O`zbеkiston rеspublikаsi oliy vа o`rtа mаxsus tа`lim vаzirligi islom karimov nomidagi toshkent davlat texnika universiteti

Олтингугурт олиш қурилмаларини технологик чизмаси

Клаус қурилмасини технологик чизмаси одатда, уч босқичдан; термик, каталитик ва ёндириб юборишдан иборат. Каталитик босқич ўз навбатида ҳарорат фарқига қараб бир нечта босқичларга бўлиниши мумкин. Атмосферага ташланаётган водород сульфадни ёқиб юбориш босқичи термик ва каталитик бўлиши мумкин.

Клаус қурилмаларининг бир-бирига ўхшаш босқичлари бир хил функцияни бажарса ҳам, улар бир-биридан аппаратларни конструкциялари, коммуникацияларни уланиш ҳолати билан фарқ қилади.
Клаус қурилмаларини чизмалари ва иш шароитини асосий кўрсаткичи бўлиб қайта ишлашга берилаётган нордон газ таркибидир.
Клаус қурилмасининг ўчоғига (печь) берилаётган газ таркибида углеводородлар миқдори кам бўлиши керак. Углеводородлар ёнганда смола ва қурум ҳосил қилади, бу эса олинаётган олтингугуртнинг сифатини пасайтиради. Бундан ташқари бу моддалар катализатор юзасига ўтириб унинг фаоллигини пасайтиради. Клаус жараёнининг фаоллигига айниқса ароматик углеводородлар ёмон таъсир кўрсатади.
Нордон газлар таркибида сувнинг бўлиши газ тозалаш қурилмаси регенераторининг намликни конденсирлаш шароитига боғлиқ. Сув томчиларини каталитик реакторга тушишини олдини олиш учун нордон газлар реакторга берилишидан олдин сепарация қилинади.
Клаус қурилмасида олинадиган олтингугуртнинг таннархи биринчи навбатда нордон газ таркибидаги Н₂S ни миқдорига боғлиқ. Клаус қурилмасига қилинадиган капитал харажатлар Н₂S ни нордон газдаги миқдорининг камайишига пропорционалдир. 50% Н₂S сақловчи газни қайта ишлашга сарфланган харажат, 90% Н₂S сақловчи газни қайта ишлашга сарфланган харажатдан 25% ортиқ.
Ҳозирги замон Клаус қурилмасини технологик схемаси расмда келтирилган.

8.10-Расм. Олтингугурт олиш қурилмасини принципиал технологик схемаси:
С-1 кириш сепаратори, ПР-печь-реактор, КУ-қозон-утилизатор; Р-1, Р-2, Р-3 реакторлар, Х-1, Х-2, Х-3-конденсаторлар. Т-1 - рекуператив иссиқлик алмашув аппарати, П – 1 - Иситгич, Ф - Фильтр; К - Газодувка.
I - Нордон газ. II – Томчисимон суюқлик, III – Ҳаво, IV – юқори босимли сув, V – юқори босимли сув пари, VI – олтингугурт, VII – паст босимли сув, VIII – паст босимли сув буғи, IX – чиқинди газлар.

Нордон газ термик босқичининг ёқиш камерасига берилишидан олдин сепаратор С-1 га берилади ва у ерда томчи ҳолидаги суюқликдан тозаланади.

Нордон газни таркибидаги Н₂S концентрациясини ўлчаш учун сепаратор С-1 дан чиқиш жойига оқимли газ назорат ўлчов аппарати ўрнатилади.
Газнинг ёнишини таьминлаш учун ёниш камерасига вентилятор ёрдамида атмосфера ҳавоси берилади. Ҳаво камерага берилишидан олдин фильтр ва иситгич орқали ўтади. Газни олдиндан иситиб бериш уни импульсив ёнишини ва қувурларни каррозияга учрашини олдини олади. Чунки Н₂S ёнганда SO₃ ҳосил бўлиши мумкин. Бу эса сув парлари билан сульфат кислотаси ҳосил қилиши мумкин.
Ҳавони сарфи нордон газни миқдорига қараб бошқарилади ва Н₂S: SO₂ нисбати котел – утилизатордан чиқиш жойида назорат қилинади.
Ёнган газлар (ПР) котел утилизатордан ўтиб у ерда 500⁰С гача совутилади ва қисман олтингугурт конденсацияланади. Олтингугурт аппаратдан чиқариб олинади. Иссиқликни сув билан олиниши натижасида юқори босимли (2,1 МПа) пар ҳосил қилинади.
Қозон утилизатордан газлар каталитик конвертор-реакторга берилади. (Р-1). Бу ерда серауглерод ва сероокисуглерод гидролизланади.
Газнинг асосий қисми (90%) реактордан чиқиб совутиш учун Х-1 конденсаторига берилади ва реактор Р-2 га берилади. Х-1 конденсаторида паст босимли пар олинади. Газни совуши натижасида олтингугурт конденсирланади ва серазатвор орқали чиқариб олинади.
Реакцион газни бир қисми (10%) конденсатор Х-1 га берилмасдан ундан чиқадиган совуқ газ билан аралаштирилади. Р-1 га берилаётган газлар аралашмасини ҳарорати 225⁰С ни ташкил қилади.
Конденсаторлардан олинаётган суюқ олтингугурт таркибида 0,02 – 0,03%масс Н₂S бўлади. Бу олтингугуртни дегазация қилиш учун махсус блок ҳовузлар қўлланилади. Дегазациядан сўнг олтингугурт таркибидаги Н₂S ни миқдори 0,0001% гача пасаяди.
Водород сульфидни реактор-генератордаги конверсияланиш даражаси 58% - 63% ни ташкил қилади. Н₂S ни қолган қисми каталитик реакторларда конверсияланади. Каталитик реакторларда жараённи ҳарорати 275⁰С – 300⁰С ни ташкил қилади.
Газлар охирги босқич конденсаторидан ўтгандан сўнг таркибида реакцияга кирмай қолган Н₂S бўлганлиги сабабли ёқиш ўчоғида ёқиб юборилади. Бунда Н₂S ни SO₂ айлантириш реакцияси амалга оширилади.
Ҳозирги вақтда Клаус қурилмаларининг ўнлаб модифицирланган вариантлари ишлаб чиқилган. Бу тизимларни қўллаш соҳалари нордон газдаги Н₂S ни миқдорига ва улар таркибидаги аралашмаларни борлигига боғлиқ.
Водород сульфидни 5% дан 20% гача бўлган концентрацияси учун Клаус усулининг мукаммаллаштирилган тўрт варианти ишлаб чиқилган.

8.11-Расм. Муборак газни қайта ишлаш заводида олтингугурт ишлаб чиқариш қурилмасининг технологик схемаси:
С-1-Сепаратор; Р-1-Реактор-генератор; Р-2, Р-3-Реакторлар; Х-1, Х-2, Х-3-Конденсаторлар; П-1-Ҳавони қиздириш печи; П-2, П-3-Иситгич ўчоқлар; П-4-Ёқиш ўчоғи; С-2-Олтингугурт ушлагич; С-3-Серозатвор; К-Газодувка. I-Ҳаво; II-Нордон газ; III-Ёқилғи газ; IV-Олтингугурт; V-Ташландиқ газ.

Технологик газ биринчи конверторга берилишидан олдин П-2 иситгич ўчоқда 240⁰С гача қиздирилади. Газ конверторга уч оқимда тушади, бу эса уни катализатор қаватида баробар тақсимланишига имкон беради. Конверторда водород сульфид SO₂ билан реакцияга киришиб элемент олтингугурт ҳосил қилади. Бунда иссиқлик чиқади ва газни ҳаракати 330⁰С гача кўтарилади. Конвертордан сўнг газ иккинчи конденсатор – генератордан ўтиб 170⁰С гача совийди ва иккинчи каталитик конверторга ўчоқда 220⁰С гача қиздириб берилади. Конденсатор генераторларда конденсирланган олтингугурт сепаратор орқали олтингугурт йиғиладиган ҳовузга туширилади.

Иккинчи конверторда реакция ҳарорати ҳисобига ҳарорат 245⁰С гача кўтарилади. Газни ҳарорати конденсатор экономатзерда фойдаланиш учун ушлаб қолинади. Ташланиши керак бўлган чиқинди газлар П-4 да 510⁰С ёқиб юборилади.
Олтингугурт ишлаб чиқариш қурилмаларидан атмосферага ташланаётган газларни олтингугурт бирикмаларидан тозалаш.
Клаус қурилмаларида водородсульфидни конверсиялаш даражаси 90-94% ни ташкил қилади. Демак, Н₂S ни бир қисми ва бошқа олтингугурт сақловчи бирикмалар – SO₂, сероуглерод, COS ва буғ ҳолидаги олтингугуртлар олтингугурт ишлаб чиқарувчи қурилмаларининг ташлаб юбориладиган газларидан қолади. Ташлаб юбориладиган газлар таркибида шулар билан бирга сув пари, азот оксидлари, углерод оксиди ва бошқа компонентлар бўлади. Зарарли моддаларни миқдори рухсат этилгандан бир неча марта кўпдир.
Ҳозирги вақтда ташланаётган газлардаги зарарли моддаларни миқдорини халқаро келишилган даражаси йўқ. МДХ давлатларида зарарли моддаларни ҳавога ташланадиган ўртача суткалик миқдори олтингугурт икки оксиди учун 0,05, водород сульфид учун 0,008 мг/м³ қилиб белгиланган.
Водород сульфидни конверсиялаш даражасини белгилаш атмосферага ташланаётган газлардаги олтингугуртли моддаларни миқдорини ва зарарли моддаларни умумий миқдорини чегаралайди.
Атмосферага ташланаётган газлардаги олтингугуртли бирикмаларни концентрациясини камайтириш учун 20 дан ортиқ жараёнларга асосланган махсус қурилмалар қўлланилади. Буларга Сульфрен, Скот, Бивон, Клин-Эйр, Уэлман-Лфа, Лукас ва бошқалар киради.
Газларни тозалаш жараёнини шартли уч гуруҳга бўлиш мумкин.
Биринчи гуруҳга. Клаус реакциясига асосланган H₂S ва SО₂ ни элемент олтингугуртга айлантирувчи жараёнлар.
Иккинчи гуруҳга. Олтингугуртли бирикмаларни каталитик усулда водород сульфидга каталитик айлантириб беришга асосланган гидрогенизация жараёнлари киради. Ҳосил бўлган газ H₂S дан тозаланади ва регенерация газлари Клаус қурилмасига берилади.
Учинчи гуруҳга. Ташлаб юборилаётган газлар олтингугуртли бирикмаларни ажратиб олиш учун уларни ҳар-хил кимёвий реагентлар билан қайта ишланади.
Барча гуруҳ жараёнлари учун атмосферага ташланаётган газлар таркибидаги зарарли газлар миқдори рухсат этилгандан паст бўлиши керак. Тозалаш жараёнлари тозаланадиган газларни таркиби ўзгариб туришига мос бўлиши керак.
Стредфорд жараёни. Бу жараён нордон газни таркибига қараб алоҳида ёки бошқа газларни тозаловчи қурилмалар таркибида алоҳида технологик блок сифатида қўлланилиши мумкин.
Жараён давомида газда H₂S ажратиб олинади ва элемент олтингугуртга айлантирилади.
Стредфорд жараёнида карбонат натрийни эритмаси қўлланилади ва у H₂S билан реакцияга киришади.