CC BY
36TASHLAMA GAZLARNI NOAN'ANAVIY USULLARDA TOZALASH
Murodjon Soxibovich Sharipov Saidjon Abdusalimovich G'aybullayev saidxontura@mail.ru Buxoro muhandislik-texnologiya instituti
Annotatsiya: Maqolada gazlarni nordon komponetlardan tozalash tizimida hosil bo'ladigan tashlama gazlarni utillashning yanada samarali usullari, vodorod sul'fidini vodorod va oltingugurtga parchalash, reaksiya mahsulotlarini ajratish jarayonlari bayon qilingan.
Kalit so'zlar: tashlama gazlar, nordon komponentlar, nordon gazlarni utillash, vodorod sul'fidi, oltingugurt, vodorod, plazmokimyoviy parchalash.
UNCONVENTIONAL WASTE GAS TREATMENT METHODS
Murodjon Soxibovich Sharipov Saidjon Abdusalimovich Ghaybullaev saidxontura@mail .ru Bukhara engineering-technological institute
Abstract: The article describes The article describes the most effective ways of utilizing waste gases in a gas purification system from acidic components, decomposition of hydrogen sulfide into hydrogen and sulfur, and separation of reaction products.
Keywords: waste gases, acid components, acid gas utilization, hydrogen sulfide, sulfur, hydrogen, plasma-chemical decomposition.
Gazlarni tashish, saqlash, qayta ishlash va foydalanish qurilmalari, jihozlari hamda quvuruzatkichli kommunikatsiyalarga korrozion tajovuzkor tavsifga ega, ekologiyaga salbiy ta'sir ko'rsatib inson hayotiga jiddiy xavf tug'diruvchi nordon gazlarni utillash bugunnning ustivor vazifalaridan biri sanaladi.
Hozirgi vaqtda qazib olinadigan gazning (tabiiy va yo'ldosh neft' gazlari) katta qismi o'z tarkibida nordon komponentlarni - vodorod sul'fid va karbonat angidridi qatori oltingugurtning boshqa birikmalari: merkaptanlar (R-SH), uglerodning oltingugurt oksidi (COS), uglerod sul'fid (CS2) saqlaydi. Turli gaz konlaridagi bu moddalarning miqdori keng diapazonlarda kichik ulushlardan bir necha foizgacha o'zgarib turadi. Karbonat angidridi kabi suv ishtirokida kislota hosil qilib, metallarning kimyoviy va elektrokimyoviy korroziyasini keltirib chaqiravchi vodorod sul'fidining
www.openscience.uz 136 i m^^bi
magistral quvurlar orqali uzatiladigan gazdagi maksimal miqdori reglamentlanadi va qafiy nazorat qilinadi.
Uglevodorodli gazlarda bu kabi komponentlarning bo'lishi gazlarnig yonish issiqligini kamaytirib, uning ekspluatatsion xossalarini yomonlashtirgani sababli quvurlar va qurilmalarni korroziyadan saqlash, aholini zaharli tasirdan himoya qilish, ko'pchilik sanoat katalizatorlarni zaharlanishi oldini olish, shuningdek atrof-muhit himoyasi talablariga muvofiq oltingugurtli birikmalarni bartaraflash maqsadida uglevodorodli gazlarni nordon komponentlardan tozalashning ko'plab usullarini ishlab chiqish va sanoat amaliyotida qo'llashga olib keldi.
Vodorod sul'fidi yuqori iste'mol ahamiyatga ega 2 mahsulot - vodorod va oltingugurt olish uchun potensial manba sanaladi. Vodorod sul'fidini qayta ishlovchi amaldagi texnologiyalar asosan gazni tozalash xarajatlarini qisqartirish va qishloq xo'jaligi uchun qimmatli xomashyo-oltingugurt ishlab chiqarishga mo'ljallangan bo'lib, vodorod esa qaytmasdan suvga aylanib yoqotiladi.
Ko'pchilik xorijiy neftkimyoviy korxonalarda kam oltingugurtli gazlarni tozalashda va kam gazli konlarda oz miqdordagi (sutkasiga 5^10 t gacha) oltingugurt ishlab chiqarishda odatda vodorod sulfidining muayyan oksidlovchi eritmalarga elementar oltingugurt hosil bo'lishi bilan yutilishi va eritmani keyinchalik havo tarkibidagi kislorod yordamida regeneratsiyalanishiga asoslangan suyuq fazali oksidlash jarayonlari keng qo'llaniladi.
Bu jarayonlar natriy va kaliy karbonatlarining suvli eritmalarini C02 va asosan gazning oltingugurtli birikmalari (merkaptanlardan tashqari) ga nisbatan xemosorbsion faolligiga asoslangan. Jarayon yutuvchiga yutuvchanlik qobilyatini oshiruvchi, korrozion faolligini va ko'piklanishini pasaytiruvchi turli faollashtiruvchi qo'shimchalar qo'llab takomillashtiriladi. Bunday qo'shimchalr sifatida polivalentli metallar oksidlari ishlatiladi.
Natriy karbonati eritmasini qo'llash:
H2S + Na2COs ^ Na HS + Na HCO3 (1) Eritmadagi natriy gidrosul'fidi natriy vanadati ishtirokida oltingugurtga oksidlanadi.
NaHS + NaHCOs + 2NaVO3 ^ S + Na2V2O5 + Na2CO3 + H2O (2) Keyin vanadiy havo o'tkazilganda oksidlanib besh valentlikka o'tadi.
Na2V2O5 + 0,502 ~^2NaVOs (3) Nordon gazlarni utillashning bunday jarayonlari asosan sun'iy gazlar va neftning yo'ldosh gazlarini tozalashda, tarkibida deyarli 5,7 g/m3 vodorod sul'fidi saqlovchi gazni sutkasiga 1 mln. m3 gacha qayta ishlashda yuqori samaradorlik namoyon etadi.
So'nggi yillarda dunyo miqyosida bir vaqtni o'zida oltingugurt va vodorod olish imkonini beruvchi vorod sul'fidini dissotsiatsiyalash jarayoniga qiziqish ortib bormoqda. Bunda vodorod sul'fidini dissotsiatsiyalab 1 tonna oltingugurt ishlab
www.openscience.uz 137 i m^^bi
chiqarishda qiymati taxminan 62 $ bo'lgan 69G m3 vodorod hosil bo'ladi. Vodorod sul'fidini parchalashning quyidagi usullari mavjud: termik, radiatsion-kimyoviy, elektrokimyoviy, fotokimyoviy va plazmokimyoviy usullar sanaladi.
Neftni qazib olishning kengayishi bilan bir qatorda neftni qayta ishlashning chuqurlashishi hisobiga ham vodorod ishlab chiqarishga bo'lgan talab oshmoqda. NQIZlarda vodorodga bo'lgan ehtiyoj 50-55 % ga benzinni katalitik reformingda hosil bo'ladigan vodorod hisobiga qondiriladi.
Vodorod sul'fidining vodorod va oltingugurtga to'la parchalanishi endotermik jarayon sanalib (H2S ning xona haroratidagi roaksiya ental'piyasi 0,25 kVt • soat/m3 H2S ) va H2S ning samarali parchalanishi uchun 1500^2000 K harorat talab etadi.
Vodorod sul'fidini radiolizlash 25G°C haroratda va y-nurlanish-1,5 Mrad (radiatsion kimyoviy usul) H2Sning zichligi 60 mg/sm3 bo'lganda vodorod unumi 47,3 mol^kula^ 100 ekvivalentni tashkil etadi. Vodoгod sul'fidining paгchalanish darajasi 7-9% artofida. Solishtima energiya sarfi 1,8 kVt • soat/m3 H2S bo'lsada, parchalanish darajasining pastligi va radiatsion xavfsizlikni ta'minlash zaгuгiyati radioliz usulini sanoatda qo'llashni cheklaydi.
Vodorod sul'fidining suvli eritmalarini elektгolizlashda yoki suyuq vodorod sul'fidini elektrolizlashda katodda vodorod ajralsa anodda esa oltingugurt yigiladi. Vodoгod sul'fidini suyuq holatda xona harorati va yuqori bosimda parchalash mumkin. Elektroliz daгajasini oshirish maqsadida vodoгod sul'fidiga piгidin qo'shiladi. Vodorod chiqishini amalda 100 % gacha, oltingugurtniki esa 84 % gacha yetishi mumkin. Oltingugurtning qolgan qismi boshqa elementlar bilan birikadi.
D.W.Kalina, E.T.Maaslaming tatqiqotlari gaz holidagi vodoгod sul'fidini pH muhiti turlicha bo'lgan yodli birikmalardan o'tkazib, konversiyalanishini o'rgandi. Kislotali muhitda jarayon FIK yuqori bo'lsada, hosil bo'ladigan yupishqoq plastik shakldan oltingugurt elektrodlar va elektrolizyor konstruksiyasidan ajratish qiyinlashadi. Ishqoriy muhitda FIK pasayadi. Biroq, oltingugurt yuqori sifatda hosil bo'lib, yopishib qolmaydi.
Usulning kamchiligi solishtirma unumdorligining pastligi va jarayonni amalga oshirish uchun qo'shimcha reagentlar zaruriyatining borligidir.
Plazmakimyoviy tizimlarining muhim tavsiviy alomatlari va avzalliklari ularning yuqori energokuchlanishi va solishtirma unumdorligi (yani reaksion hajmi birligida quvvat va unumdorligi)ning yuqoriligidir.
Zamonaviy plazma generatorlari plazmatronlarning quvvati uncha katta bo'lmagan gabaritlarda ham 10 MVt ga yetadi. Shu sababli gaz fazali plazmakimyoviy jarayonlarning solishtirma unumdorligi plazmaning 1 sm3 faol hajmiga gaz mahsuloti 10 m3/soat gacha yetadi. Bu esa an'anaviy kimyoviy-texnologik jarayonlarining unumdorligidan ancha yuqori sanaladi. Masalan, aminli tozalash jarayonida absorberning 1 sm3 hajmiga to'gri keluvchi gaz sarfi 0,3^0,5 m3/soat .
www.openscience.uz 138 |
Plazmakimyoviy tizimlarining muhim tavsiviy alomatlari va avzalliklari ularning yuqori energokuchlanishi va solishtirma unumdorligi (ya'ni reaksion hajmi birligida quvvat va unumdorligi)ning yuqoriligidir (1-rasm).
Ishlab chiqarishda plazmokimyoviy texnologiyalarni qo'llashning eng samarali sohasi bu-neftni qayta ishlash zavodlari (neft mahsulotlarining ekologik xossalarini yaxshilash uchun vodorodli muhitda katalizator ishtirokida gidrogenizatsion qurilmalar qo'llaniladi).
1-rasm. Vodorod sul'fidli gazni qayta ishlash tizimining sxemasi
Nordon gazlarni utillashda tashlama gazlardagi vоdоrоd sul'fiddan bоshqa komponentlar (C02, CH4) oltingugurt va vodoroddan tashqari uglerod sul'fid hosil bo'lishiga sabab bo'ladi. Vodorod sul'fidini termik dissotsiatsiyalashning jiddiy muammolaridan biri vodorod unumining pastligi (1400 K haroratda 30^40 %) sanaladi. Оltingugurt uzluksiz ravishda sovituvchi issiqlik almashtirgichda kondensatsiyalab ajratib olinsa, vodorod esa reaksion aralashmani davriy ravishda suyuq azot yordamida sovutib metanol yoki, sanoat miqyosida monoetanolamin yordamida ajratib olinadi. H2S ni termik dissotsiatsiyalashda katalizator sifatida alyuminiy oksidiga qo'ndirilgan molibden disul'fidini qo'llash yaxshi samara beradi. Temir, toban, nekel' sul'fidlarini ham metan sul'fidi sifatida qo'llash mumkin. Bunday jarayonlarning umumiy kamchiliklari - yonaki reaksiya hisobiga katalizator sarfini oshib ketishidir. Yonaki reaksiyalar Fe7S8, COS, NiSx (bu yerda x = 1 + 1,4) va shu kabi boshqa nostexiometrik sul'fidlar hosil bo'lishi bilan kechadi.
Vodorod sul'fidini qizdirishning turli usullari mavjud:
- Reaktorning qattiq issiqlik tashuvchi Al203 yordamida;
- Quvurli o'choqlarda yoqilgini yoqish natijasida;
- Metanli vodorod sul 'fidi aralashmasini MoS2 katalizatori yordamida 980^1060 K haroratda termik konversiyalab vodorod, oltingugurt va uglerod sul'fidi olish.
Olinadigan uglerod sul'fidi jahon bozorida oltingugurtga nisbatan 4 barobar qimmat bo'lib, H2S konversiyasida 30 % ga yaqin uglerod sul'fidi hosil bo'ladi.
www.openscience.uz
139
Aralashmani katalitik qizdirish jarayonining iqtisоdiy ko'rsatgichlari оlinadigan оltingugurt, uglerad sul'fidi va reaksiyaga kirishmagan aralashmali vоdоrоd tufayli rentabel hisоblanadi.
Termik dissоtsiatsiya kamchiliklari: Vоdоrоd sul'fidining bir marta o'tishdagi tonversiyasi pastligi sababli vоdоrоd sul'fidi sirkulyatsiyasi karraligining katta bo'lishi hamda reaksiоn aralashmadagi оШ^^ш! va vоdоrоd dоimiy ajratilishining zururligi; jarayon kоnversiyasini tezlashtirish uchun qimmatbahо katalizatоrlarni qo'llash zarurligi.
Tashlama gazlarni bartaraflashning noan'anaviy biroq, istiqbolli hisoblangan ushbu usullari allaqachon ma'lum va bu usullarda ishovchi qurilmalar yetarlicha tarqalgan bo'lsada, ularning o'rganilganlik darajasi hali juda past. Adabiyotlarda mazkur texnologiyalar bo'yicha sanoat qurilmalarining batafsil tahlillari keltirilmagan. Tadqiqotlarning nashr qilingan natijalari jarayonning faqatgina ayrim muhim jihatlarigagina taalluqli.
Bu borada oltingugurtning karbonil sul'fid va uglerod sul'fidi ko'rinishida yoqotilishini oldini olish va atrof-muhitga yetkaziladigan ekologik xurujni kamaytirishga qaratilgan tadqiqotlar muhim ahamiyat kasb etadi.
Aksariyat zavodlarning oltingugurt va sul'fat kislota ishlab chiqarish qurilmalari ko'p yillardan buyon ishlatilayotgani va ularning manan eskirganini inobatga olib, ularni yangi energiya tejamkor, chiqindisiz texnologiyalarga almashtirish zaruriyati kelib chiqadi. Neftni qayta ishlash sxemalariga vodorod sul'fidini qayta ishlashning noananaiy usullarini kiritishning asosiy sabablari sifatida NQIZ vodorodning yirik iste'molchisi ekani, uni vodorod sul'fididan ishlab chiqarish zavoddagi maxsus qurilmalarda ishlab chiqariladigan vodorodga bo'lgan ehtiyojni kamayishiga hatto to'liq bartaraf etilishiga sabab bo'lishini e'tirof etish mumkin.
Foydalanilgan adabiyotlar
1. Myхaметгaлиев И. M. и др. Очистка газов от кислых компонентов //Вестник Казанского технологического yниверситетa. - 2017. - Т. 20. - №. З.
2. Турсунов Б. Ж., Гaйбyллaев С. А., Жyмaев К. К. Влияние технологических параметров на гликолевyю осушку газа //MEDICAL SCIENCES. - 2020. - Т. 1. -№. 55. - С. ЗЗ.
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. Зарипов Г. Б., Гайбуллаев С. А. Выбор режима работы процесса низкотемпературной сепарации углеводородных сырьевых ресурсов //Молодой ученый. - 2016. - №. З. - С. 98-100.
www.openscience.uz 140 | ме^^д
5. Имаев С. З., Войтенков Е. В. Перспективные технологии извлечения кислых компонентов из природных газов //Нефтепромысловое дело. - 2013. - №2. 4. - С. 17-23.
6. Гайбуллаев С. А., Турсунов Б. Ж. ПИРОКОНДЕНСАТ -ВАЖНЕЙШЕЕ СЫРЬЕ ХИМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА //Universum: технические науки. - 2020. -№. 6-2 (75).
7. Куандыков Е. С., Исламутдинова А. А., Даминев Р. Р. Способ очистки углеводородного газа кислых компонентов //ББК 72 А43. - 2017. - С. 131.
References
1. Mukhametgaliev IM et al. Gas cleaning from acid components // Bulletin of Kazan Technological University. - 2017. - T. 20. - No. 3.
2. Tursunov B. Zh., Gaibullaev SA, Zhumaev KK Influence of technological parameters on glycol gas drying // MEDICAL SCIENCES. - 2020. - T. 1. - No. 55 .-S. 33.
3. Gaibullaev SA, Tursunov B. Zh., Timurov Sh. M. GTL TECHNOLOGY-PROSPECTIVE DIRECTION OF OBTAINING FUELS WITH IMPROVED ECOLOGICAL PROPERTIES // Theory and practice of modern science. - 2019. - No. 6. - S. 168-172.
4. Zaripov GB, Gaibullaev SA Selection of the operating mode of the process of low-temperature separation of hydrocarbon raw materials // Young scientist. - 2016. -No. 3. - S. 98-100.
5. Imaev SZ, Voitenkov EV Perspective technologies of extraction of acid components from natural gases // Oilfield business. - 2013. - No. 4. - S. 17-23.
6. Gaibullaev SA, Tursunov B. Zh. PYROCONDENSATE - THE MOST IMPORTANT RAW MATERIAL OF CHEMICAL SYNTHESIS // Universum: technical sciences. - 2020. - No. 6-2 (75).
7. Kuandykov ES, Islamutdinova AA, Daminev RR Method of cleaning hydrocarbon gas of acid components // BBK 72 A43. - 2017 .-- S. 131.
www.openscience.uz
141
