Нефть ва газни қайта ишлаш жараёнлари ва ускуналари Ўзбекистон Республикаси Олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги олий ўқув юртлари бакалавриатининг «Нефть ва нефть-газни қайта ишлаш технологияси»

Коллонали экстракторлар. Нефть ва газни қайта ишлаш саноатида насадкали, тарелкали ва ротацион экстракторлардан фойдаланилади. Саноатда диаметри 5 метргача ва баландлиги 40 метргача бўлган колоннали ускуналар ишлатилади. Бундай экстракторлар атмосфера босими билан ёки юқори босимда ишлайди. Масалан, 15.9-расмда мойларни фурфурол билан тозалашга мўлжалланган насадкали экстракцион колоннанинг схемаси кўрсатилган. Экстракторнинг баландлиги бўйича 8-10 та секция 2 бўлиб, уларнинг ичига ўлчамлари 25х25 мм бўлган Рашиг ҳалқалари жойлаштирилган. Хар бир секциянинг баландлиги 1,2 дан 3 метргача бўлиши мумкин. Насадкаларнинг оралиғида тақсимловчи тарелкалар 1 мавжуд бўлиб, улар оқимларни ускуна кўндаланг кесими бўйича бир меъёрда тақсимлашга ёрдам беради. Тақсимловчи тарелканинг асосида енгил фазанинг ўтиши учун диаметри 100 мм гача бўлган патрубкалар ўрнатилган, оғир фазанинг ўтиши учун эса диаметри 10 мм гача бўлган тешиклар (ёки патрубкалар) мавжуд. Колоннанинг пастки қисмида экстракт эритмаси совитилади, бунинг учун эритма бўғиқ тарелка 3 дан олиниб, оралиқ совитгич 4 орқали тақсимловчи 1 га юборилади. Эритувчи ва совитилган эритма колоннага тақсимловчи тарелкалар 1 орқали берилади.



15.9 – расм. Насадкали экстракцион колоннанинг схемаси:
1-тақсимловчи тарелка; 2-насадка қатлами; 3-бўғик тарелка; 4-оралиқ совитгичлар. Оқимлар: I- хом аше; II эритувчи; 3- рафинат эритмаси; экстракт эритмаси.


Саноатда элаксимон тарелкали экстракцион колонналар ҳам кенг ишлатилади. Бундай экстракторларда (15.10-расм) енгил фаза ҳам, оғир фаза ҳам майда заррачаларга бўлинади. Экстрактор вертикал цилиндрсимон қобиқ ва қуйилиш патрубкалари 2 бўлган элаксимон тарлекалар 1 га эга. Колоннанинг ишлаши қуйидагича боради. Оғир фаза (II) колоннанинг юқориги қисмига узлуксиз берилади, яхлит оқим билан пастга ҳаракат қилади ва пастки штуцер орқали ташқарига чиқади. Енгил фаза (I) узлуксиз равишда колоннадаги пастки тарелка 2 нинг ости қисмига берилади. Ушбу фаза тарелакадаги тешиклар орқали ўтганида майда томчиларга ажралади. Ушбу томчилар яхлит фаза ичида юқорига ҳаракат қилади ва тарелка зонасига етганида ўзаро қўшилиб, суюқлик қатламини ҳосил қилади. Бу қатлам тиргович қатлам деб юритилади. Бу қатламдаги суюқлик тарелканинг тешиклари орқали ўтиб яна томчилар ҳосил қилади. Экстракторда яхлит фаза битта тарелкадан иккинчисига қуйилиш патрубкалари 2 ёрдамида ўтади.



15.10 – расм. Элаксимон тарелкали экстракторнинг схемаси:
1-элаксимон тарелка; 2-қуйилиш патрубкаси. Оқимлар: I- хом аше; II- эритувчи; III- рафинат эритмаси; IV- экстракт эритмаси.


Шундай қилиб, битта колоннада кўп маротаба суюқликнинг майда томчиларга парчаланиши ва улар қўшилиб, суюқликнинг тиргович қатламини ҳосил қилиши юз беради. Энг юқориги тарелкадан кўтарилиб чиқаётган томчилар қўшилиб, енгил суюқлик қатлами-экстракт (III) ни ҳосил қилиб, ускунадан юқориги штуцер орқали ташқарига чиқарилади. Оғир фаза – рафинат (IV) ускунанинг пастки қисмига жойлашган штуцер ёрдамида ташқарига узатилади.
Тарелка тешикларидан чиқаётган томчиларнинг тезлигига кўра, томчи ҳосил қилишнинг уч хил режими бор: 1) нотекис томчи ҳосил бўлиши (кичик тезликларда); 2) бир текис томчи ҳосил бўлиши (тезлик бироз ортганда); 3) суюқликнинг кичик оқимлар билан чиқиши (катта тезликларда). Тажрибаларнинг кўрсатишича, элаксимон тарелкаларнинг энг самарали ишлаши учун дисперс фазанинг тешиклардан ўтиш тезлиги 0,15÷0,30 м/с бўлиши керак экан. Бундай тезликда суюқликнинг кичик оқимлар ҳосил қилиш режими мавжуд бўлади. Тарелкалар оралиғидаги масофа 0,25÷0,60 м қилиб олиниши мумкин. Яхлит фазанинг тарелка устидаги баландлиги 0,2 м атрофида бўлса, модда ўтказиш жараёни тез кетади. Тарелкадаги тешикларнинг диаметри одатда 3÷9 мм бўлади.
Насадкали ва тарелкали колонналарнинг самарадорлигини пульсацион оқимларни қўллаш орқали ошириш мумкин. Бундай мақсад учун модда алмашиниш ускунасининг ичига икки турдаги кичик частотали тебранишларни киритиш мумкин: 1) контактга учраган фазаларга пульсатор ёрдамида қайталанувчи-илгарилаб борувчи ҳаракат берилади; 2) ускуналар ичидаги контакт мосламаларига кичик частотали тебраниш берилади. Биринчиси пульсация усули, иккинчиси эса вибрация усули деб аталади.
Пульсацияли экстракторда (15.11-расм) икки фазали оқимга қўшимча энергия берилади. Бунда экстракторнинг ичидаги суюқликка пульсаторлар ёрдамида қайталанувчи-илгарилаб борувчи ҳаракат берилади. Пульсация тебранишлари таъсирида оқимнинг турбулентлиги ва фазаларнинг томчиларга айланиш даражаси ортади, натижада насадкали ва ғалвирсимон тарелкали колонналардаги модда ўтказиш жараёнининг самарадорлиги кўпаяди.
Саноатда пульсаторлар сифатида поршенли, плунжерли, мембранали насослар ёки махсус пневматик ускуналар ишлатилади. 15.11-расмда Otto H. York Company, Jnc. фирмасининг пульсацияли экстракцион колоннасининг схемаси кўрсатилган. Ҳаво ёки инерт газ пульсатор 5 ёрдамида экстракцион колоннанинг пульсацион қувури 4 га юборилади. Тўғри импульс пайтида пульсацион қувурдаги суюқликнинг сатҳи пасаяди, оқибат натижада колоннадаги суюқликнинг сатҳи кўтарилади. Тескари импульс пайтида эса колоннадаги суюқликнинг сатҳи эса пасаяди. Бундай колоннада қуйилиш мосламаларига эҳтиёж қолмайди, чунки колоннадаги суюқлик устуни кўтарилганда тарелкадаги тешиклар орқали енгил фаза ўтади, суюқлик устуни пастга тушганда эса – оғир фаза ўтади.



15.11 – расм. Пульсацияли экстракторнинг схемаси:
1-контакт мосламалари; 2-тақсимлагич; 3- фазаларнинг ажралиш юзасини назорат килиш системаси; 4-пульсацион қувур; 5-пульсатор; 6-қалқон идиш; 7-сақловчи клапан; 8-ҳаво чиқаргич. Оқимлар: I-енгил фаза; II-рафинат; III-ҳаво ёки азот; IV-оғир фаза; V- экстракт.

Пульсацион экстракторларда одатда элаксимон тарелкалар ишлатилади. Элаксимон тарелка тешикларининг диаметри 3-5 мм, тарелкадаги ҳамма тешикларнинг юзаси эса колонна кўндаланг кесими юзасининг 20-25 % ини ташкил этади. Тарелкалар орасидаги масофа 50 мм. Пульсацион экстракторларнинг диаметри чегараланган бўлади (энг кўпи билан 600; 800 мм). Экстракторнинг самарадорлиги пульсатор тебранишининг частотаси ва амплитудасига боғлиқ. Пульсаторларнинг кўпинча мақбул тебранишлар сони минутига 200300 ни ташкил қилади, бунда амплитуда 1-2 мм га тенг бўлиши керак. Ушбу экстракторларнинг асосий афзаллиги – уларнинг ичида ҳаракатланувчи қисмлар йўқ.

15.12-расмда вибрацияли экстракторнинг схемаси берилган. Ушбу экстракторнинг ичида горизонтал ҳолатдаги тешиклар бўлган пластиналар



15.12–расм. Вибрацияли экстракторнинг схемаси:
1-тебраниш частотасининг вариатори; 2-штанга; 3,7- тақсимлагичлар; 4-стержень; 5-перфорация қилинган пластиналар; 6-қайтарувчи тўсиқлар; 8-штанганинг пастки таянчи. Оқимлар: I-енгил фаза; IV-оғир фаза; ажратилган маҳсулотлар: II- рафинат; III- экстракт.

5 штанга 2 ва стерженлар 4 системаси билан қаттиқ бирлаштирилган. Иш жараёнида пластиналар қайтарма-илгарилама ҳаракат қилишади. Фазаларнинг бир меъёрда аралашишини таъминлаш учун элаксимон пластиналар пакети оралиғига қайтарувчи тўсиқлар 6 ўрнатилган. Ҳар бир русумдаги ускуна учун вибрацион тебранишлар частотаси ва амплитудасининг энг мақбул қийматлари мавжуд бўлиб, бунда экстракция жараёни бирмунча жадаллашган ҳолатда боради. Вибрацион экстракторларнинг томонларига қуйидагилар киради: констркутив тузилиши содда; тайёрлаш учун металл кам сарфланади; узатмаси оддий тузилган; модда алмашиниш бўйича юқори кўрсатгичга эга; иш унумдорлиги катта.