O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta`lim vazirligi

Ammiak va dioksid uglerodlarining distillyasiyasi
Reja:

1. Eritmalardan ammiak va dioksid uglerodlarini regeneratsiya qilish fizik-kimyo asoslari.

   
   

2. Distillyatsiya bolimining texnologik sxemasi.

   
   

8.1.Eritmalardan ammiak va dioksid uglerodlarini regeneratsiya qilishning fizik-kimyoviy asoslari
Filtrli suyuqlik tarkibidagi eritilgan ammoniy gidrokarbonat, karbonat va xlorid tuzlaridan ammiak va dioksid uglerodning regeneratsiya qilish jarayoni distillyatsiya (desorbtsiya) deb nomlanadi.
Absorbtsiya bolimiga bug` gaz aralashmasini berish va uning uzluksiz moddiy oqimini yuborish hamda filtrli suyuqlikdan toliq dioksid uglerod va ammoniy ajratib olish jarayonlari distillyatsiya bulimining asosiy vazifalari hisoblanadi. Absorbtsiya bulimiga bug`gaz aralashmasi quyidagi texnologik korsatkichlar bilan ketadi.
Ammiak miqdori, %…………………..51-53
Dioksid uglerod miqdori, %………...26-28
Harorat, ⁰C……………………………..58-60
Bog`langan ammiakning ohakli suspenziya bilan parchalanish reaktsiyasi va eritmalar qizdirilish hisobiga distillyatsiya bolimida ammoniy karbonat tuzlarining parchalanish reaktsiyalari amalga oshadi.
Ammiak va dioksid uglerodlarning desorbtsiya jarayoni distillyatsiya minoralarida otkaziladi. Distillyatson minora distiller (DS), distillyatsiya issiqlik almashinish apparati (TDS) va distillyatsiya gazlarining kondensator sovitgichlaridan (KKDS) tashkil topgan boladi. Soda ishlab chiqarish zavodlarida distillyatsiya suyuqligi bug` bilan qizdiriladi. Qizdirilayotgan filtrli suyuqlikning harorati 35-40⁰S gacha oshganida, ammoniy gidrokarbonatning parchalanishi va dioksid uglerodning ajralib chiqishi boshlanadi. Harorat 65-70⁰C gacha kotarilishi bilan ammoniy karbonatning distillyatsiyasi boshlanishi kuzatiladi. Hosil bolayotgan ammiak eritmada qoladi va dioksid uglerodning ajralib chiqish darajasi va tezligiga salbiy ta`sir korsatadi, chunki u dioksid uglerodning eruvchanligini oshirib yuboradi. Distillyatsiya issiqlik almashinish apparatida suyuqlik okimning harorati 80-90<sup>0</sup>S gacha oshgani uchun ammoniy karbonat parchalanishini keskin tezlashadi, keyinchalli eritma qaynash nuqtasigacha yaqin qizdirilgan holda, dioksid uglerodning deyarli toliq desorbtsiyasi kuzatiladi.
KXDS va TDS apparatlarida quyidagi reaktsiyalar otadi:
(NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>2NH<sub>3</sub>+CO<sub>2</sub>+H<sub>2</sub>O-972 kDj/kg;
NH<sub>4</sub>HCO<sub>3</sub>NH<sub>3</sub>+CO<sub>2</sub>+H<sub>2</sub>O-239kDj/kg;
NaHCO<sub>3</sub>+NH<sub>4</sub>ClNaCl+NH<sub>4</sub>HCO<sub>3</sub>+89 kDj/kg;
Qisman, NH<sub>3(eritma)</sub> NH<sub>3(gaz)</sub>-2053 kDj/kg
Keyinchalli, moddiy balans hisoblarini soddalashtirish maqsadida filtrli suyuqlikda barcha natriy NaCl shaklida, barcha dioksid uglerod ammoniy karbonat va gidrokarbonat shaklida boladi deb shartli ravishda qabul qilinadi.
Distillyatsiya issiqlik almashinishi apparatida filtrli suyuqlik aralashtirish apparatiga yuboriladi (aralashtirgichli reaktor). Bu erga ohak suspenziya ham yuboriladi va buning natijasida ammoniy xloriddan ammiakning regeneratsiya jarayoni otkaziladi:
2NH<sub>4</sub>Cl+Ca(OH)<sub>2</sub>CaCl<sub>2</sub>+2NH<sub>3</sub>+2H<sub>2</sub>O+218 kDj/kg
Ushbu jarayonda hosil bolayotgan erkin ammiak gaz fazasiga ajralib chiqadi. Bundan tashqari TDSning suyuqligida qolgan karbonat tuzlari aralashtiruvchining ichida kal`tsiy gidroksid bilan reaktsiyaga kirishadilar:
(NH₄)₂CO₃+Ca(OH)₂CaCO₃+2NH₃+2H₂O-17kDj/kg
Bu reaktsiya kalsiy gidrooksid ortiqcha sarflanishiga olib keladi.
Aralashtiruvchi va distillerdan barcha otayotgan qoshimcha reaktsiyalarning ichida gips hosil bulishi reaktsiyasi eng salbiy deb hisoblanadi, chunki gips apparat va trubauzatgichlarning ichki yuzalarida chokma shaklida otirib qoladi:
Na₂SO₄+CaCl₂CaSO₄+2NaCl-264 kDj/kg
Soda ishlab chiqarishda gips chokmalari hosil bolishi (inkrustatsiya) eng jiddiy muammolardan biri hisoblanadi. Ushbu muammoning hal qilinishi distillerning ekspluatatsiya vaqtini oshirishga bog`liq va bu oz navbatida rezervli apparaturaning sonini kamaytirishga olib keladi. Distillerda gipsli chokmaning hosil bolishi bir tomonidan, kal`tsiy sul`fat hosil bolishi sharoitlari ikkinchi tomonidan, distillyatsiya jarayonining apparaturali shakllanishiga bog`liqdir. Distillerda kuzatiladigan harorat diapazonlarida kal`tsiy sul`fat ikkita kristallik modifikatsiya hosil qiladi. Harorat 93⁰C dan past bolganida ikki suvli gips(CaSO₄2H₂O), undan yuqorida yarimsuvli gips (CaSO₄0,5H₂O) xosil boladi. Kritik haroratdan past bolgan sharoitida hosil bolayotgan CaSO₄2H₂O qizdirilgan holda 93⁰C haroratda yarimsuvli gips shakliga otadi.
Kristallar ozgarishi jarayoni qattiq tuzning trubauzatgich va apparatlar devorlarida chokishiga olib keladi. Shuning uchun distillyatsiya jarayoni kritik haroratdan (93⁰C) yuqori yoki past sharoitda otkaziladi. Jarayon gipsni stabil modifikatsiyalarining harorat oblastlarida otkazilganligi hisobiga inkrustatsiyalarning minimal osish tezligi kuzatiladi. 93⁰C haroratidan yuqori ish rejimi «issiq», 93⁰C dan past bolsa ish rejimi «sovuq» deb nomlanadilar. Soda ishlab chikarish sanoatida kopincha «issiq» ish rejimi qollaniladi.
Kal`tsiy sul`fat chokish jarayonida CaSO₄ bilan ota tuyingan eritmalar hosil buladi. Ota toyinishni yoqotish tezligi distillyatsiya qilinayotgan suyuqlik va ohakni suspenziyalar aralashish sharoitlari hamda zatravka-kristallar, ya`ni CaSO<sub>4</sub> kristallanish markazlari mavjudligiga bog`liqdir. Odatda 30 min mobaynida ota tuyinish 0,02-0,04 n.d. gacha kamayadi, ya`ni ota toyinish deyarli toliq yoqotiladi.
Distillyatsiya jarayonining apparaturali shakllanishi distillaer suyuqlikning va ohakni suspenziyalarning aralashishiga yaxshi sharoitlar yaratadi, shu jumladan kal`tsiy sul`fatning ota toyinishining olib tashlash vaqtini ta`minlaydi. Bundan tashqari distillerning kontakt elementlarining konstruktsiyalarida inkrustatsiya paydo bolishiga yol qoymasligi kerak.
Distillyatsiya bulimiga filtrli suyuqlikdan tashqari bir necha miqdorda tarkibida erigan shaklda gidrokarbonat va karbonat natriylardan iborat topgan kuchsiz suyuqlik kelib tushadi. Qizdirilish natijasida natriy gidrokarbonat gazli dioksid uglerod ajralib chikishi bilan dissotsiatsiya qiladi:
2NaHCO₃Na₂CO₃+CO₂+H₂O-113 kDj/kg
Natriy karbonat ammoniy xlorid bilan reaktsiyaga kirishadi:
Na₂CO₃+2NH₄Cl2NaCl+2NH₃+CO₂+H₂O-934 kDj/kg
Bu reaktsiyalar yuqori haroratlarda yuqori tezlik bilan otadilar.
Zamonaviy distillyatsiya bolimlari kuchsiz suyuqliklarni qayta ishlash uchun maxsus distillyatsion minoralari bilan ta`minlangan boladi va ular kichik distillyatsiya minoralari deb nomlanadi. Kichik distillyatsiya minorasi kuchsiz suyuqlik disstiller (DSJ) va kuchsiz suyuqlikning kondensator-sovutgichlaridan (KXDSJ) iboratdir.
Kichik distillyatsiya apparatida kuchsiz suyuqlikni qayta ishlash jarayonida natriy karbonat va ammoniy xlorid orasidagi kimyoviy reaktsiya mavjud emas.
Distillyatsiya va kichik distillyatsiya apparatlarida otayotgan jarayonlar bir biriga bog`liqdir va shuning uchun ular ammiak va dioksid uglerodlar desorbtsiyasi uchun bir texnologik sxemasi tarkibida korilmoqda.