Цеолитларнинг афзалликлари
– унинг танланувчанлиги
водород сульфид, меркаптанларни ва оғир олтингугуртли
бирикмаларни газнинг оқимидан ютиш қобилиятидир. Газларни
олтингугуртли бирикмалардан тозалашда энг кўп ишқорли ѐки
ишқорли ерли алюмосиликатларни NaX ва NaA тузилмали синтетик
цеолитлари қўлланилади. Цеолитларда кириш деразаси ва
молекуляр панжарали бўшлиғи мавжуд бўлиб, панажараларнинг
ўлчамлари доимий қаттиқ сақланади. Цеолитлар тузилмасининг
тўғрилиги эвазига моекулаларни ўлчамлари бўйича ажратишда
катта қобилиятга ҳамда молекуляр тўрли самарага эга. Шунинг учун
уларни молекуляр тўрли деб аташади. Адсорбент яхлит
бўшлиқларни катионли алмашиш йўли орқали ҳар хил диаметрли
ғовакликларни олади – натрий ѐки кальций катионларини ѐки
кристаллик панжараларида силикат таркибини ростлаш йўли орқали
ғоваклари сақланиб қолади.
Бундан ташқари цеолитларни кристалларида сувнинг таркиби
юқори қайсики, улар кристалларни таркибидан 300°Cгача
қиздирилганда ажралиб чиқиб кетади. Сувсизлантирилган ҳолатда
цеолитларни кристаллик панжаралари сувнинг ва газнинг буғларига
нисбатан юқори адсорбцион қобилиятга эга бўлади. Цеолитларнинг
панжараси газнинг бошқа компонентларига нисбатан сувда юқори
бўлади яъни, цеолитнинг панжараси сувнинг таркибини максимал
тиклаш учун интилади. Бундай ҳолат сувнинг ва ишқорларни цеолит
панжараларига нисбатан кучли қутбланишга эга эканлигин
кўрсатади. Бунинг эвазига газнинг аралашмасида энг кучли дипол
73
моментга
эга
бўлган
компонентлар
ҳаммасидан
кучли
адсорбцияланади.
Адсорбцияда қутблилик ҳал қилувчи омиллардан ҳисобланади:
газли аралашмаларда компонентларнинг қутблилиги юқори бўлса,
шунчалик фаоллик билан цеолитли панжарага кириб боради.
Масалан: сувнинг молекуласи ўзининг юқори қутблилик сабаби
бўйича меркаптанларни ва водород сульфидни молекулалаларини
сиқиб чиқаради. Худди шундай углерод икки оксиди ва водород
сульфидни айтиш мумкин: водород сульфид ўзининг юқори
қутблилиги сабабли, углерод икки оксидининг молекулаларини
сиқиб чиқаради. Шундай қилиб, адсорбция жараѐнида адсорберда
зона ҳосил бўлади: сув – меркаптанлар – водород сульфид – углерод
икки оксиди зоналари яъни, цеолитларда адсорбцияни сиқиб
чиқариш учун жой мавжуд бўлади. Адсорбциялашнинг вақти
ошганда кучсиз ифодаланган диполликда компонентларни тўлиқ
сиқиб чиқариш содир бўлади.
Бундай ҳолатда газни меркаптанлардан тозалаш билан бир
қаторда намликни тўлиқ олиб чиқиш содир бўлади, унинг ҳисобига
тозаланадиган газнинг шудринг нуқтаси манфий 70°С.гача пасаяди.
Десорбцияда ютилган компонентларни тескари тартиби содир
бўлади: углерод икки оксиди – водород сульфид – меркаптанлар –
сув чиқариб олинади. Шунинг учун регенерация режими сувни
тўлиқ десорбциялаш шартидан келиб чиққан ҳолда танланади.
Цеолитларни хизмат муддатини ошириш учун газни абсорберга
ҳайдашдан олдин қуритиш ва тозалашга берилади ѐки нархи арзон
бўлган - алюминий фаол оксидидан, силикагель ѐки қайта ишлатиб
бўлинган цеолитдан абсорберда ҳимоялаш қатлами сифатида
фойдаланилади.
Цеолитларни
адсорбцияли
сиғимдорлик
тавсифлари
тадқиқотланганда циклик ишларнинг жараѐнларида олтингугурт
бирикмалари цеолитларнинг сиғимдорлиги биринчи 5 -10 циклар
давомида пасайган, кейин эса бошланғич қийматига нисбатан 75%
ли кўрсатгичда барқарорлашган. Цеолитнинг фаоллиги газнинг
ҳароратига, босимига ва чизиқли тезлигига боғлиқ бўлади. Бунда
ҳарорат 20 - 25°Сдан 60-70°Сгача оширилганда цеолитларнинг
фаоллиги 20-40 % га пасайган.
Газни
тозалашда
умумий
босим
кучайтирилганда
цеолитларнинг фаоллиги ошади. Адсорбция зонасида газнинг
74
чизиқли тезлиги тахминан олти марта оширилганда (0,05 дан 0,3
м/с.гача) цеолитнинг фаоллиги 35-40 % га пасаяди.
Адсорбентларнинг регенерацияси ҳароратни ошириш билан
адсорбентнинг ютувчанлик сиғимини пасайтиришга асосланган.
Лекин жараѐнда адсорбент қатламини ҳароратини оширилиши
ютилган компонентларни тўлиқ ажралиб чиқишини таъминламайди,
жараѐннинг самарадорлигини оширишда регенерация учун иссиқ
пуркалувчи газдан фойдаланилади. Тизимда пуркалиб чиқувчи
газнинг мавжудлиги адсорбция компонентларини парциал
босимини пасайтиради ва уни десорбцияланишга олиб келади. Бир
вақтнинг ўзида пуркалиб чиқувчи газ иссиқликни ташувчи
функцияни бажаради.
Абсорбентларни регенерация қилишнинг асосий усуллари
қуйидагилар ҳисобланади: термик десорбция, сиқиб чиқарувчи
десорбция, вакуумли десорбция, босимлар фарқи ҳисобидаги
десорбция. Саноат шароитида юқорида келтирилган усуллардан
бирортаси адсорбент тўлиқ регенерация бўлишини таъминлай
олмайди ва адсорбентнинг хизмат муддати чегараланган.
Саноатдаги жараѐнларда газларни олтингугуртдан тозалаш ва
қуритишда энг кўп термик десорбциялаш табиий газни тозаланган
ва қуритилган адсорбция қатламини 320 -350°С гача қиздириб
қўлланилади. Бу усул газни олтингугуртдан адсорбцияли тозалаш
қурилмаларида кенг қўлланилади. Амалий ишларнинг натижалари
газни цеолитларда тозалаш ва қуритиш қурилмасида цеолитларни
фаолсизлантириш уларни коксланиши ҳисобланади, шунинг учун
цеолитларни янгисига алмаштириш талаб қилинади. Цеолитларни
коксланиши
уларни
сиғимдорлигини
камайтиради,
қайта
ишланадиган газни юкламасини пасайтиради ҳамда жараѐннинг
техник – иқтисодий кўрсатгичларини камайтиради. Коксларнинг
чўкмаси цеолитнинг ички ва ташқи сирт юзаларида пайдо бўлади.
Бунда ички сирт юзаларидаги чўкиндилар цеолитнинг умумий
сорбциялаш ҳажмини ўзгаришга олиб келади, ташқи юзасидаги
ѐтқизиқлари эса – устки қисмидаги ғовакликларни бекитиб қўяди ва
диффузияли қийинчиликларни туғдиради.
Цеолитларни коксланишига қуйидаги омиллар таъсир
кўрсатади:
-десорбция босқичида юқори ҳароратнинг (320-350°С) таъсир
қилиши;
75
-нисбатан юқори ишчи босим (4,0-4,5 МПа);
-тозаланган газ маҳсулотидаги адсорбентни регенерация
шароитида деструкцияланиш билан кейин конденсацияланишга ва
полимерзацияланишга (юқори ҳароратда қайнайдиган ва ароматик
углеводородларни, меркаптанларни, гликолни, аминларнинг) мойил
бўлган маҳсулотларнинг мавжудлиги;
-фойдаланиладиган
адсорбентнинг
крекинг
ва
полимерзацияланиш реакцияларида каталитик таъсир қилишга эга
эканлиги.
Адсорбентларнинг коксланиш даражасини камайтириш учун
қуйидаги чоралар қўлланилади:
-хомашѐни тайѐрлашни яхшилаш (оғир углеводородларни ва
реагентларни тўлиқ ажралишини таъминлаш учун ажратиш
поғоналарини сонини ва реагентларни олдинги поғонасидаги газни
тозалаш);
-тозалаш жараѐнини оптимал режимда олиб бориш;
-юқори селектив адсорбентларни танлаш ва қўллаш;
-ингибиторларни киритиш йўли билан адсорбентни каталитик
фаоллигини камайтириш;
-оқимда кислород таркибли инерт газни (азотни ҳаволи
аралашмаси) оксидлаш регенерация жараѐнида адсорбентнинг
юзасидаги коксли чўкиндиларни йўқотиш.
Газни қуритиш ва тозалашда саноат адсорбция қурилмасида
меркаптанларни тозалашда томчили суюқликларни тушишини
олдини олишда қуйидаги ажратгичлар қўлланилади: цеолитнинг
барқарор қатлами билан тўлдирилган адсорберлар (NaX оддий
маркалари), иссиқлик алмашгичлар ва оловли қиздиргичлар. Газ
адсорбер орқали юқоридан пастга ўтади. Адсорбер ишларининг
циклига адсорбциялаш, регенерациялаш ва совитиш босқичлари
киради. Адсорбция 30 - 40°С ҳароратда ва 5-6 МПа босим остида
амалга оширилади. Регенерация атмосфера босимига яқин босимда
тозаланган газнинг адсорберга узатиш йўли орқали 300 - 400°С да
қиздирилган печда олиб борилади.
Жараѐннинг асосий камчилиги регенерацияда газларни
олтингугуртли бирикмалардан қўшимча тозалашнинг зарурлиги
ҳисобланади яъни, асосий оқимнинг 10-20% ни ташкил қилади.
Қурилманинг технологик схемаси 2.5-расмда келтирилган бўлиб,
NaX цеолитли маркаларда табиий газни тозалаш ва қуритиш учун
76
меркаптанлардан мўлжалланган. Унинг лойиҳавий иш унумдорлиги
6 млрд. нм
3
/йилни ташкил қилади.
Табиий газни биринчи ва иккинчи поғонада водород сульфид
ва углерод икки оксидидан аминли тозалашнинг қурилмаси ва унинг
хомашѐ қурилмалари келтирилган. Табиий ѐнилғи газлари
коммунал – маиший мақсадлар учун мўлжалланган бўлиб, уларнинг
таркиби қуйидагича: углерод икки оксиди - 0,03 % ҳажми бўйича
катта эмас; углеродли олтингугуртнинг таркиби - 50 мг/м
3
катта
эмас; водород сульфиднинг таркиби - 20 мг/м
3
катта эмас.
Do'stlaringiz bilan baham: |