumni) qidirishning gra-diyent usuliga asoslangan. Shuning uchun, dastlabki modelning chiziqli qismi koeffit-siyentlarini baholash asosida gradiyentning tarkibiy qismlari va yo'nalishini baholash kerak. O'rganilayotgan obyektdagi real sharoitda tadqiqotchi fizik kattaliklarda o'lchanadigan kirish o'zgaruvchilari bilan shug'ullanganligi sababli, gradiyentning tar-
- hisoblash eksperimenti.
kibiy qismlarini baholashda har bir omil uchun o'zgarish oralig'ining qiymatini hi-sobga olish kerak (1- jadval).
Mazkur usul optimumni ikki bosqichda qidirish imkonini beradi:
- optimum sohasida qadamma-qadam tik ko'tarilish. Bu paytda optimumga funksiya gradiyenti bo'yicha yaqinlashib borish maqsadida chiqish parametrini tezkor ko'tarilish (yoki kamayish) yo'nalishida bir yoki bir necha seriyada eksperimentlar qo'yiladi;
2- jadval
Model koeff 4tsiyentiarim baholash jadvali
Baholash koeffitsiyenti Baholash qiymati t-statistika qiymati tkr Farazni tekshirish natijasi
bo 0,0011 6,334502127 2,31 1
\ 0,0211 0,451510274 2,31 0
b 0,0486 1,039275128 2,31 0
b -0,1486 3,176601868 2,31 1
b12 0,0239 0,510286759 2,31 0
b13 -0,0739 1,57895013 2,31 0
b23 0,0536 1,146141465 2,31 0
bevosita optimum soxasida izlanishlar olib borish. Bunda eksperi-mentlar o'tkazishning 2 - tartibli rejasi qo'yiladi.
Optimallk mezonining faktorlardan bog'liqligi 1-darajali ko'phad
у = 00 + Ö1X1+ b2X2 + ... + bnXn (2) orqali ifodalanadi.
Eksperimentning maqsadi - Boks-Uilson usulida amalga oshiriladigan prot-sedura uchun gradiyentning yangi yo'nali-shini aniqlash. Bu protseduraning ikkinchi siklik mazmunini tashkil qiladi.
Yuqoridagilarga o'xshab, faktorlarning har biri uchun o'zgarishlar oraliqlarini tan-laymiz va eksperiment davomida faktorlar qiymatlari jadvalini to'ldiramiz. So'ngra, eksperiment rejasini tuzamiz, uni amalga oshiramiz va olingan natijalarni tajribani amalga oshirish jadvaliga (2-jadval) joylash-tiramiz.
Xulosa. 1. Regressiya koeffitsiyent-larining o'rtacha kvadratik chetlashuvi 0,0467 ga, qolgan koeffitsiyentlar soni esa 3 ga teng. Farazni tekshirish natijasiga ko'ra
y=0,0011.
2. Tajriba natijalari tadqiqot markazi sohasida hususiy ekstremum-ning mos koordinatalari faqat b0 koeffitsiyenti ahamiyatga ega bo'lishini ko'rsatadi, uning baholash qiymati b0 = 0,0011.
3. Bundan shunday xulosa qilish mum-kinki, tabiiy gazni absorbsiya kompozit-siyalari yordamida tozalangan massaning qiymati 0,0011 ga teng bo'lishi aniqlandi.
4. Tajribaviy tabiiy gazni nordon komponentlardan absorbsiya kompozitsiya-lari yordamida tozalash jarayonini eksperi-mental-statistik usulda modellashtirish va optimallashtirish masalasi ko'rildi va jara-yonning optimal qiymatlari topildi. Regressiya tenglamalari bo'yicha MatLAB das-turida jarayonga ta'sir ko'rsatuvchi omillar -quritish harorati, amplituda, chastota o'rta-sidagi bog'liqlik grafigi qurildi.
5. Tadqiqot natijalariga asosan tabiiy gazni nordon komponentlardan absorbsiya kompozitsiyalari yordamida tozalash jara-yonning optimal qiymati aniqlandi.
FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR RO'YXATI
1
Yuldashev, T. R., Samiyev, M. E., & Nurboyev, M. C. Neft gazlaridan suyultirilgan uglevodorodlarni ishlab chiqarishni tadqiqotlash. Iqtisodiyotni modernizatsiya qilish va texnologik yangilash sharoitida fan-ta'lim-ishlab chiqarish integratsiyasini rivojlantirish muammolari va yechimlari. Respublika ilmiy-amaliy konferensiyasi. Qarshi sh.-2015 y, 116-118.
2. Maxmudov, N. N., & Yuldashev, T. R. Neft va gaz qazib olish texnologiyasi va texnikasi. Darslik, Toshkent, Fan va texnologiya nashriyoti-2015, 392.
3. Yuldashev, T. R., & Makhmudov M, J. (2023). Cleaninng of Natural from Sobe Component. Journal of Siberian Federal University. Engineeng & Technologies, 16(3), 296-306.
4. Makhmudov, M. J., & Yuldashev, T. R. (2023). Cleaning of Industrial Emissions from Gas and Dispersive Particles.
5. Юлдашев, Т. Р. (2023). ОЧИСТКА ГАЗА ОТ КИСЛЫХ КОМПОНЕНТОВ И ПУТИ ЕЕ РЕШЕНИЯ. In Научно-технический прогресс. Задачи и их решения (pp. 150-155).
6. Юлдашев, Т. Р. (2023). ОСНОВА ОБОРУДОВАНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМОГО В ПРОЦЕССЕ ОЧИСТКИ ГАЗОАБСОРБЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ. Universum: технические науки, (5-6 (110)), 20-24.
7. Юлдашев, Т. Р. (2023). АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ АМИННОЙ ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ ГАЗОВ И ПУТИ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ. Universum: технические науки, (4-6 (109)), 24-27.
8. Yuldashev, T. R. (2023). TABIIY GAZLARNI VODOROD SULFID VA UGLEROD OKSIDLARIDAN TOZALASHDA QO 'LLANILADIGAN ABSORBENTLAR. Sanoatda raqamli texnologiyalar/Цифровые технологии в промышленности, 1(1), 92-99.
9. Yuldashev, T. R. (2023). TABIIY GAZNI NORDON KOMPONENTLARDAN TOZALASHDA SELEKTIVLIGI YUQORI BO 'LGAN AMINLI ERITMALARDAN FOYDALANISHNING SAMARADORLIGI. Sanoatda raqamli texnologiyalar/Цифровые технологии в промышленности, 1(1), 86-92.
10.Makhmudov, M. J., & Yuldashev, T. R. (2023). Cleaning of Natural Gases from Sour Components.
11.Юлдашев, Т. Р. (2022). АБСОРБЕНТЫ ДЛЯ ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ ГАЗОВ ОТ ffiS И СО2. THEORY AND ANALYTICAL ASPECTS OF RECENT RESEARCH, 1(10), 72-74.
12. Юлдашев, Т. Р. (2022). ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ГЛУБОКОЙ ОЧИСТКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА ОТ КИСЛЫХ КОМПОНЕНТОВ. MODELS AND METHODS FOR INCREASING THE EFFICIENCY OF INNOVATIVE RESEARCH, 2(18), 62-64.
13. Юлдашев, Т. Р., & Адизов, Б. З. ЭФФЕКТИВНЫЕ АСПЕКТЫ КОМПЛЕКСНОЙ МОДЕРНИЗАЦИИ ООО «МУБАРЕКСКОГО ГАЗОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕГО ЗАВОДА». КарДУ ХАБ, 76.
14.Rakhmanovich, Y. T., Egamberdiyevich, A. P., & Raimovich, K. I. DISPOSAL OF FLARE ASSOCIATED GASES IN OIL AND GAS FIELDS.
15.Rakhmanovich, Y. T., Egamberdiyevich, A. P., & Raimovich, K. I. CONDUCTING RESEARCH ON PRODUCTION OF LIQUEFIED HYDROCARBONS FROM PETROLEUM GASES.
16.Бояринов А.И, Кафаров В.В. Методы оптимизации в химической технологии. Изд. второе, перераб. и доп. - М.: Химия, 1975. - 576 с.
17. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. - М.: Наука, 1976. - c. 280.
18.Грачев Ю.П., Плаксин Ю.М. Математические методы планирования экспериментов. Учебное пособие. - М.: ДеЛи Принт, 2005. - 296 c.
19.Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. Изд. третье, перераб. и доп. - М.: Химия, 1976. - 464 с.
