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»

1.2. НЕФТЬ–ГАЗНИ ҚАЙТА ИШЛАШНИНГ АСОСИЙ

ЖАРАЁНЛАРИ ВА УСКУНАЛАРИНИ СИНФЛАШ

Нефть ва газни қайта ишлаш технологиясида турли-туман технологик жараёнлар қўлланилади. Бундай жараёнлар айрим белгиларга асосан бир неча синфларга бўлиниши мумкин. Технологик жараёнларни уларнинг ҳаракатлантирувчи кучига кўра турларга бўлиш мақсадга мувофиқ бўлади. Шунга кўра асосий жараёнлар 5 гуруҳга бўлинади: механик жараёнлар; гидромеханик жараёнлар; иссиқлик алмашиниш жараёнлари; модда алмашиниш жараёнлари; кимёвий жараёнлар.

Механик жараёнлар қаттиқ материалларни механик куч таъсирида қайта ишлаш билан боғлиқ бўлади. Бундай жараёнлар қаторига майдалаш, элаш, узатиш, қисмлаш, аралаштириш ва шу каби жараёнлар киради. Бу жараёнларнинг тезлиги қаттиқ жисмларнинг механик қонуниятлари билан ифодаланади. Бундай жараёнларда ҳарақатлантирувчи куч вазифасини механик босим кучи ёки марказдан қочирма куч бажаради.
Суюқ ва газсимон системалардаги ҳаракат билан боғлиқ бўлган жараёнлар гидромеханик жараёнларни ташкил этади. Бундай жараёнлар қаторига тиндириш, фильтрлаш, центрифугалаш, аралаштириш, суюқлик ёки газнинг сочилувчан материаллар қатламидан оқиб ўтиши каби жараёнлар киради. Ушбу жараёнларнинг тезлиги гидромеханика қонунлари билан аниқланади. Гидромеханик жараёнларнинг ҳаракатланувчи кучи – гидростатик ва гидродинамик босимдир.
Иссиқлик алмашиниш жараёнлари – ҳароратлар фарқи мавжуд бир (ҳарорати юқори) жисмдан иккинчи (ҳарорати паст) жисмга иссиқликнинг ўтишидир. Бу гуруҳга иситиш, совитиш, буғлатиш, конденсациялаш, эриш, қотиш каби жараёнлар киради. Жараённинг тезлиги гидродинамик режимга боғлиқ ҳолда иссиқлик узатиш қонунлари билан ифодаланади. Иссиқлик жараёнларининг ҳаракатлантирувчи кучи сифатида иссиқ ва совуқ муҳитлар ўртасидаги ҳароратлар фарқи ишлатилади.
Модда алмашиниш жараёнлари – бир ёки бир неча компонентларнинг бир фазадан, фазаларни ажратувчи юза орқали, иккинчи фазага ўтишидир. Компонентлар бир фазадан иккинчи фазага молекуляр ва турбулент диффузиялар ёрдамида ўтади. Шу сабабли бу жараёнларни диффузион жараёнлар ҳам дейилади. Бу гуруҳга ҳайдаш, ректификация, абсорбция, десорбция, адсорбция, экстракциялаш, қуритиш, кристалланиш каби жараёнлар киради. Жараёнларнинг тезлиги фазаларнинг гидродинамик ҳаракатига боғлиқ бўлиб, модда ўтказиш қонуниятлари билан ифодаланади. Модда алмашиниш жараёнларининг ҳаракатлантирувчи кучи фазалардаги концентрацияларнинг фарқи билан белгиланади.
Кимёвий жараёнлар – моддаларнинг ўзаро таъсири натижасида янги бирикмаларнинг ҳосил бўлишидир. Кимёвий реакциялар вақтида одатда иссиқлик ва модда алмашиниш жараёнлари ҳам содир бўлади. Кимёвий жараёнлар қаторига крекинг, кокслаш, пиролиз, гидрогенизация, риформинг, полимерланиш, алкиллаш, оксидлаш, водородни ажратиш, изомерланиш каби жараёнлар киради. Бу гуруҳдаги жараёнларнинг тезлиги кимёвий кинетика қонуниятлари билан ифодаланади. Реакцияларнинг тезлиги, айниқса саноат миқёсида, моддаларнинг гидромеханик ҳаракатига ҳам боғлиқ бўлади. Кимёвий жараёнларнинг ҳаракатлантирувчи кучи реакцияга кираётган моддаларнинг концентрацияларига боғлиқ бўлади.
Нефть-газни қайта ишлаш корхоналарида ишлатиладиган ускуна ва машиналар ҳам 5 гуруҳга бўлинади: механик ускуналар (майдалагичлар, тегирмонлар, саралашгичлар, транпортёрлар, дозаторлар, аралаштиргичлар); гидромеханик ускуналар (тиндиргичлар, фильтрлар, центрифугалар, аралаштиргичлар, мавҳум қайнаш қатламли ускуналар, циклонлар, электродегидраторлар, электрофильтрлар); иссиқлик алмашиниш ускуналари (иссиқлик алмашгичлар, қувурсимон ўтхоналар, совитгичлар, буғлатгичлар, конденсаторлар, эриш ўтхоналари); модда алмашиниш ускуналари (ҳайдаш кублари, ректификацион коллоналар, абсорберлар, десорберлар, адсорберлар, экстракторлар, қуритгичлар, кристаллизаторлар); кимёвий реакторлар (ичи бўш реакторлар, қўзғалмас қатламли реакторлар, мавҳум қайнаш қатламли реакторлар, фаввора ҳосил қилувчи қатламли реакторлар, ҳаракатчан қатламли реакторлар, аралаштиргичли реакторлар).
Нефть ва газни қайта ишлаш саноат корхоналаридаги технологик жараёнлар даврий ва узлуксиз равишда ўтказилади. Жараённинг тезлигини белгиловчи қийматларнинг вақт давомида ўзгаришига қараб, жараёнлар турғун ва турғунмас бўлади. Тезлик, концентрация, ҳарорат каби қийматлар вақт давомида ўзгарса жараён турғунмас, аксинча, агар бу катталиклар ўзгармаса жараён турғун дейилади. Замонавий нефть ва газни қайта ишлаш саноатида асосан узлуксиз технологик жараёнлар ишлатилади.

1.3. МОДДА ВА ЭНЕРГИЯНИНГ САҚЛАНИШ ҚОНУНЛАРИ

Модда ва энергиянинг сақланиш қонунлари “Жараёнлар ва ускуналар”

фанида алоҳида ўринни эгаллайди. Ушбу фанда модда ва энергиянинг сақланиш қонунлари моддий ва энергетик баланслар шаклида ишлатилади. Масалан, ускунада (1.1 -расм) қандайдир жараён рўй бермоқда. Бу ускунага жараёнда қатнашаётган А, В ва С компонентлари кирмоқда. Ушбу компонентлар газ, буғ, суюқлик ёки қаттиқ ҳолатда бўлиши мумкин. Ускунада рўй берган жараён натижасида ҳосил бўлган моддалар Д ва Е ускунадан чиқарилади. Маълумки, ускунага кираётган моддаларнинг массавий йиғиндиси ускунадан чиқаётган моддаларнинг массавий йиғиндисидан кўп ҳам, кам ҳам бўлиши мумкин эмас. Бу ҳолат моддаларнинг сақланиш қонунидан келиб чиқади. Натижада қуйидаги тенгликни ёзиш мумкин:
m_A+ m_B+ m_C = m_Д+ m_E , (1.1)
бу ерда m_A, m_B, m_С, m_Д, m_E – A, B, C, Д, E компонентларнинг массалари.

1. 
   тенглама моддий балансни ифода қилади.
   

1.1–расм. Моддий баланс схемаси.

Ҳаракатдаги оқим учун модданинг сақланиш қонуни узлуксизлик тенгламаси орқали ифода қилинади. Ускунанинг (1.2-расм) иккита кесимлари F₁ ва F₂ орқали W₁ ва W₂ тезликлар билан ўтаётган оқим учун узлуксизлик тенгламаси қуйидагича ёзилади:

F₁ W₁= F₂ W₂ . (1.2)