|
5-§. Метаннинг сув буғи билан реакциясининг оптимал шароитлари
Метаннинг чала оксидланишининг асосий ўлчови қандай? Кўрилаѐтган
реакция қайси синф учун тааллуқли? Мустақил равишда оптимал шароит
танлашга ҳаракат қилинг: ҳарорат, босим, дастлабки аралашманинг таркиби,
технологик процесснинг боришини (процесснинг схемасини) ҳамда реакторнинг
тузилишини қайд қилинг.
Азот ишлаб чиқариш заводларида реакция ўтказаѐтганда ҳосил қилинган
газлар аралашмаси таркибида метан, иложи борича кам бўлишига ҳаракат
қилинади, бошқача айтганда, метаннинг айланиш даражаси (дастлабки моддага
нисбатан % ҳисобида) катта бўлмайди. Айни ҳолда оптималликнинг асосий
ўлчови метаннинг хосил бўладиган газлар аралашмасидаги концентрациясининг
кичиклигидир.
Қандай икки сабаб метаннинг айланиш даражаси юқори бўлиши кераклигини
кўрсатиб беради? Газлар аралашмасида неча процент метан қолиши учун йўл
қўйилади?
253
Физика-кимѐвий маълумотлардан маълумки, бу реакция II синф, гетероген-
каталитик реакциядир. Бу реакцияни мувозанат амалда бутунлай реакция
маҳсулотлари ҳосил бўлиш томонига силжиган ва етарли даражада тез қарор
топадиган шароитларда ўтказиш керак. Бундай натижаларга атмосфера босимида,
800°С ҳароратда, сув буғи стехиометрик миқдорга қараганда икки баравар ортиқ
бўлганда, никель катализаторлигида эришилади. Ана шундай шароитларда
процесс биринчи марта 1930 йилда амалга оширилган эди.
Метаннинг чала оксидланишини ҳамда реактор тузилишининг дастлабки
қурилмаларининг технологик схемасини чизиб кўрсатинг. Метанга бой табиий
газ хом ашѐдир. Процесснинг асосий босқичлари: газни заҳарли қўшилмалардан
тозалаш, газни қиздириш, уни қайноқ сув буғи билан аралаштириш, каталитик
реакция ўтказиш, ҳосил бўладиган буғ газ аралашмасини совитиш. Реакция
эндотермик бўлгани сабабли, катализ зонасига иссиқлик юбориш керак. Бунинг
учун, масалан, катализатор ташқаридан ѐқилғи газ билан иситиб туриладиган
найга жойланади. Контакт аппаратдан реакция ва ѐқилғи газлар билан чиқиб
кетаѐтган иссиқлик табиий газни олдиндан қиздирпш учун хамда бошка
мақсадларда ҳам фойдаланиладиган сув буғи ишлаб чиқариш учун ишлатилади.
Табиий газ заводларга юқори босимда келтирилади. Аммиак ва метанол
синтези хам юқори босим остида олиб борилади. Оралиқ процесс, яъни азот-
водород аралашмаси ѐки водород билан углерод (II)-оксид аралашмаси ишлаб
чиқариш процессини атмосфера босими остида ўтказиш мақсадга мувофиқми?
Бундан ташқари, сизга маълумки, аппаратнинг қуввати ортиши билан
солиштирма маблағ сарфи камаяди, меҳнат унумдорлиги ортади, эксплуатация
сарфлари камаяди, шунинг учун метан ишлаб чиқариладиган реакторлар
максимал даражада йириклаштирилиши керак. Катта қувватга эга реакторларни
процессни юқори босимларда ўтказиладиган қилиб ясаш мақсадга мувофиқдир.
Ишлаб чиқаришда кимѐвий реакцияларни бошқаришнинг яина муҳим
қонуниятини унутманг - қайноқ реакция маҳсулотлари, ѐқилғи газлар ва
ҳоказолар билан бирга чиқиб кетаѐтган иссиқликдан иложи борича тўла
фойдаланиш мумкин. Сиз газлар ва сув буғи иссиқлигидан самарали фойдаланиш
254
мақсадида юқори босим қўлланиш ҳолларини кўрдингиз.
Газлар аралашмаси ишлаб чиқариш усулини шундай баҳолаш, асосида қандай
хулосага келиш мумкин
? Процессни табиий газ заводга келадиган босимда
ўтказиш мақсадга мувофиқдир. Шу билан боғлиқ ҳолда ҳосил бўладиган газлар
аралашмасини кейинчалик сиқиш учун энергия кам сарфланади, бутун
аппаратуранинг ҳажми кичиклашади, иссиқлик тўлароқ йўқотилади, катта
аппаратларни лойиҳалаш осонлашади. Бироқ босим ортганда мувозанат ноқулай
томонга силжийди ва ҳосил бўладиган газлар аралашмасидан метаннинг
концентрацияси белгиланганидан ортиқ бўлади.
Процесс 1,962 Мн/м
3
босим остида ўтказиладиган қурилмада оптимал
контактлаш шароитлари қандай? Метаннинг концентрациясини берилган
концентрациягача камайтириш учун процессни 900 — 950
0
С да тугатиш керак.
Иссиқлик таъсирига чидамли трубаларда босим, масалан, 1,962 Мн/м
2
бўлганда,
бундан ҳароратни сақлаб бўлмайди, бунинг учун бошқача тузилган апппратларр
керак. Бундай реактор оловбардош материаллар қопланган, катализатор
тўлдирилган минорадан иборат. Минорага трубасимон реакторлардан буғ - газ
аралашмаси ва метаннинг бир қисмини ѐндириши натижасида ҳарорат ортади.
Бутун процессни катта конструкцион қийинлик билан боғлиқ бўлган иссиқлак
ѐрдамисиз амалга ошириш мумкин эмасми? Бундан автотермик усулда ишлаб
чиқилган ва амалга оширилган. У эндотермик реакциянинг (метаннинг сув буғи
билан) экзотермик (метаннинг техник кислород ѐки ҳаво кислороди билан)
реакция билан бирга олиб бориш принципига асосланган. Дастлаб бу процесс
атмосфера босимига яқин босим остида олиб борилар эди, кейин эса 2 Мн/м
2
га
яқин босим қўлланиб такомиллаштирилди. Физик-кимѐвий маълумотлар асосида
метанни катализаторлар иштирокисиз ҳам, бироқ жуда юқори 1400
0
С га яқин
ҳароратда етарли даражада тўлиқ ва тез чала оксидлаш мумкин, деган хулосага
келинди. Метанни кислород билан катализатор иштирокисиз оксидлашнинг
катализатор иштирокида оксидлашга қараганда афзалликлари қандай? Бунда газ
қимматга тушадиган, яхшилаб тозалашнинг ҳожати бўлмайди; ҳар хил хом ашѐ
ишлатиш мумкин, фақат табиий газ эмас, балки бошқа ѐнувчи газлар ва ҳатто
255
мазутгача суюқ ѐқилғилар қўллаш мумкин; реакторнинг тузилиши оддийроқ. 3
Мн/м
3
босимда, 1400°С ҳароратда ва кислород озроқ мўл бўлса, таркибида 0,4%
метан бор газлар аралашмаси ҳосил бўлади.
Do'stlaringiz bilan baham: |
