Propan-butan aralashmasini ajratib olish uchun unumdorligi 10 T/soat bo`lgan rektifikatsion kallonnani loyihalash mundarija kirish asosiy qism

3. Tabiiy gazlardan propan va butan arashlashmasini ajratishda grafik va analitik usullardan foydalanish

Gazni qayta ishlash texnologiyasi murakkab jarayonlar sistemasi bо‘lib hisoblanadi. Yuqori temperatura va bosimda gaz xom ashyolari tarkibidagi uglevodorodlar turli kimyoviy reaksiyalarda fraksion qismlarga va undan keyin esa mahsulotlarga aylanadi. .

Gazni qayta ishlash jarayonlari bо‘yicha olib borilayotgan ilmiy tadqiqot ishlarida, jumladan, motor yoqilg‘ilari sifatini oshirish, aromatik uglevodorodlarni ajratib olish, moylarni va maxsus suyuqliklarni ishlab chiqarish, yuqori molekulali uglevodorodlarni turli katalizatorlar yordamida parchalanishi va boshqalarda fizik-kimyoviy usullarning grafik hamda analitik usullari qо‘llaniladi. Qо‘llaniladigan usul ilmiy tadqiqot olib borilayotgan obyektni muhiti, sharoiti, holati va boshqa kо‘rsatkichlariga bog‘liqdir.
Har bir ilmiy-tadqiqot ishi ma’lum nazariyaga bо‘ysungan holda murakkab jarayonlar majmuidir, ya’ni xom ashyoni qayta ishlashga tayyorlashdan tortib hosil bо‘layotgan mahsulotgacha fizik - kimyoviy hodisalardan iborat. Bu holatlarni tо‘liq о‘rganish, tahlil etish, muhokamalar asosida yakun qilish va oxirgi xulosalarni chiqarish fizik kimyoviy usullarga tayangan holda amalga oshiriladi. Shu sababli magistrantlarni hozirda qо‘llaniladigan fizik- kimyoviy usullar turlarini bilishlari muhim о‘rin tutadi.
Gazni qayta ishlash texnologiyasida xom ashyo va mahsulotlarni tarkibini analiz qilish kimyoviy, fizik- kimyoviy yoki fizik usullar bilan olib boriladi. Bu usullardan qaysi birini qо‘llash ilmiy-tekshirish obyektini tarkibiga qarab tanlanadi. Shu bilan birga biologik usulda analiz qilish jarayoni ham mavjud. Masalan, oltingugurt vodorodini havoda va gazdagi miqdorini shu usul bilan aniqlash mumkin. [5,7]
Fizik-kimyoviy va fizikaviy analiz qilish usullari uskuna va qurilmalarda bajariladigan usullardir. Modda va birikmalarning tarkibini aniqlash har doim ularning xossalariga mos holda bajariladi, chunki har bir modda о‘zining tarkibi va tuzilishi bilan boshqalaridan ajralib turadi. Bu moddalar о‘z navbatida alohida (individual) xususiyatlarga ham ega bо‘ldi. Masalan, moddalarning turli tо‘lqin uzunliklarida nurlarni yutishi, о‘tkazishi hamda sindirishi, eruvchanligi va boshqa xossalari.
Gaz xom ashyolari, hamda ularni qayta ishlashda hosil bо‘lgan mahsulotlar konsentratsiyalarini, ya’ni miqdorini aniqlash, moddalarni qizdirgan vaqtda nur о‘tkazishiga yoki yutishiga bog‘liq. Buni tekshirilayotgan moddaga tushayotgan nur signalini kamayishidan bilish mumkin. Demak, tekshirilayotgan modda signali (X) va undagi mavjud boshqa qо‘shimchalar signali (X_f) (buni fon deyiladi) doimo X-X_f holda bо‘ladi. Modda tarkibi va analitik xossalaridan birortasi orasidagi bog‘liqlik doimo tajriba asosida aniqlanadi. Bu bog‘lanish grafik shakldagi kо‘rinishga ega. Ularni kalibrovka grafigi deb ham aytiladi. Bunda moddalarni miqdori bilan nurni yutishi (turli tо‘lqin uzunliklarida) orasidagi bog‘liqlik tajribalar asosida FEK (foto-kolorimetr), SF (spektrofotometr) qurilmalaridan foydalanib aniqlanadi, hamda kalibrovka grafiklari chiziladi. Kalibrovka grafigi tо‘g‘ri chiziqli bog‘lanishga ega bо‘lib uning egilish burchagi usulni aniqlik darajasini belgilaydi, ya’ni shu burchak tangensi qanchalik katta bо‘lsa modda miqdori shuncha aniq darajada topiladi. Shu sababli , bо‘lganligidan, S – modda miqdori, ya’ni konsentratsiY. Odatda 400-760 nm tо‘lqin uzunligida (kо‘rinadigan nur) nur yutadigan moddalar rangli bо‘ladi. Moddalar ultrafiolet (200-400 nm) va infraqizil (0,8-25 mkm) tо‘lqinlarda ham nur yutishi mumkin. Bu holatlarda ham moddalarni nur yutishlari va qaytarish xossalari shu moddaning tabiati hamda eritmadagi miqdoriga bevosita bog‘liq. Bundan sifat va miqdor analiz qilish uchun foydalaniladi.
Agarda ma’lum qatlam (sloy)ga ega bо‘lgan moddalar eritmasidan intensivlikga ega bо‘lgan yorug‘lik о‘tkazilsa, bu yorug‘lik intensivligi gacha kamayadi. Bunda bо‘ladi.
Nurni о‘tkazish (yoki yutish) koeffitsiyenti (T) qiymati 0 dan 1 gacha bо‘lib, gohida uni foizlarda ham ifoda etiladi. Nur yutishni optik zichlik (D) bilan ham quyidagicha ifodalash mumkin:
yoki
Moddalar miqdorini grafik usullarda aniqlash (nur yutish xossalari asosida) ikkiga- fotokolorimetriya va spektrofotometriyaga bо‘linadi.
Fotokolorimetriya- ma’lum tо‘lqin uzunligida moddalarni kо‘rinadigan nurni yutishi asosida analiz qilishga asoslangan. [23,30]
Spektrofotometriya - esa kо‘rinadigan, ultrafiolet va infraqizil nurlarni qо‘llash orqali moddalarni analiz qilishdir.
Spektrofotometriya о‘zining keng tо‘lqin uzunliklarida ishlash, katta aniqligi, qо‘llaniladigan qurilmaning zamonaviyligi bilan fotokolorimetriyadan farq etadi. Ushbu usullar quyidagicha bajariladi:
Miqdori aniqlanayotgan eritmaning optik zichligi va standart eritma optik zichligi aniqlanadi. Eritmalar qatlami bir xil, ya’ni . Unda, va bо‘lganligidan, teng:
bо‘ladi.
- miqdori aniqlanayotgan modda konsentratsiyasi. Ma’lum miqdordagi konsentratsiyalarda tayyorlangan eritmalarni (standart) optik zichligi aniqlanib kalibrovka grafigi chiziladi va undan aniqlanadi.
Kimyoviy reaksiyalar tezligi va о‘zaro reaksiyaga kirishayotgan moddalar konsentratsiyalari orasidagi bog‘liqlikdan analitik maqsadlar uchun foydalanish mumkin. Bunda tajribalar asosida reaksiyalar tezligi (moddalar konsentratsiyasini vaqt birligi ichida о‘zgarishi) aniqlanadi.
Keyin bu bog‘lanishni bilgan holda ikkinchi reagent konsentratsiyasi topiladi. Bu usul katalizatorlar yordamida boradigan reaksiyalardagi moddalar miqdorini aniqlash uchun qulaydir. Mazkur usulda quyidagi grafiklar olinadi:



С<sub>к

1</sub>

С_к


С<sub>к



2





3</sub>

vaqt

5-rasm. Moddalar konsentratsiyasini vaqt birligi ichida о‘zgarish

S_k – katalizator konsentratsiyasi.

_I

tg

<sub>II

III</sub>

6-rasm. Katalizator konsentratsiyasiga binoan reaksiya tezligini о‘zgarishi.

Bu rasmlardagi qiymatlar о‘rniga, ya’ni konsentratsiya о‘rniga optik zichlik va о‘rniga ni qо‘yish mumkin, bunda - birorta moddani tо‘liq mahsulotga aylangandagi optik zichligi. [22]
Kinetik usullar yordamida moddalarni juda kichik miqdordagi konsentratsiyalarini ham aniqlash mumkin bо‘ladi.
Fizik- kimyoviy analiz qilishning xromatografik, ekstraksiya, chо‘ktirish, adsorbsiya va boshqa analitik usullari ham mavjuddir. Neft va gazni qayta ishlash texnologiyasida xromatografiya, ekstraksiya, adsorbsiya usullari hozirgi kunda keng qо‘llanilib kelinmoqda. Gazni qayta ishlash texnologiyasi jarayonlarida va shu sohadagi ilmiy tadqiqot ishlarida samarali qо‘llanilayotgan xromatografiya usuli ustida tо‘xtalib о‘tamiz. Bu usulda asosan moddalarni bir biridan ajratish, aniqlash, xossalarini о‘rganish va boshqa maqsadlar uchun foydalaniladi. Xromatografiya sodda, о‘tkazish oson, selektivligi yuqori, tezda aniqlash mumkinligi, avtomatlashtirishga qulayligi va boshqa jixatlari bilan samarali usul hisoblanadi. Bu usul yordamida keng miqyosdagi konsentratsiyaga ega bо‘lgan qattiq, suyuq va gaz holatdagi noorganik va organik moddalarni ajratish hamda aniqlashni universal tarzda amalga oshirish mumkin. Uning bilan tekshirilayotgan obyektlarda moddalarni sifat va miqdoriy analizlarini bajarish sharoiti mavjud. Shu bilan birga moddalarni fizik-kimyoviy xossalarini о‘rganish, texnologik jarayonlarni nazorat qilish va avtomat tarzda boshqarishga erishiladi. Hozirgi kunda atrof muxit atmosferasi tozaligini nazorat qilishni asosiy usuli ham xromatografiyadir. [28]