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»

БИРИНЧИ ҚИСМ. ГИДРОМЕХАНИК ЖАРАЁНЛАР


2-БОБ. ТУРЛИ ЖИНСЛИ СИСТЕМАЛАРНИ АЖРАТИШ

2.1. УМУМИЙ ТУШУНЧАЛАР

Ҳар хил фазалардан (масалан, суюқлик-қаттиқ модда, суюқлик-газ ва ҳоказо) ташкил топган аралашмалар турли жинсли система деб аталади. Кўпчилик турли жинсли системалар ишлаб чиқариш шароитида технологик жараёнларни амалга ошириш пайтида ҳосил бўлади. Ҳар қандай турли жинсли система икки ёки ундан кўп фазалардан ташкил топган бўлади. Заррачалари жуда майдаланган ҳолатдаги фаза дисперс ёки ички фаза дейилади. Дисперс фаза заррачаларини ўраб олган фаза эса дисперсион ёки ташқи фаза дейилади.

Фазаларнинг физик ҳолатига кўра турли жинсли системалар қуйидаги гуруҳларга бўлинади: суспензиялар, эмульсиялар, кўпиклар, чанглар, тутунлар, туманлар.
Суюқлик ва қаттиқ модда заррачаларидан ташкил топган аралашмалар суспензия дейилади. Қаттиқ модда заррачаларининг ўлчамига кўра сус-пензиялар шартли равишда қуйидаги турларга бўлинади: дағал суспензиялар (заррачалар ўлчами 100 мкм дан ортиқ); майин суспензиялар (заррачалар ўлчами 0,5100 мкм); лойқасимон суспензиялар (заррачалар ўлчами 0,10,5 мкм атрофида); коллоид эритмалар (заррачалар ўлчами 0,1 мкм дан кичик).
Эмульсиялар икки хил ўзаро аралаштирилган суюқликлардан иборат бўлиб, бунда биринчи суюқликнинг ичида иккинчи суюқликнинг томчилари тарқатилган бўлади. Дисперс фаза заррачаларининг кенг интервалда ўзгариши мумкин. Одатда эмульсия оғирлик кучи таъсирида қатламларга ажралиб кетиши мумкин. Агар томчининг ўлчами анча кичик (0,40,5 мкм дан кам) бўлса ёки стабилизаторлар қўшилган ҳолда эмульсиялар турғун бўлади. Дисперс фазанинг концентрацияси ортиши билан фазанинг инверсияси (яъни ўзаро алмашиниши) содир бўлиши мумкин.
Ўз таркибида газ пуфакчалари тутган суюқ системалар кўпиклар деб аталади. Суюқлик – газ системаси ўзининг хоссаларига кўра эмульсияларга яқин туради. Бир қатор гидромеханик ва модда алмашиниш ускуналарида (барботажли скруббер, ғалвирсимон тарелкали абсорбер ва ҳоказо) суюқлик қатламидан газнинг ўтиш жараёнида кўпикли қатламлар ҳосил бўлади.
Ўз таркибида қаттиқ модданинг майда заррачаларини тутган газ системаларига чанглар деб аталади. Чанг одатда қаттиқ моддаларни механик усуллар билан майдалаш ва уларни бир жойдан иккинчи жойга узатиш пайтида ҳосил бўлади. Чанг таркибидаги қаттиқ заррачалар ўлчами 5100 мкм оралиғида бўлади.
Тутунлар таркибида ўлчами 0,35 мкм га тенг бўлган қаттиқ модда заррачалари бўлади. Тутунли буғ (ёки газ) ларнинг суюқ ёки қаттиқ ҳолатга конденсациялаш йўли билан ўтишида тутунлар ҳосил бўлади. Бундан ташқари, тутунлар қаттиқ ёнилғиларнинг ёниши пайтида ҳам пайдо бўлади.
Туманлар суюқ ва газ фазаларидан ташкил топган бўлади. Масалан, сув буғларини ҳаво ёрдамида совитиш жараёнида буғнинг конденсацияланиши натижасида туман ҳосил бўлади. Туман таркибидаги суюқлик заррачаларининг ўлчами 0,33 мкм га тенг.
Чанг, тутун ва туманлар аэродисперс системалар (ёки аэрозоллар) деб юритилади.
Техникада турли жинсли системаларни ташкил этувчи фазалар ёки компонентларга ажратишга тўғри келади. Ажратиш усулларини танлашда турли жинсли системани ташкил этувчи фазаларнинг ҳолатига (суюқ, қаттиқ ва газсимон), қаттиқ ёки суюқ заррачаларнинг ўлчамига, фазалар ўртасидаги зичликлар фарқига, муҳитнинг қовушоқлигига аҳамият бериш керак.
Нефть-газни қайта ишлаш технологиясида турли жинсли системаларни ажратиш учун қуйидаги гидромеханик усуллардан фойдаланилади: 1) чўктириш, 2) фильтрлаш, 3) центрифугалаш, 4) суюқлик ёрдамида ажратиш.
Турли жинсли системаларни техникада ажратиш учун гравитацион, марказдан қочма куч ва электр майдонларидан ҳамда суюқлик ва газлардаги юза кучлари босими майдонидан фойдаланилади.
Оғирлик кучи, инерция кучлари (жумладан, марказдан қочма куч) ёки электростатистик кучлар ёрдамида суюқлик ва газсимон турли жинсли системалар таркибидаги қаттиқ ёки суюқ заррачаларни ажратиш чўктириш деб аталади. Агар чўктириш оғирлик кучи таъсирида олиб борилса, бу жараён тиндириш деб юритилади. Тиндириш асосан турли жинсли системаларни бирламчи ажратиш учун ишлатилади.
Фильтрлаш-суюқ ва газсимон аралашмаларни ғоваксимон тўсиқ (фильтр) ёрдамида ажратишдан иборат. Бу жараёнда ғоваксимон тўсиқ суюқлик ёки газни ўтказиб юборади, муҳитдаги қаттиқ модда заррачаларини эса ушлаб қолади. Фильтрлаш босим ёки марказдан қочма куч таъсирида олиб борилади ва асосан суспензия ҳамда чангларни тўла тозалаш учун ишлатилади.
Центрифугалаш – суспензия ва эмульсияларни марказдан қочма кучлар таъсирида яхлит ёки ғоваксимон тўсиқлар ёрдамида ажратишдан иборат.
Суюқлик ёрдамида ажратиш усули деб газ таркибида бўлган қаттиқ заррачаларни бирор суюқлик иштирокида ушлаб қолиш жараёнига айтилади. Бу жараён оғирлик ёки инерция кучлари таъсирида олиб борилади ва газларни тозалаш учун ишлатилади. Айрим ҳолларда бу усулдан суспензияларни ажратишда ҳам фойдаланиш мумкин.
Турли жинсли системаларни ажратишнинг юқорида баён этилган усуллари саноатда чўктиргичлар, чанг чўктирувчи камералар, фильтрлар, циклонлар, гидроциклонлар, центрифугалар, электрофильтрлар, скрубберлар ва шу каби ускуналарда олиб борилади.