Нефт-газни қайта ишлаш жиҳозлари, ускуналари ва лойиҳалаш асослари

2-МАВЗУ: ИССИҚЛИК АЛМАШТИРУВЧИ ҚУРИЛМАЛАР, КОНСТРУКЦИЯСИ, ҲИСОБИ ВА ЭКСПЛУАТАТЦИЯСИ. ПЕЧЛАРНИНГ ТУРЛАРИ, ТУЗИЛИШИ ВА ҲИСОБИ.
РЕЖА:

1. 
   Иситиш қурилмалари, уларнинг тузилиши ва ишлаш принципи
   
2. 
   Конденсаторлар ва уларнинг тузилиши
   
3. 
   Печларнинг турлари, тузилиши ва ҳисоби
   

1. Нефтни қайта ишлаш заводларидаги асосий кожух трубали иситкичлар асосан қобиқдан ва қобиқ тўрларига ўрнатилган трубалар тўпламларидан иборатдир. Бу хилдаги иситкичларда трубалар труба тўрларига жипс қилиб жойлаштирилади. Бу иссиқлик алмашганда иссиқлик таъсирида труба ва қобиқ хар хил ўзгаради, шу сабабли бундай қурилмалар трубалар ва қобиқ ўртасидаги ҳароратлар фарқи бўлмаганда (50С гача) ишлатилади.
Ҳароратлар фарқи 50С дан катта бўлганда труба ва қобиқнинг хар хил узайишига қараб линза компенсаторли, ҳаракатчан труба тўрли ва U-симон иссиқлик алмашиниш қурилмалари ишлатилади. Линза компенсаторли қурилмалар труба ва қурилма девори ўртасидаги босим 610⁵ Па (6 атм) гача бўлганда ишлатилади.

1 расм. Кожухтрубали иситкичлар.
Ҳаракатчан труба тўрли иситкичларда труба тўрларининг бири корпусга махкамланмайди ва ҳароратлар фарқи катта бўлганда ишлатилади. Бу қурилмада пастдаги труба тўри ҳаракатчан бўлиб, бунда трубалар тўплами қурилманинг қобиғида ҳарорат таъсирида узайганда ҳам бемалол ҳаракат қилади. U-симон қобиқ трубали иссиқлик алмаштиргичда иссиқлик таъсирида U-симон трубаларнинг узайиши қурилманинг конструкциясига халақит бермайди. Шунинг учун уларнинг конструкцияси содда бўлиб, трубалар тўплами битта қўзғалмас тўрга ўрнатилган булади. Бу қурилмаларда трубаларнинг ички юзасини тозалаш қийин ва трубаларни тўрга жойлаштириш жуда мураккабдир.
ГОСТ 9029-61 - давлат стандарти бўйича кожухтрубали иситкичлар қуйидагиларга бўлинади.
ТН-труба тўрлари корпусга махкам қилиб ўрнатилади ;
ТЛ-ҳароратлар фарқини хисобга олувчи линза компенсаторли.
ТП-ҳаракатчан труба тўрли
ТУ- U симон иситкич.
Қўзғалмас труба тўрли иситкичлар нефт маҳсулотларини қайта ишлаш заводларида сиқилган назларни совитиш учун, ҳамда конденсатор сифатида пропанни 70-85С дан 40-45С гача совитиш учун ишлатилади. Совитувчи модда сифатида сув ишлатилади.
Кожухтрубали иситгичларни тайёрлаш вақтида 1 м² иситиш юзасига кам металл сарфланади, аммо камчиликлардан ҳам холи эмас, чунончи хажмий сарф бўлганда трубаларнинг сони кўп бўлганлиги сабабли мухитларнинг ҳаракат тезлиги кичкина, трубаларнинг ичида ва деворларида туз қолдиқлари ҳосил бўлиб, иссиқлик ўтказишнинг интенсивлиги камаяди. Шунинг учун юқори ҳарорат ва босимларда труба ичида труба шаклида иситкичлар ишлатилади. Мухитларнинг тезлиги катта бўлади, трубанинг ичида ва деворларида туз қолдиқлари ёпишиб қолмайди. Нефтни қайта ишлаш заводларида труба ичида труба шаклидаги иситкичларнинг турли хиллари ишлатилади: масалан кўп йўлли, бир оқимли ва кўп оқимли, трубанинг ички диаметри 25,38,48,50 мм бўлиши мумкин. Ташқи диаметри 70,89,108,133 мм бўлади. Ички ва ташқи диаметрларининг ўлчам катталиги диаметрига қараб, улар орасидаги халқасимон оралиқни турли ўлчам катталигида олиш ва оқим тезликларини ҳам танлаб олиш мумкин. Труба ичидаги труба шаклидаги иситкичларнинг трубалари қовурғасимон трубалардан тайёрланган бўлиб иссиқлик ўтказиш эффекти 80 % га купайиши мумкин.
Бир оқимли труба ичида труба шаклидаги иситкичларнинг камчилиги шундаки, уларда фланец бирикмалар сони кўп бўлади. Оқимларнинг кириши ва чиқиши учун иситкичлар нефт маҳсулотларини қайта ишлагандан сунг, баъзи бир фракцияларини ректификация усули билан ажратиб олиш учун ишлатилади. Бундан ташкари экстрактдан ёки рафинатдан селектив эритувчиларни парлатиш учун ишалтилади.
Иситувчиларда иситувчи модда сифатида кўпинча тўйинган сув буғи ишлатилади. Тўйинган сув буғи бошқа иситувчиларга нисбатан бирмунча афзалликларга эга:

1. 
   Иссиқлик бериш коэффициенти юқори;
   
2. 
   Бир меёрда иситади (буғ ўзгармас ҳароратда конденсацияланади), иситкичда иситиш ҳароратсини буғнинг босимига қараб ростлаш қулай. Буғнинг конденсацияланиш иссиқлигидан тўла фойдаланиш мумкин. Бу ҳолда коденсатнинг чиқадиган қисмига конденсацион гаршоклар бир ёки конденсатни ажратиб олувчи ўлчагичлар қўйилади. Иситкич остки қисми сфериксимон горизонтал цилиндрли қурилма бўлиб, унинг ички қисмига бир ёки бир нечта трубалар тўплами ўрнатилган. Курилманинг ички қисмига суюқлик - нефт маҳсулоти трубалар тўпламига эса иситувчи буғ берилади.
   

Корпуснинг диаметри 1400, 1600, 2000, 2400, ва 3000 мм бўлади. Трубалар тўпламида босим 16, 25 ва 40 атм. бўлиши мумкин. Трубалар тўплами труба тўрларининг ички қисмига махкамланади. Труба тўплами нефт маҳсулотига тўлиқ ботирилган бўлади.
Суюқлик қисман ёки тўлиқ буғлатилгандан сўнг пластина воситасида орқа томонга берилиб, кейин эса ҳайдалади.

2 расм. Кожухтрубали иситкич.
1 - корпус; 2 - трубалар тўплами; 3 - тақсимловчи барабан; 4 - қуювчи пластина; 5 - таянч болғалар; 6 - платформа; 7 - урувчи тўсиқ; 8 - штуцер.
2. Нефтни қайта ишлаш заводларида икки хил коонденсаторлар ишлатилади: юзали, аралашувчи. Аралашувчи конденсаторлар кам ишлатилади, асосан юзали конденсаторлар ишлатилади. Совитувчи модда сифатида асосан сув ишлатилади.
Конденсаторда сувнинг таркибидаги қаттиқ заррачалар труба деворига ёпишиб қолиши натижасида иссиқлик ўтказиш жараёни қийинлашади. Шунинг учун қурилма ўз вақтидда график бўйича системадан узилиб, трубалар туз қолдиқларидан тозаланади. Агар совитувчи сувни аввал тозалаб ишлатилса, конденсаторнинг ишлаш вақти кўпаяди. Айниқса совутувчи модда сифатида денгиз суви ишлатилса қаттиқ заррачалар труба деворларига ёпишиб қолади ва трубалар занглаб коррозияга учраши мумкин. Шунинг учун бу холда иситиш трубаларини тайёрлаш учун махсус металлар танлаб олинади. Иситиш трубаларининг диаметри 20-25 мм ли силлиқ трубалардан тайёрланади. Хозирги вақтда иситиш трубалари қовурғасимон шаклда ишлатилади. Қовурғаларнинг ўлчам катталиклари труба диаметрига, деворнинг қалинлигига боғлиқ бўлади. Қовурғасимон трубаларда трубаларнинг узунлигига нисбатан юзаси 2,1-2,6 марта катта бўлиб иссиқлик алмашиниш эффективлиги 30 % га кўпаяди.
Конденсаторда иккита мухитда жараён бориб, мухитлардан бири ўз ҳолатини ўзгартириб, яъни буғ ҳолидан конденсатга айланади. Иссиқлик алмашув юзасида иссиқликнинг ўтиши кескин ўзгаради.
Юзали конденсаторлар асосан ректификацион колоннанинг юқори қисмидан чиқаётган буғларни суюқликка айлантириш учун ишлатилади. Бу буғлар асосан нефт маҳсулотларининг ва қиздирилган сув буғларнининг аралашмасидан иборат бўлади. Конденсация жараёни қуйидаги босқичлардан иборат бўлади:

1. 
   Cув буғларининг конденсация ҳароратсигача совиши ва шу вақтнинг ўзида нефт маҳсулотларининг буғларининг конденсацияланиши;
   
2. 
   Cув буғларининг ва нефт буғларининг конденсацияланиши;
   
3. 
   Конденсатнинг совуши.
   

Конденсаторнинг яхши ишлаши учун муҳитларнинг маълум ҳаракат тезлиги мўлжалланган. Гидравлик қаршиликда иссиқлик ўтказиш коэффициенти юқори қийматга эга бўлиши керак.
Чўян змеевиксимон трубали конденсатор - совуткич. Секцияли қурилмалар. Сочиб берувчи конденсатор-совуткичлар ишлатилади.
3. Нефт ва газни қайта ишлаш жараёнида турли тузилишли печлар ишлатилади. Буларнинг ичида энг кўп ишлатиладигани ва нефт-газ саноати учун муҳими бу пиролиз печларидир. Нефт хом ашёси таркибидаги углеводородларни термик ажратиш учун термик крекинг, термик риформинг, кокслаш, пиролиз жараёнлари қўлланилади. Бу жараёнлар реакторларда печларда ёрдамида боради.
Термик крекинглаш 480-4900 С температура, 15-20 атмосфера босимда, термик риформинг эса 540-5600 С температура, 40-60 атсосфера босимда олиб борилади. Пиролиз жараёни 650-8500 С (гоҳида 10000 С гача) температурада, паст босимда, кокслаш жараёни 4900 С ва 1,4 атмосфера босимда ўтказилади.
Нефт маҳсулотларининг пиролизи. Нефтдан олинадиган қисмларни углеводородларга ажратиш учун ҳароратли (термик) парчалаш анча юқори температурада (650-850°С) ва паст босимда олиб бориш мумкин. Бу вақтда газларни ҳосил бўлиши ошиб, суюқ ҳолдаги маҳсулотлар ароматик углеводородлар билан тўйинган бўлади. Шулар билан бир қаторда алоҳида ароматик углеводородлар (С₆Н₆, С₆Н₅-СН₃, ксилол) ҳам ҳосил бўлиши мумкин. Бундан ташқари нафталин, антрацен ва уларни ҳосила бирикмалари каби юқори молекулали ароматик углеводородлар бўлади.
Мана шундай жараён (ажратиш жараёни) нефт қисмларини пиролизи деб айтилади.
Ароматик углеровородларни пиролиз усули билан олиш катта аҳамиятга эга эмас, чунки қиммат, ҳамда арзон ва қулай бўлган катализаторлар иштирокида борувчи усуллар борки, улар билан юқори унумдорликда ароматик углеровородларни олиш мумкин.
Пиролиз асосан – газ ҳолатдаги тўйинмаган углеводородлар, метилен, этиленни олишда ишлатилади.
Этилен - синтетик каучук, этил спирти ва бошқа органик моддалар олишда ишлатилади.
Бунинг учун пропан-пропилен фракцияси пиролизга учратилади. Крекинг қолдиғини, гудронни пиролиз қилиш устида ҳам ишлар олиб борилмокда.
Пиролиз вақтида (суюқ нефт қисмини) гидравлик смола, енгил мой, 175 – 300°С фракциялари чиқади.
175 – 300°С да чиқадиган (яшил мой) қурум (сажа) олиш учун ишлатилади.
Гидравлик смола – кокслашга юборилади. Енгил мой фракциясидан ректификация килиб пиробензол олинади.
Пиробензол эритувчи ёки авиация, автомобил бензинлари учун юқори октанли компонент (улуш) сифатида ишлатилади. Пиролиз смолалари электрод сифатида ишлатиладиган кокс олиш учун ишлатилади.