Назорат саволлари:
1.Нефтли йўлдош газларни (НЙГ) ѐқиш нима учун тақиқлаган?
2.Нефтли йўлдош газларни (НЙГ)
утилизация қилишнинг
331
технологик усулларини изоҳлаб беринг?
3.Нефтли йўлдош газларни (НЙГ) утилизация қилишнинг
замонавий технологиясини қўлланилиш кетма-кетлигини тушинтириб
беринг?
4.Йўлдош нефть газларини утилизация қилиш йўли орқали суюқ
углеводородлар қандай ишлаб чиқарилади?
5.Машъалага бериладиган йўлдош газларни утилизация қилиш
ҳақида нима биласиз?
6.Нефтнинг таркибидан ажралиб чиқадиган йўлдош газларни
(НТАЧЙГ) утилизация қилиш муаммоларини ечимини топишдаги
комплекс яқинлашиш ҳақида маълумот беринг?
332
X – боб. НЕФТЛИ ЙЎЛДОШ ГАЗЛАРНИ (НЙГ) АЖРАТИБ
ОЛИШНИНГ ТЕХНОЛОГИК ЖАРАЁНЛАРИ
10.1. Нефтли йўлдош газларни (НЙГ)
кимѐвий қайта ишлаш
асосида қиммат суюқлик хомашѐсини олиш технологияси
Қиммат
кимѐвий
маҳсулотларни
олишнинг
потенциал
манбаларидан бири бу НЙГ ҳисобланади, ҳозирги вақтда
газтурбинали ѐки газпоршенли қурилмалар орқали ѐқиб иссиқлик ва
электр энергияси ишлаб чиқаришда самарасиз фойдаланилмоқда.
Дунѐ бўйича НЙГни тўртдан бир қисми нефть конларидаги машъала
орқали ѐқиб юборилади. Сўнгги йигирма йилда НЙГни утилизация
қилиш
дунѐ
нефткомпанияларининг
энг
охирги
долзарб
масалаларидан бири ҳисобланади. Дунѐ нефтгаз қазиб олиш билан
шуғулланадиган давлатлар орасида Россия давлати НЙГни ѐқиш
бўйича биринчи ўринни эгалламоқда. Натижада фақатгина қайта
тиклаб бўлмайдиган энергетика ресурсгина йўқолмасдан, қиммат
кимѐвий хомашѐ ҳам йўқотилмоқда ва атроф муҳитга катта зарар
етказилмоқда. НЙГ машъала орқали ѐқилганда атмосферага катта
миқдордаги ифлослантирувчи моддалар чиқарилмоқда қайсики, унинг
таркибида углеводородлар, углерод монооксиди, қурум, олтингугурт
икки оксиди ва азот оксили ҳам мавжуд. Умуман олганда нефтқазиб
олувчи
саноат
корхоналарининг
атмосферага
чиқарадиган
чиқиндилари ҳама захарли эмиссияларнинг 12% ни ташкил қилади.
Бугунги кунда НЙГни утилизация қилиш схемаси бундан 70 йил
илгари ишланган ва унинг таркибига учта асосий йўналиш киради:
дастлабки тайѐрлангандан кейин компрессор станцияларига узатиш ва
газ узатмалари бўйлаб энергетикларга, маҳсулотларни қайта ишлаш
учун чиқариб кетиш ва шахсий эҳтиѐжлар учун сарфланади. Ундан
кейин эса қатлам босимини ушлаб туриш ва нефть қазиб олишни
жадаллаштириш учун НЙГни қатламга ҳайдалади ҳамда йўлдош
газдан фойдаланиб шу объектни ўзи кичик энергия билан
таъминланади. Шу билан биргаликда тўлиқ утилизация қилиш учун
ѐқилмасдан қайта ишланади, натажада шахсий эҳтиѐж учун иссиқлик
ва электр энергияси ишлаб чиқарилади. Барибир атмосферага захарли
чиқиндилар чиқарилади ѐки нефтбераолувчанликни ошириш учун
қатламга ҳайдалади, қанчалик газ кўп ҳайдалса, шунчалик нефть
тескарисига чиқиб келади.
НЙГдан пропан-бутан аралашмасини ажралиб чиқиши ва сиқиш
333
орқали уни суюқликка айлантириш НЙГнм таркабидаги ҳамма
компанентларни тўлиқ муоммосини ҳал қилмайди, шундай қилиб
унинг таркибидаги оғир углеводородларни С
5
+ ни қайта ишлаш ҳамда
суюлтирилган пропан-бутан ишлаб чиқариш масаласи туради. Бундан
ташқари қиммат компрессор станцияларини қуриш фақатгина катта
конларда ўзини оқлайди. Ҳозирги вақтдаги НЙГни сотиш баҳоси бир
йилга 1 - 1,5 млн. т. нефть берадиган конларда газни қайта ишлайдиган
завод кон территориясидан 60 – 80 км масофада жойлашганда ўзини
оқлайди. Ишлатилаѐтган конларни жойлашишини кузатадиган бўлсак
конлар ГҚИЗдидан 100 км.лаб узоқликда жойлашган. Нефтнинг
таркибида НЙГнинг миқдори катта миқдорда бўлмаганда уни
каталитик оксидлантириш усулида ишлаш самарали ҳисобланади. Бу
усул қўлланилганда тўлиқ ѐнмаган маҳсулотларни атроф муҳит
биосферага чиқариш амалда камаяди, фаол каталитик тизимлар тўлиқ
ѐнган органик маҳсулотларга айланади яъни, углерод икки оксиди ва
сувга. Бир вақтнинг ўзида НЙГни утилизация қилишнинг бу усули
углеводород газидан қўшимча миқдордаги қиммат кимѐвий
маҳсулотларни олишга имкон бермайди.
НЙГдан фойдаланишнинг энг истиқболли йўналиши бир
вақтнинг ўзида ароматик углеводородларни концентратини (юқори
октанли қўшмаларни), бензол ва қуруқ газни олиш ҳисобланади. Бу
технология бир нечта афзалликларга эгадир: у унчалик катта эмас ва
тезда харажати қопланади (икки – уч йилда), шу жойнинг ўзида
фойдаланиши мумкин бўлган маҳсулотларни олиш имкониятини
беради (юқори октанли бензин ва юқори октанли қўшма), ѐки узоқ
масофага таши мумкин бўлган қиммат баҳо маҳсулотларни олиш
мумкин. Энг охиргиси нефткимѐси учун қиммат хомашѐ ҳисобланади
– бензол, толуол, ксилол, этилбензол ва башқа ароматик
углеводородлар, қайсики уни истеъмол қилиш йилдан-йилга ички ва
ташқи бозорда ўсиб бормоқда.
Масалан Россия фанлар академиясида Кимѐ нефть институтида
полифункционал катализаторларни ва улардан кимѐвий қайта ҳосил
қилиш натижасида углеводород газидан қиммат суюқлик
маҳсулотларни ишлаш жараѐнлари олиш яратилган. Жараѐннинг
моҳияти шундаки, барқарор қатламни цеолит таркибли катализатор
600—650
о
С да 0,2—0,5 МПа остида газсимон углеводородларга
айланади ва хомашѐни ҳажмий узатиш тезлиги 150—200 соат/литр.
Асосий технологияси кўп хоссали функционалликка эга бўлган янги
биметалли цеолит таркибли катализатордан фойдаланиш ҳисобланади
334
яъни йўлдош газ мураккаб таркибли компанентга эга бўлади. Уни
суюқ маҳсулотларга айлантириш учун катализаторларнинг таркибида
метанни ѐйилишига масъул бўлган, уни яқин гомологларга
дегидритациялайдиган ва оралиқ маҳсулотларни ароматлайдиган фаол
марказ бўлиши зарур.
Катализатор тоза экологик тизим кўринишида бўлиб, унинг
таркибида захарликомпанентлар, кам учрайдиган ва сифатли металлар
бўлмаслиги керак. Бундай катализаторда жараѐнни олиб боришда
реакция зонасида водород қатнашмайди. Регенерация оралиғида
катализаторни югуриши 100 соатдан кичик эмас, циклнинг
регенерация даври 50 соатдан кўп. Бутун реакция циклида мақсадли
маҳсулотнинг чиқиши катализаторнинг ишини масаси бўйича 35% ни
ташкил қилади, дастлабки газсимон хомашѐга айланиши – 50%дан
катта эмас. Суюқ барқарор маҳсулотни олиш ароматик
углеводородларнинг кўринишида бўлади, бензол-толуол-ксилоль
фракциясидан иборат (БТК-фракцияси, 75—80%), бир ядроли
ароматик углеводород С
9
+ (1—3%), нафталин (10—15%) ва
алкилнафталин (3—5%).
Мақсадли маҳсулотдан товар автомобил бензинларини ишлаб
чиқариш учун паст октанли бензинли фракцияларга юқори октанли
қўшмаларни қўшишда фойдаланилади ҳамда ректификация йўли
орқали алоҳида ароматик углеводородлар - бензол, толуол,
ксилолларни, нафталинни ва бошқаларни олиш мумкин.
Агарда қайта ишлаш тўғридан – тўғри углеводород хомашѐсини
қазиб олиш жараѐнида амалга оширилганда, олинган суюқлик
фракциясини магистрал конденсат – ѐки нефтузатмаси ҳайдалади ва
нефтни қайта ишлаш заводига ташилади. Қўшимча маҳсулот – сув
таркибли қуруқ газ юқори калорияга эга бўлади (~8600 ккал/н.м
3
),
қурилма печларини ѐки маҳаллий эҳтиѐж учун ѐқилғи гази сифатида
фойдаланилади.
Йўлдош газларни утилизация қилиш бўйича лабораторияларда
илмий тадқиқот ишлари амалга оширилган. Олиб борилган илмий
тадқиқот асосида йўлдош газни компонентларини энг самарали
катализаторлар
ўрнатилган,
шундан
метан,
ароматик
углеводородларнинг концентрати ва уларни олиб боришдаги оптимал
шароитининг (ҳарорат, хомашѐ сарфи, босими) шартлари аниқланган.
Олинган экспериментал маълумотлар асосида пилот қурилмасини
лойиҳалаштиришда дастлабки маълумотларни ишлашни имконияти
мавжуд.
335
Илмий тадқиқот натижаларини саноатда ишлаб чиқароишга жалб
қилиш учун саноат ишлаб чиқаришга яқин режимларда тажриба -
саноат қурилмасидан фойдаланиб пилот дражасида уларни синаш
мумкин.
Йўлдош газни технологик кимѐвий қайта суюқликка
шакллантириш бир бир босқичли ҳисобланади, яъни бошқа маълум
бўлган
кўп
босқичли
«GTL‖(Gas-to-Liquid)
ва
МТО
(Methanol-to-Olefin) технологияларга нисбатан унинг нархини амалда
пасайтиради, биринчи босқичда метандан синтез-газ олинади ва у кам
энергетик харажатлар билан тавсифланади.
Газсимон углеводородларни қайта ишлашни каталитик
технологиясини ўхшаши Россияда ҳам ва хорижда ҳам мавжуд эмас.
Унинг ѐрдамида нисбатан мақсадли маҳсулотларни юқори чиқиш
кўрсатгичига эришилади, ҳаракатланмайдиган (силжтимайдиган)
катализаторларнинг қатламидан фойдаланилганда олиш технологик
схемасини соддалаштиради, металл- ва материал сиғимини
камайтиришга олиб келади ва энг сўнгги натижада маҳсулотнинг
таннархи камаяди.
Асосий техник-иқтисодий кўрсатгичлар таққосланганда бензин
фракциясини тўғри қувишни каталитик риформингига нисбатан
НЙГни ароматлаштириш жараѐни катта ютуққа эга эканлигини кўриш
мумкин ҳамда бугунги кунда саноатда ароматик углеводородларни
олишнинг асосий жараѐни ҳисобланади:
-каталитик
захарларни (олтингугурт- ва азот таркибли
бирикмаларни) кириб келувчи хомашѐда олдиндан чуқур тозалашни
талаб қилмайди;
-жараѐн кичик босимда олиб борилади;
-водород мавжуд бўлганда жараѐнни олиб боришни зарурияти
йўқ;
-катализаторнинг таркибида қимматбаҳо металл йўқ, натижада
мақсадли маҳсулотларни таннархини 5 – 20% га пасайтиради.
Йўлдош газни утилизация қилишнинг яна бир энг қизиқарли
усули блокли-модулли қурилмаларда тўғри коннинг ўзида уни
плазмали кимѐвий конверсия қилиб суюқликка айлантириш
ҳисобланади. Углеводородларни плазмали кимѐвий конверсия усулда
қайта ишлашни анъанавий термокаталитик усул олдида бир қатор
ютуқлари мавжуд – катализаторларни ва юқори ҳароратни қўллашни
талаб қилмайди.
Масалан Россия ФА Кимѐ нефт институтида пропан – бутан
336
аралашмасидан
суюқ
углеводородларни
олишнинг
ўлкан
лабораторияси яратилган бўлиб, унда барьерли электр зарядлаш
усулидан фойдаланилади.
Пропан-бутан
аралашмасини
суюқ
углеводородларга
айлантиришнинг иккита конверсия усули ишланган:
1)
оксидлаш конверсияси – суюқ кислород таркибли
бирикмаларни олиш (спиртлар, кетонлар ва альдегидлар);
2)
оксидланмайдиган
конверсия
–
изомер
тузилмали
углеводородларни олиш (мотро ѐқилғисини юқори октанли
компонентларни олиш).
ПБАсини оксидланмайдиган конверсияси кислород мавжуд
бўлмаган БР реакторида ПБАсига айлантириш жараѐни шаклида
бўлади. Жараѐнни олиб борилишини энг содда механизмини электрон
зарбали углеводород малекулаларининг диссоцияли реакцияси
кўринишида бўлади кейинги навбатда пайдо бўлган радикалларни
рекомбинацияланиб барқарор маҳсулотларга – суюқ угдеводородларга
айланиши ҳисобланади. ПБАсини оксидланмайдиган конверсия
жараѐни реакцияни олиб борилиши занжирсиз кўринишда
тавсифланади ва уни олиб бориш хавфсизлиги таъминланади ҳамда
портлаш хавфсизлиги ҳолатини пайдо бўлиш эҳтимоллиги йўқолади.
Бу усулда реакцияни олиб борилиш механизмида параллел
босқичларни мавжуд эмаслиги ва алкилланган радикалларни олишда
энергия харажатларинининг катталиги энг сўнгги маҳсулотни нархи
ошириб юборади. Шу билан биргаликда ПБАсини оксидланмайдиган
конверсия жараѐнида олишда тўғридан-тўғри кон шароитда суюқ
углеводородларни қўшимча ажратмасдан синтетик суюқ ѐқилғи каби
олиш мумкин.
ПБАсига айланиш n – гексан буғларини қатнаштириб амалга
оширилади, унинг катта бўлмаган қўшимчаси реакторнинг разрядли
зонасидан ПБАсини конверсия маҳсулотларини самарали йўқотиш
учун зарур ҳисобланади. Реакция олиб бориш жараѐни натижасида
углеводородларнинг С
6
-С
12
аралашмаси шаклланади, қайсики
углеводородларнинг улуши 70% ни ташкил қилади. Аралашмада
олинадиган октанлар сони ~80 пунктни ташкил қилади, шунинг учун
ундан кон шароитида мотр ѐқилғиси сифатида фойдаланилади ѐки
магистрал газузатмаларига ҳайдалади.
Реактор блокли (РБ) реакторда оксидлаш конверсияси кетма-кет
элементар босқичлардан иборат бўлади ҳамда унга молекуляр
кислород диссоцияси қўшилади ва реакцияни давом этиши барқарор
337
маҳсулотларни реакциясини пайдо бўлиши радикал-занжирли
механизмлар бўйича олиб борилади – гидрооксидли ва карбонатли
бирикмалар пайдо бўлади.
Бунда жараѐнни олиб борилишини мақсадли ошириш реакция
маҳсулотларини разрядни ҳаракатланиш зонасидан самарали
чиқишини таъминлайди. Жараѐнда углеводородларни чуқур
оксидланишини олдини олиш учун n –гексаннинг буғларини
қатнаштириб олиб борилади. ПБАсини асосий оксидлантириш
маҳсулотлари спиртлар (52%), альдегидлар (31%) ва кетонлар (17%)
ҳисобланади.
Суюқ
маҳсулотларни
реакциясини
таркибида
кислоталар ва иккиламчи шакллантириш олинган бирикмаларни
маҳсулотлар мавжуд бўлмайди. Спиртлар (пропанол, бутанол) ва
кетонлар (ацетон, этилметилкетон) юқори баҳодаги истеъмол
маҳсулолари ҳисобланади. Оксидлаш ва оксидланмаган конверсия
орқали олинган ПБА маҳсулотлари нефткимѐ саноати учун энг қиммат
ҳомашѐ ҳисобланади. Уларни нефтни ташиш оқимидаги транспортлар
ѐки алоҳида ташиши мумкин. Бундан ташқари спиртлардан мотро
ѐқилғисига октанни оширувчи қўшма сифатида фойдаланилади.
Бундан ташқари пилот қурилмасида пропан – бутан
аралашмасини электрфизик технология асосида олишнинг ишлаш
жараѐнлари яратилган. Қурилма кислород мавжуд бўлган ва мавжуд
бўлмаган ҳолда йўлдош газни шакллантиришга мўлжалланган. Бунда
бирламчи хомашѐни оқимли ва рециркуляция рижимида узатиш кўриб
чиқилган ҳамда бир нечта реактор секцияларини параллел ва
кетма-кет қўшишнинг имконияти маижуд
.
Пропан-бутан аралашмасини утилизация қилишнин энг
истиқболли қайта ишлаш тўғридан-тўғри кон шароитида олиб бориш
ҳисобланади. Аммо конларнинг бир-биридан узоқ масофада
жойлашганлиги, инфратузилма тармоғининг мавжуд эмаслиги,
ноқулай иқлимий шароитлар иншоотни, йирик қурилмаларни
ишлатиш ва хизмат кўрсатишни қийинлаштиради. Шунинг учун
338
Do'stlaringiz bilan baham: |