Qazların qurudulması

Qazların qurudulması. Karbohidrogenlər su ilə, daha doğrusu, su buxarı ilə hidratlar (CH₄·6H₂O; CH₄·7H₂O; C₂H₆·7H₂O; C₃H₈·18H₂O və s.) əmələ gətirir. Karbohidrogen qazlarının hidratları preslənmiş qar və ya buzaoxşar ağ kristal maddələrdir. Bunlar nəqletmə zamanı boru kəmərlərini tıxaya­raq onun istismarını və kompressorların işini çətinləş­dirir.

Hidratların yanması üçün qaz qarışığında olan su buxarlarının parsial təzyiqi hidratın parsial təzyiqindən çox olmalıdır. Qazların nəmliyini azaltdıqda su buxarının parsial təzyiqi hidratın parsial təzyiqindən az olur. Nəticədə təbii qazlarda hidratların əmələ gəlməsinin qarşısı alınır. Təcrübədə qazların nəmliyi şeh nöqtəsi ilə müəyyənləşdirilir. Boru üzərində şeh əmələ gəldikdə su buxarı kondensləşir, yəni qazdan şeh şəklində ayrılır. Təbii qazlar hidratlar əmələ gətirməsin deyə, onları sənayedə bir neçə üsul ilə qurudurlar. Bu üsullardan absorbsiya, adsorbsiya və s.-ni göstərmək olar.

a) absorbsiya prosesi

Karbohidrogen qazlarını qurutmaq üçün maye uduculardan istifadə edilir. Buna absorbsiya prosesi, mayeuducuya isə absorbent deyilir.

1929-cu ildə ilk qazlar absorbent kimi qliserin ilə qurudulmuşdur. 1936-cı ildən bəri isə absorbent kimi ən çox di- və trietilenqlikollardan istifadə edilir.

Aşağıda təbii qazları qurutmaq üçün işlədilən qlikolların fiziki-kimyəvi xassələri göstərilir.

	Dietilenqlikol	Trietilenqlikol
Nisbi sıxlığı, kq/m^3 Temperatur, °C Qaynama (760 mm c.st.) Ərimə Parçalanma 20°C-də özlülük, SPZ İstilik tutumu Buxarlanma istiliyi, (760 mm c.st.) kC/kq	1118,4 245,0 -8 171 35,7 0,500 349,2	1125,4 287,4 -7,2 191 47,8 0,525 416,6

Qazların qurudulması aşağıdakı qaydada aparılır: absorberin aşağı hissəsindən qurudulan qaz qarışığı, yuxarı hissəsindən isə absorbent verilir (şəkil 2.2). Bunlar əks axın prinsipi üzrə görüşərək qazları qurudur.

‘Şəkil 2.2. Qazların qlikollarla qurudulması qurğusunun sxemi:

1 - skrubber; 2 - absorber; 3 - desorber; 4 - istidəyişdirici; 5 - qaynadıcı; 6 - soyuducu; I - ilk qaz; II - qurudulmuş qaz; III - qlikol; IV - sulu qlikol; V - suvarma suyu
Qaz və maye axınının kontaktını artırmaq məqsədilə absorberin içərisində boşqablar quraşdırılır. Proses 20°C tem­pe­ra­turda 2-6 MPa təzyiqdə aparılır. Absorberin yuxarısından qurudulmuş qaz, aşağısından isə sulu absorbent xaric olur. Absorbent sudan təmizlənmək üçün istidəyişdiriciyə verilir

Burada müəyyən temperatura qədər qızdırılmış adsorbent desorberin orta hissəsinə vurulur. Desorbsiya prosesi nisbətən yüksək temperaturda aparılır. Absorbent kimi dietilenqlikol götürüldükdə desorbsiya 170°C, trietilenqlikol götürüldükdə isə 191°C temperaturda aparılır. Desorberdə temperatur yuxa­rıda göstərilən qiymətlərdən yüksək olduqda absorbent parçalanır.

Desorberin aşağısında temperatur rejimini saxlamaq üçün absorbentin bir hissəsi qızdırıcıda qızdırılaraq yenidən desorberə qaytarılır. Desorberin yuxarısından su buxarı xaric olur. Su buxarı kondensator-soyuducuda kondensləşir, soyulur və tutuma yığılır. Desorberin yuxarısında temperatur rejimini saxlamaq üçün suyun bir hissəsi suvarma kimi desorberin yuxarısına qaytarılır.

Desorberin aşağısından regenerə olunmuş absorbent xaric olaraq istidəyişdirici və soyuducu keçdikdən sonra yenidən absorberin yuxarısına vurulur və beləliklə, tsikl təkrar olunur.

b) Adsorbsiya prosesi

Qazların bərk uduculardan keçirilərək qurudulması adsorbsiya prosesinə əsaslanır. Qurudulma nəticəsində su buxarı və ya suyu adsorbent üzərində saxlayan gücün mahiyyəti indiyə qədər aydınlaşdırılmayıb. Bu məqsədlə bir çox nəzəriyyələr təklif edilmişdir. Bunlardan biri Lenqmur nəzəriyyəsidir. Bu nəzəriyyəyə görə, bərk adsorbentin səthində sərbəst valentliyi olan sahələr olur. Adsorbsiya olunan molekul bu səthin fəal mərkəzi üzərinə düşdükcə itələnməyərək onunla əlaqəyə girir. Adsorbsiya başlayan anda aktiv mərkəz və molekullar çox olduğu üçün onlarla əlaqələnən molekulların sayı onlardan qopan molekulların sayından çox olur, yəni adsorbsiya hadisəsi baş verir. Adsorbent bir qədər işlədikdən sonra onun səthi adsorbsiya olunan hissəciklərlə örtüldüyü üçün qaz molekulunun sərbəst səthlərə çökmə ehtimalı azala­raq müvazinət yaranır, yəni adsorbsiya ilə desorbsiya proseslərinin sürəti bərabərləşir.

Lenqmur nəzəriyyəsinə əsasən, adsorbsiya olunan molekul adsorbent üzərində monomolekulyar qalınlıqda lay əmələ gətirir. Təzyiqin artması və temperaturun azalması nəticəsində adsorbsiya olunmuş maddələrin miqdarı artır.

Sənayedə adsorbent kimi slikagel, aktivləşmiş alüminium oksidi, aktivləşmiş boksiddən, 4A və 5A ölçülü molekulyar ələkdən istifadə edilir.

Son zamanlar molekulyar ələkdən nəinki qazların quru­dul­masında, həm də neft emalı və neft-kimya sintezi sənaye­sinin digər proseslərində geniş istifadə olunur. Molekulyar ələk kimi kristalı seolitlər də işlədilir. Molekulyar ələyi digər adsorbentlərdən fərqləndirən cəhət onun məsamə­lərinin müxtə­lif ölçüdə olmasıdır ki, bu da ona yüksək seçicilik xassəsi verir.

Silikagel səthində olan məsamələrin hamısı eyni, molekulyar ələklərdə isə müxtəlif ölçülərdə olur. Buna görə də molekulyar ələklə təmizləmə daha səmərəlidir. Digər tərəfdən bu adsorbent müxtəlif ölçülü molekulları bir-birindən seçib ayırır. Ona görə də bunlara molekulyar ələk adı verilmişdir.

Qazlar iki adsorberdə qurudulur: birində qurutma prosesi, ikincidə uducunun aktivləşdirilməsi prosesi gedir. Adsorbsiya 25-40°C temperaturda və 0,2-0,4 MPa təzyiqdə aparılır. Adsor­berin yuxarısından çıxan qurudulmuş qazların tərkibində nəmliyin miqdarı normadan artıq olduqda, adsorber dayan­dı­rılır və adsorbent regenerə edilir.

Qazlarda nəmliyin miqdarı şeh nöqtəsinə əsasən müəyyən olunur. Adsorbenti regenerasiya üçün saxlanılan adsorberə quru qızmış qaz verilir. Adsorbent kimi silikagel, boksid, aktivləşdirilmiş alüminium oksidi və s. götürüldükdə regenerasiya 180-200°C, molekulyar ələk götürüldükdə isə 310-370°C temperaturda aparılır. Təzyiq isə hər iki halda atmosfer təzyiqinə bərabər olur. Molekulyar ələyin üzərindəki məsamələr kiçik və müxtəlif ölçülərdə olduğu üçün bu adsorbent yüksək temperaturda regenerə olunur. Molekulyar ələkdə adsorbsiya olunmuş molekulları qoparıb su buxarına çevirmək üçün çoxlu enerji tələb edilir. Regenerasiya su buxarı qurtarana qədər davam etdirilir.

Son zamanlar qısatsiklli adsorbsiya prosesi ilə qurudulma prosesindən daha geniş istifadə edilir. Bu prosesdə adsorbsiya müddəti 1,5-10 dəq. arasında olur. Bu prosesdə həm də adsorbsiya yüksək təzyiqdə və otaq temperaturunda gedir. Adsorbentin regenerasiyası isə atmosfer təzyiqində və otaq temperaturunda aparılır. Qısatsiklli adsorbsiya prosesində adsorbentin tamamilə regenerə olunmasına baxmayaraq regenerasiya prosesi az vaxt apardığı üçün bu proses yüksək məhsuldardır.

Bu prosesdə işlədilən adsorberlərin hündürlüyünün diametrinə nisbəti 2:1-5:1 götürülən silindrik aparatdır. Bunun içərisində 1,2-1,5 m məsafələrdə arakəsmələr quraşdırılaraq onların üzərinə adsorbent tökülür və aparatın en kəsiyində qazın sürəti 0,1-0,3 m/san-yə çatır.

Şeh nöqtəsi temperaturunun 45°C-dən az olması tələb edildikdə qazı adsorbsiya üsulu ilə qurudurlar. Digər göstəri­cilərinə görə absorbsiya üsulu heç də adsorbsiya üsulundan geri qalmır. Qurudulması lazım olan qazların miqdarı çox olduqda di- və trietilenqlikollarla qurudulma prosesi iqtisadi cəhətdən daha sərfəlidir.