21-mavzu. Konvertorlangan gazlarni uglerod dioksididan va uglerod monooksididan tozalash va ulardan sintetik ammiak ishlab chiqarish asoslari

21-MAVZU. KONVERTORLANGAN GAZLARNI UGLEROD DIOKSIDIDAN VA UGLEROD MONOOKSIDIDAN TOZALASH VA ULARDAN SINTETIK AMMIAK ISHLAB CHIQARISH ASOSLARI
21- мавзуни еритиш режаси.
1.Табиий ва технологик газларни тозалаш турлари.
2.Технологик газларни углерод диоксидидан тозалаш.
3.Конвертрланган газни углерод диоксидидан моноэтоноламин эритмаси билан тозалаш технологик тизими.
4.Газларни углерод монооксидидан тозалаш.


1. ТАБИИЙ ВА ТЕХНОЛОГИК ГАЗЛАРНИ ТОЗАЛАШ ТУРЛАРИ.

Бундай газлар таркибида оғир углеводородлар, инерт газлар (N₂, Aч,..), зарарли аралашмалар (S ли, О₂ ли..) ва бошқалар бўладиким, улар қорақум ҳосил қилишга, аппаратларни ифлослантиришга, улар коррозиясига катализаторларни заҳарлашга, атроф муҳитни ифлослашга олиб келадилар. Технологик газлар таркибида эса, СО₂, СО, СН₄, Н₂О (буғи)... лар бордир ва улар аммиак олишга халақит берадилар.

Газларни тозалашни 3 усулга бўлиш мумкин:
1)Абсорбция усули: (МЭА-моноэтаноламин; МА-мис аммиак; поташ эритмалари,...)
2)Адсорбция усули: водород сулфидидан тозалайдиган рух оксидли
ГИАП-10.
3)Каталитик усул
Тозалаш даражасига қараб бу жараён уч турга бўлинади:

1. 
   дағал,
   
2. 
   ўрта,
   
3. 
   чуқур.
   

1. 
   2.ТЕХНОЛОГИК ГАЗЛАРНИ УГЛЕРОД ДИОКСИДИДАН ТОЗАЛАШ.
   

Газ таркибида кислородли бўлган аралашмалар - Н₂О, СО₂, СО ва О₂ лар синтетик аммиак олишда ишлатиладиган катализаторларни заҳарлайдиган, уларнинг унумдорлигини пасайтирадилар. Шунинг учун технологик газлар юқоридаги кислородли бирикмалардан тозаланиши шарт.

Технологик газ таркибида уни тозалашдан аввал асосан 15 - 30 % СО₂ ва 0,3 - 0,4 % СО бор бўлиб, СО-ни буғли конверсиясида конверсияланса О₂ умуман бўлмайди, сув буғи эса газни совитиш жараёнида суюқликка ўтиб кетиб технологик-газ таркибида тоза О₂ ва сув буғи деярли бўлмайди.
Технологик газларни СО₂ тозалашни икки усули бордир:
1)Абсорбция усули.
2)Каталитик усули.
Абсорбция усулига: А) аминоспирт эритмалари орқали СО₂ни 0,16 - 2,96 МПа босимда ютиш; Б) карбонат эритмалари орқали ютиш; В) ишқорий эритмаларда ютиш:
2NaOH + СО₂ = Na₂CO₃+ Н₂О: (27.1.)
Na₂СO₃ + Са(ОН)₂ = СaCO₃ + 2NaОH (27.2.)
Г) органик эритувчилар орқали тозалаш: Д) Сувда ювиш турлари киради;
Бу усуллар ичида технологик газларни аминоспирт эритмаси билан тозалаш ҳозирги вақтда саноат кимёсида биринчи ўринни эгаллайди. Бу турда этанолли амино-бирикмалар: моноэтаноламин (С₂Н₅О)NH₂ - (МЭА эритмаси), диэтоноламин (С₂Н₅О)₂NH - (ДЭА эритмаси), учэтаноламин (С₂Н₅О)₃N-(УЭА эритмаси) ишлатилади. Булардан МЭА эритмалари катта асослик хусусиятига эга бўлгани учун, таркибида нордон, яъни кислотали муҳитга эга бўлган (СО₂, Н₂S,...) аралашмаларидан тозалашда ишлатилади. ДЭА камроқ даражада қўлланилади.
Углерод диоксидини, конвертирланган газдан МЭА эритмаси билан ютишдаги реакциялар:
2RNH₂ + Н₂О + CO₂ = (RNH₃)₂CO₃ (27.3.) (RNH₃)₂CO₃ + Н₂О + CO₂ = 2RNH₃HCO₃ (27.4.)
2RNH₂ + 2Н₂О + 2CO₂ = 2RNH₃ HCO₃ ёки (27.5.)
RNH₂ + Н₂О + CO₂ = RNH₃ НCO₃ + Q (27.6.)
Бу ерда R билан С₂Н₅О группасини белгиланган. МЭА эритмаси конвентирланган газни Н₂S қолдиқларидан батомом тозалашни ҳам таъминлайди:
2RNH₂ + Н₂S = (RNH₃)₂S (27.7.)
(RNH₃)₂S + Н₂S = 2RNH₃ HS (27.8.)
2RNH₂ + Н₂S = 2RNH₃HS ёки (27.9.)
RNH₂ + Н₂S = RNH₃HS + Q (27.10.)
Конвертирланган газни СО₂ дан тозалаш технологиясида 12-20 % МЭА эритмасини 2,76 МПа босимда 308-320 К ҳароратда ишлатилади.
СО₂ ни ютишда ишлатилиб бўлинган МЭА эритмаларини 380-420 К, яъни (регенерация) жараёни амалга оширилади. Ҳозирги вақтда МЭА эритмаларини кам сарфлаш мақсадида, уни аппарат бўйлаб бўлиб-бўлиб бериш мақсадга мувофиқдир. Энг юқори активликка эга бўлган МЭА ни абсорберни юқорисидан, 80 - 85 % гача қайта тикланган МЭА - эритмасини эса, абсорберни ўрта қисмига берилади, чунки уларнинг СО₂ ни ютиш қобилияти ҳар хилдир.
МЭА ни ишлатиш жараёнида қўшимча реакциялар кетиши ҳисобига уни бир қисми полимерланиб, чақичсимон модда ҳосил қилади, ундан ташқари МЭА кўп вақт мобайнида ишлатилса, рангли металларни чиришига олиб келади. Шунинг учун, ишлатилаётган МЭА нинг бир қисми ишқорий муҳитда қайтадан ҳайаланади.
Конвертирланган газлардаги СО₂, H₂S ларни ишқорий металлар карбонатли эритмалари орқали ҳам тозалаш мумкин:
Ме₂СО₃ + Н₂О + CO₂ = 2МеНСО₃ + Q (27.11.)
Ме₂СО₃ + Н₂S = МеНСО₃ + МеНS + Q (27.12.)
МеНS + CO₂ + Н₂О = МеНСО₃ + Н₂S+Q (27.13.)
бу ерда Ме - бу К ёки Na дир. Масалан поташли усулда:
К₂СО₃ + CO₂ + Н₂О = 2КНСО₃ + Q (27.14.)
Бу жараёнларда ҳароратни ошиши эритмани ютиш 390 К қобилиятини камайтирса ҳам, аммо карбонатли сувдаги эрувчанлигини ва СО₂ ни абсорбциялашнинг тезлигини оширади. Саноатда поташ К₂СО₃ ни 25-30 % ли эритмаси 2,56-2,96 МПа босимда 360-380 К да поташга 0,5 % V₂О₅ (чиришга қарши ингибитор) ва 2 % гача МЭА - активатор сифатида қўшиш билан олиб борилади. Ишлатилган поташ эритмасини қайта тиклаш 390 К дан юқори ҳароратда олиб борилади.
Бу иккала МЭА ва поташ турда ҳам конгаз таркибида 0,03 - 0,05 % СО₂ ютилмай қолади ва уни чуқур тозалаш усуллари билан тозаланади.