Tabiiy gaz tarkibidagi nordon gazlarni fizik-kimyoviy usul bilan ajratish jarayonini takomillashtirish

1.2. Klaus usulida nordon gazlar tarkibidan oltingurgut ajratib olish
texnologiyasi.
Klaus jarayoni keng kulamda sanoatda gazlarni tozalashda foydalaniladi. Bu jarayonni xossa xususiyatlari shundan iboratki, asosan vodorod sulfidni elementar oltingugurt olishda ishlatiladi. Bu jarayonlar vodorod sulfid kislorod hamda oltingugurt IV-oksid ta’sirida o’tkaziladi. Katalizator o’rnida (A1₂0₃) va boshqa bir qancha metallar ta’sirida o’tkaziladi. Vodorod sulfidni oksidlash jarayonida elementar oltingugurt olishda qo’shimcha oltingugurt IV-oksid vodorod sulfid bilan o’zaro ta’sirlashadi. Bu jarayon kuchli ekzatermik bo’lib termadinamik jihatdan qaytar reaksiyaga olib keladi. Oltingugurtning hosil bo’lish jarayoni qanday sxemada o’tkazilishiga bog’liq.
Sanoatda Klaus jarayonini tuzilishi birinchi navbatda vodorod sulfid gaz kislotali xossaga ega ekanligini va boshqa qo’shimcha komponentli qayta ishlashni masalan, uglevodorolardan S0₂ olishlarni ta’minlaydi. Klaus jarayonidagi sxemada pech ichida vodorod sulfidni barqaror yonishini ko’rsatadi. Bu jarayon quyida 1- rasmda ko’rsatilgan. Vodorod sulfid 50% dan kam bo’lganda ularning hosil bo’lishi oltingugurtning chiqishi kam bo’ladi. hosil bo’ladigan gazlar 2/3 hajmda aralashishi kerak. Bu jarayondan so’ng katalitik reaktor ichida (H₂S S0₂) vodorod
sulfid bilan oltingugurt IV-oksid 2 hajmdan aralashishi kerak.
Agar vodorod sulfidni hajmi 30%dan kam bo’lsa, yonish jarayoni chidamli bo’lmas ekan. Yangi usulda vodorod sulfidni yonish jarayonlari shundan iboratki bunda uncha katta temperaturada maxsus katalizatordan foydalaniladi. Bu variantda Klaus jarayonida kuchli issiqlik ajralishini va termadinamik qiyinchiliklardan xalos bo’ladi. Bu usulni ustunligi shundan iboratki ikki reaktor urtasidagi jarayon 330°C dan oshmaydi va qiyinchiliklarni kamaytiradi.
B)Oltingugurt olish texnologiyasi.
Vodorod sulfid bilan oltingugurt IV-oksid o’zaro ta’siridagi jarayonda termodinamik jihatdan qaytar reaksiya bo’lib, ularning bir qismi to’liq ishlatilmasdan qoladi. Bu qoldiq gazlarning bir qismi oltingugurt tomchilari va uni parlari COS, S₂ ham azotlardan tashkil topgan bo’ladi. Oltingugurt IV-oksidni konsentratsiyasi Klaus ustanovkasini ishlash sxemasiga ish rejimiga tug’ridan-tug’ri bog’liq bo’ladi. Qoldiq gazlarning tarkibi quyidagilardan iborat.
Hajm %
1) H₂S S0₂---------------------0,5-1,8
2) S-----------------------------0,05-0,3
3) COS+CS₂------------------- 0,04-0,16
Oldingi vaqtda qoldiq gazlar bilan oltingugurt IV-oksid ko’rinishida yoqib atmosferaga chiqib ketar edi. Bu atmosferani va ekologiyani buzilishiga olib kelar edi xamda katta mikdorda issiklik kerak bular edi. Temperatura taxminan 800-950°C gacha bo’lar edi. Klaus ustanovkasi orqali qoldiq gazlar tozalash bu atmosferaga chiqayotgan gazlarni yuqotishdan iborat, bu yashayotgan va biz nafas olayotgan havoni tozalashdan iboratdir. Bu metod quyidagi prinsiplarga amal qiladi:
1) Oltingugurt IV-oksidini to’liq yonishi keyinchalik uni suvli eritmalarga yuttirish (Akvaklaus jarayoni).
2) Vodorod sulfid bilan oltingugurt IV-oksidni uzaro ta’sirini kattik
katalizatorlar ishtirokida o’tkazish (sulfrin va maksisalf) hozirgi vaqtda keng ko’lamda ishlatiladigan va tajribalardan kelib chiqqan holda qoldik gazlarni tozalash metodi sulfrin jarayoni muhim ahamiyatga ega. Bu jarayon asosan vodorod sulfid bilan oltingugurt IV-oksidlarni kattik katalizatorlar yuzasiga 125-150°C yuttirishdan iborat. Bunga alyuminiy III-oksid ishlatiladi. Bu metodni birinchi marta 1971- yilda Fransiyada Pake tomonidan yaratilgan. Bu metodda ya’ni Klaus apparatidagi qoldiq gazlarni tozalash kuchi 1000t (bir sutka ichida) iboratdir. Sulfrin jarayoni Klaus jarayonidan farqi shundaki, o’zaro ta’sir reaksiyadagi ya’ni vodorod sulfid bilan oltingugurt IV-oksidni ta’siridagi jarayonda reaksiya ko’proq oltingugurt hosil bo’lish nuqtai tomonidan hosil bo’ladi. Bu elementar oltingugurt olishga qulaylik tug’diradi. Ayniqsa kimyoviy muvozanat ham oltingugurt hosil bo’lish tomonga siljiydi. Ustunlik tomoni shundaki hosil bo’ladigan oltingugurt to’liq hosil bo’ladi. Oltingugurt katalizatorlar ustida hosil bo’ladi. Aktivligini oltingugurtni kamaytiradi. Bu jarayonlar avtomatik holatda bajariladi. Adsorbsiya va desorbsiya jarayoni 24-48 soat oksid alyuminiyni qaytarish sifatida sulfrin metodida ishlatilishi vodorod sulfid va oltingugurt IV-oksidlarni to’liq reaksiyaga kirishtirib oxirida hattoki katalizator aktiv adsorbent rolini yuqori ta’minlaydi. Bu jarayon 150^oCda o’tadi. Keltirilgan rasmda sulfrin metodi bo’yicha qoldiq gazlarni tozalashni alyuminiy katalizator ishtirokida siklosonlar 135°C berilgan [8].
Bitta reaktor oltingugurtni adsorbsiyalaydi, ikkinchi reaktor esa gazslarni tozalaydi. Bu jarayon yuqori temperaturada o’tadi. Maksisalf asbobi ham qoldiq gazlarni kondensat orqali ikkinchi ajraluvchi joydan Klaus asbobiga yetkazib beradi. Fransiyaning neftni qayta ishlash institutida Klauspol-1500da ham Klaus reaksiyasiga asoslanadi. Bu ham termodinamik muvozanatni oltingugurt hosil bo’lish tomonga siljitadi hamda bosimda pasaytirishga olib keladi. Temperatura 120-122°C ni tashkil etadi. Bosimi atmosfera bosimiga yaqin bo’ladi. Bu jarayonda katalizator polietilenglikol molekulyar massasini 400 ga teng bulganda erituvchidan foydalaniladi. Bu erituvchi past bosim beradi. Erituvchidan foydalanishni sababi uzoq vaqt bir xil bosimdan foydalanishga erishishni ta’minlaydi. Bunda katalizator sifatida ko’pincha quyidlagilardan foydalaniladi: osh tuzi, YU sulfokislota. Bu jarayon ikki bosqichda o’tadi.
1) suyuq fazada vodorod sulfid bilan oltingugurt IV-oksidni erish jarayoni
2) erituvchi bilan oltingugurt IV-oksid va vodorod sulfidni erishi. Bunda oltingugurt 99,9% tashkil qiladigan toza oltingugurt olinadi.
Bundan tashqari, 1972- yilda Shell ham qoldiq gazlarni tozalashda Klaus jarayonida o’zini firmasini tashkil qilib, bunda oltingugurt IV-oksididan oltingugurt olish 99,5% tashkil kilishni taklif etdi. Bu metod bo’yicha ishlash 1983-yilga kelib dunyo bo’yicha 85 ta ustanovka yaratildi. Klaus ustanovkasida gazlarni qizdirish 300°C gacha boradi. Hamma gazlar to’liq vodorod bilan gidridlab kobolt-molibden katalizatorlar ishtirokida vodorod sulfid bilan birikadi va oltingugurtga aylantiriladi. Olingan mahsulot qishloq xo`jaligi uchun miditsina uchun zarur mahsulot hisoblanadi. Hamda atmosferani tozalashga yordam beradi.
1-rasm. Klaus sxemasini klassik jarayoni
1-separator; 2- reaksiya utadigan pech; 3-muzlatgich; 4-konverter;
5- ikki marta kizdiriladigan joy; 6-kondensator; 7-oltingugurt uchun chuqurlik;
8-kompressor; 9-oltingugurt uchun nasos.
I-kislatali gaz, II-suv, III-havo, IV-yuqori bosimli park,
V-qozondagi suv, VI-past bosimli par, VII-qoldiq gaz, VIII-suyuq oltingugurt

2-rasm. Sulfrin metodi buyicha Klaus jarayonidagi gazni tozalashni sxemasi 1-2- 3-A1₂0₃ oksid bilan aktivlashgan reaktorlar; 4-gaz puflagich; 5- qizdirgich [9].