Кимёвий технология Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус талим вазирлиги н. Каттаев, М. Мухаммадиев, Х. Мирзохидов

Кимёвий усуллари. Hефть ва нефть маҳсулотлари таркибидаги углеводородларнинг температура, босим, катализаторлар, кимёвий реагентлар таъсирида чуқур структуравий ўзгаришга асосланган.
Бу усуллар жуда муҳим нефть маҳсулотларини миқдорини кўпайтириш (масалан бензин) учун, нефть маҳсулотларини сифати-ни ошириш (масалан бензиннинг октан сонини ошириш, учун, айрим индивидуал углеводородларни (бензол ва унинг гомологларини) олиш учун ҳамда кимё саноатининг хом ашёларини (водород, синтез-газ, ацетилин, алкенлар, диенлар ва бошқаларни) олиш мақсадида қўлланилади. Санаб ўтилган усуллардан нефть маҳсу-лотларини термик ва каталитик крекинглашнинг турли хиллари энг кўп қўлланилади.
Нефть ва нефть маҳсулотларини қайта ишловчи аппаратлар жараённинг узлуксизлигини, асосий маҳсулотнинг юқори унумда чиқишини, иқтисодий самарадорликни, катта маҳсулдорликни таъминлаши керак. Нефтни қайта ишловчи аппаратларни уч группага бўлиш мумкин: хом ашёни қиздиришни ва ўзгаришни таъминловчи печлар ва реакторлар, маҳсулотларни бир-бирисидан ажратиш учун ректификация колонналари (устунлари), иссиқликни бекорга чиқиб кетмаслиги яъни, ундан фойдаланиш учун (утили-зациялаш учун) ҳамда совутиш керак бўлган маҳсулотларни совутиш учун иссиқ алмаштириш аппаратлари.
Нефть ва нефть маҳсулотларини физикавий ва кимёвий қайта ишлаш жараёнлари одатда эндотермик бўлиб, ташқаридан иссиқлик берилишини талаб қилади. Шу мақсадда қўлланиладиган аппарат-лар иссиқлик бериш, усуллари билан бир-бирисидан фарқ қилади(114-расм) а-схемада хом ашёни ташқи томонидан қиздириш усулидан фойдаланиб б-схемада қиздириш адиабатик шароитда яъни иссиқлик ўтказувчи юза бўлмаган шароитда амалга оширилади. Иссиқлик ташувчи сифатида юқори температуралари
( 900-950 ⁰ С )сув буғи ишлатилади.
Автотермик ёки оксидлаш усулида (в-схемада) зарур иссиқлик хом ашёни бир қисмини атмосфера кислородида ёқиш билан олинади. Қаттиқ иссиқлик ташувчидан Эдонадор алюмсиликатли катализатор ёки чангсимон қум ва бошқалар) фойдаланилганла (г-схема)реакция тугуни икки аппаратдан- реактор ва қиздиргич -регенератордан иборат бўлади. Қаттиқ иссиқлик ташувчи регенераторда қизийди ва реакторга бориб иссиқлигини беради, шундай қилиб бу аппаратлар орасида айланиб юради. Бу схема нефть маҳсулотларини каталитик қайта ишлашда кенг қўлланилади.
Нефть маҳсулотларини қиздирувчи асосий аппарат бу ташқаридан алангада қиздирилувчи ёки алангасиз қиздирилувчи қувурсимон печь ҳисобланади. Алангасиз қиздирилувчи қувурсимон (115-расм) ичи иссиқликни изоляцияловчи керамик панер (девор) дан терилган камера бўлиб, печнинг ичида ўтга чидамли тўсиқлар 2 ўрнатилган, улар ёқиладиган газни чиқарувчи кенг каналлар ҳосил қилади (уни конвекцион камера ҳам дейилади). Иссиқалмаштиргичларда бироз қиздирилган ёки совуқ ҳолдаги хом ашё конвекцион камеранинг 6 остки қувурига берилади(печнинг ҳамма қувурлари кетма-кет бир-бириси билан уланган бўлади) у қувурдан ўтган хом ашё қайтувчи ёқилғи газлари билан қизийди. Сўнгра у Радиант қувурларига 4,5 ўтади ва у ерда қувурларнинг иссиқлигида ва жуда қизиган ёқилғи газлар иссиқлигидан қизийди. Иссиқлик қизиган панелларнинг иссиқлик чиқаришдан олинади. Қизиган хом ашё печнинг тепа қисмидан чиқади ва қайта ишлаш учун юборилади. Печь керамик призма шаклидаги печь деворига маҳкамланган горелка 3 ёрдамида газ ёқилғиси ёқиб қиздирилади.Бундай печлар ихчам ва юқори фойдаланиш коэффициентига эга. Нефть маҳсулотларини бир-бирисидан ажратиш турли типдаги реактификация колонналарида мал амалга оширилади.Қалпоқли тарелкасимон типдаги барботажли колонналар кенг тарқалган. Одатда ҳар бир колоннада 30-60 та гача тарелкалари бўлади (улар горизолтал текисликда ўрнатилган бўлади).
Ҳайдаб ажратиб олинадиган фракцияларнинг қайнаш температурасини пасайтириш учун ҳамда углевородларнинг термик парчаланишини олдини олиш кўпинча сув буғи билан ҳайдалади.
Нефтни қайта ишлашнинг физик усуллари. Нефтни қайта ишлаш ва қайнаш температураси фарҳига қараб алоҳида фракцияларга (дистиллатларга) ажратиш, бир босқичли ёки икки босқичли аппаратларда амалга оширилади. Биринчи ҳолда жараён атмосфера босимида олиб борилади. Бунда турли мотор ёқилғилари ва мазут (қайсиким улар кимёвий қайта ишланади) ҳосил бўлади. Икки босқичли қурилмаларда нефть аввал атмосфера босимида ҳайдалиб мотор ёқилғиси ва мазут олинади. Сўнгра мазутдан паст босимда ҳайдаб турли сурков мойлари ва гудрон олинади. Гудрон кейин қайга ишланиб пек, асфальт ва нефть кокси олинади. Иккала босқични бирлаштириш катта иқтисодий самара беради ва бундай кўшма аппарат атмосфера – вакуумли қувирсимон қурилма (АВК) дейилади. АВКнинг муҳим схемаси 116 расмда берилган. Унда нефть насос 5 билан 6,9,12,13 – қувурсимон иссқалмаштиргичларга навбат билан кўтариб берилади, у ерда 170-180 ⁰С гача қиздирилади сўнгра қувурсимон печга 1 ўтиб 320⁰С гача қизиб суюқ ва буғ ҳолатда ректификация килоннасининг 3 остки қисмига боради. У ерда буғланади ва буғ мазутнинг суюқ қисмидан ажраларди. Буғ юқорига кўтарилиб, фракцияларга: соляр мойлари (300-350⁰С 5%), керосин (200-300⁰С, 19%), лигроинга (160-200⁰С, 8%) ажралади. Бу фракциялар совутилгач йиғгичларга бориб йиғилади. Бензин (170⁰С гача 15%) колоннанинг юқори қисмидан буғ ҳолатда чиқариб олинади ва аввал иссиқалмаштиргичдан 6 (тоза нефть билан) сўнгра кондесаторда 7 конденсатланган уюқ ҳолда сувда ажратиш учун тиндиргичга 8 оқиб ўтади. Олинган бензиннинг бир қисми юқори температурада қайновчи фракция буғларини конденсатлаш учун колоннани суғоришга қайтарилади. Бу бензин сифатини яхшилайди. Колоннанинг остги қисмидан нефтнинг асосий таркибий қисмларини қайнаш температурасини пасайтириш учун ўткир буғ киритилади.
Биринчи колоннанинг остидан оқиб чиққан иссиқ мазут (55%) 270-280 ⁰С температурада қувурсимон печга 2 олиб борилади. У ерда 400-420 ⁰С гача қизийди ва 8-11 КПа босимда вакуум остида ишловчи 4-чи колоннага йўлланади. Колоннанинг остги қисмидан қаттиқ қизиган буғ киритилади. Буғ аввал гудрондан ажралади, кейин юқорига кўтарилиб цилиндр, машина ва веретен мойи фракцияларга ажралади. Улар совутилади ва йиғичга юборилади. Оғир газойль колоннадан буғ холда чиқарилади ва иссиқалмаштиргичда 9, ҳамда конденсаторда совутилиб йиғгичга юборилади. Унинг бир қисми колоннани суғориш учун қайтарилади.
Колоннанинг остки қисмидан суюқ қолдиқ гидрон чиқариб олинади. Шундай йўл билан олинган фракциялар олтингугурт ва кислород сақловчи бирикмалардан тозаланади ва зарурий миқдорда сифатини яхшиловчи моддалар қўшилгач тайер мотор ёқилғиси ва сурков мойлари сифатидаишлатилади. Олинган махсулотларнинг сифати ва миқдори қайта ишланадиган неқтнинг таркибига боғлиқ бўлади.
Нефть ва нефть махсулотларини қайта ишлашнинг кимёвий усуллари. Нефть махсулотларини юқори температура ва босим остида чуқур деструкцияга – крекингга олиб келувчи Жараёнлар билан боғлиқ. Бунда углеводород молекулаларининг парчаланиши билан бир қаторда барқарор моддалар синтезланиши билан боғлиқ бўлган иккиламчи Жараёнлар ҳам кетади.
Крекинг дастлабки хом-ашега ва углеводородлар парчаланишининг чуқур ва саёзлигига қараб 450-720 ⁰С да ва 7 МПа гача босимда турли: термик крекинг, риформинг, пиролиз ва кокслаш усулларида амалга оширилади. Бу усулларнинг ҳаммаси ҳам қўшимча равишда мотор ёқилғиси ҳамда неқтикимё саноати учун газсимон маҳсулотлар олиш имконини беради.
Турли синф углеводородларининг термик парчаланиш Жараёнларининг мураккаблигига қарамай баъзи бир умумий қонуниятларни кўриш мумкин. Крекингнинг барча турлари вадарод атомлари таксимланиши билан характерланади яьни енгил компонентларнинг водородга бойиши огир компонентларнинг эса дастлабки хом ашёга нисбатан водородларнинг микдорининг камайиши жараёни кузатилади масалан бир курилмада борувчи жараённи куйидаги тенглама билан ифодалаш мумкин: