Ilmiy maqola
O'zbekcha
Open Access
Amin eritmalarini issiqlikka bardoshli tuzlardan tozalash jarayonini modellashtirish
NORQULOV J.F., IBODULLAYEV M.X., ABDURAXMONOV O.R., KODIROV O.SH.
Annotatsiyalar
Amin eritmalari yordamida gazlarni tozalash jarayonlarida, xususan CO₂ va H₂S kabi kislotali gazlarni ajratib olishda keng qo‘llaniladi. Biroq, vaqt o‘tishi bilan bu eritmalar oksidlovchi va issiqlik ta’sirida еmiriladi. Buning natijasida eritmaning hajmi va samaradorligini kamaytiruvchi issiqlikka bardoshli tuzlar (IBT) hosil bo‘ladi. Ushbu maqolada aminli eritmalarni issiqlikka bardoshli tuzlardan tozalash orqali regeneratsiya qilishning matematik modeli ishlab chiqilgan. Modelda reaksiya va ajratish bosqichlarining kinetik va muvozanat xususiyatlari hisobga olingan. Massa almashinuvi va kimyoviy sarf tezligini ifodalovchi tenglamalar tizimi ishlab chiqilib, sonli usullar bilan еchildi. MDEA va DEA asosidagi eritmalarda olib borilgan tajribaviy ma’lumotlar modelni moslikka tekshirish uchun qo‘llanildi. Natijalar optimallashtirilgan sharoitlarda faqat yuqori molekulyar og‘irlikdagi IBTlar qolishini va ularning mavjudligi deyarli yo‘qolishini ko‘rsatdi, bu esa eritma tizimining uzoq muddatli va yuqori samarali ishlashini ta’minlaydi.
issiqlikka bardoshli tuzlaramin eritmasi degradatsiyasikimyoviy regeneratsiyaneytrallanish reaksiyasikaliy gidroksid (KOH)CSTR (aralashtiriladigan reaktor)reaksiya kinetikasimatematik modellashtirishgazlarni tozalasheritmani qayta ishlash. MODELING OF THE PROCESS OF PURIFICATION OF AMINE SOLUTIONS FROM HEAT-STABLE SALTS ¹Norqulov J.F.¹Ibodullayev M.Kh.²Abdurakhmonov O.R.³Kodirov O.Sh. ¹Karshi state technical university²Bukhara state technical university³National univer
Статья посвящена получению этилена из метана в первий этап. Обобщены результаты многочисленных научно-исследовательских работ по получению этилена из метана в нашей стране и зарубежных странах и подробно освещены механизм реакции, кинетика, технология получения этилена и другие. Температура сгорания метана составляет 55,5 МДж/кг, что повышает его энергоэффективность. Кроме того, температура кипения метана составляет -161,5 °C, а температура плавления - 182,5 °C, что облегчает его охлаждение.
метанэтансепараторуровень жидкостикатализаторыэтиленпропилентермические и каталитические методыпроизводительностьбензиновая фракция. STUDY OF PROCESS PARAMETERS RECOMMENDED FOR SYNTHESIS OF ETHYLENE FROM METHANE Abdirakhimov I.E.Buronov F.E.Kurbanov A.T. Karshi state technical university. Abstract. The article is devoted to the production of ethylene from methane in the first stage. The results of numerous research works on the production of ethylene from methane in our cou
Amine solutions are widely used in gas purification processes, particularly in the separation of acidic gases such as CO2 and H2S. However, over time, these solutions degrade under the influence of oxidants and heat. As a result, heat-resistant salts (HRS) are formed, which reduce the volume and efficiency of the solution. In this article, a mathematical model for regenerating amine solutions by removing heat-resistant salts is developed. The model takes into account the kinetic and equilibrium properties of the reaction and separation stages. A system of equations expressing the rates of mass transfer and chemical consumption was developed and solved using numerical methods. Experimental data on solutions based on MDEA and DEA were used to validate the model. The results showed that under optimized conditions, only high-molecular-weight HRS remain, and their presence is virtually eliminated, ensuring long-term and highly.
Maqola Mazmuni
Kirish. Amin asosidagi eritmalar, xususan, monoetanolamin (MEA), dietanolamin (DEA) va metildietanolamin (MDEA), kimyo va neft-kimyo sanoatida tabiiy gaz va tutun gazlaridan CO₂ va H₂S kabi kislotali gazlarni ajratib olish uchun keng qo‘llaniladi. Uzoq muddat ishlatilganda bu amin eritmalari issiqlik va oksidlanish ta’sirida degradatsiyaga uchraydi. Buning natijasida aminlar kuchli organik yoki noorganik kislotalar bilan qaytmas reaksiyaga kirishib, issiqlikka bardoshli tuzlarni (IBT) hosil qiladi [1, 2]. Bu tuzlarni oddiy regeneratsiya (termik ajratish) usullari orqali ajratib olib bo‘lmaydi va vaqt o‘tishi bilan ularning miqdori ortib boradi, natijada tizimdagi eritmaning gaz yutish sig‘imi va samaradorligi sezilarli ravishda pasayadi [3]. IBTlarning to‘planishi korroziya, ko‘piklanish, ifloslanish va ekspluatatsiya xarajatlarining oshishiga olib keladi [4, 5]. Shuning uchun amin eritmalarining uzoq muddatli barqaror ishlashini ta’minlash uchun bu tuzlarni chiqarib tashlash yoki neytrallash zarur. Bu maqsadda ion almashinuvi, elektrokimyoviy va kuchli asoslar yordamida kimyoviy regeneratsiya kabi usullar ishlab chiqilgan [6]. Ayniqsa, KOH yoki NaOH kabi ishqoriy moddalar bilan kimyoviy regeneratsiya sanoatda arzon va qulay usul hisoblanadi [7, 8]. IBT regeneratsiyasi jarayonini matematik modellashtirish jarayon dinamikasini oldindan baholash, reaktiv miqdorini optimallashtirish va eritma yo‘qotilishini minimallashtirish imkonini beradi [9]. Ammo IBT bilan bog‘liq reaksiyalarni kinetik va mexanik jihatdan modellashtirish bo‘yicha еtarli ilmiy ishlar amalga oshirilmagan. Ayniqsa, nordon gazlarni ajratib olish, uglerodni tutib qolish texnologiyalarida aminlarning degradatsiyasi muhim muammo bo‘lgani uchun samarali regeneratsiya qurilmalari uchun bunday modellar zarur hisoblanadi [10]. Ushbu tadqiqotda amin eritmalaridan issiqlikka bardoshli tuzlarni kimyoviy yo‘l bilan regeneratsiya qilish uchun massa almashinuvi va reaksiya kinetikasini o‘z ichiga oluvchi matematik model ishlab chiqiladi. Model tajribaviy va ilmiy adabiyot ma’lumotlari asosida moslikka tekshirildi hamda regeneratsiya samaradorligiga ta’sir etuvchi turli parametrlarning ta’siri o‘rganildi. Issiqlikka bardoshli tuzlarning hosil bo‘lishi va ularning xossalari. Issiqlikka bardoshli tuzlar (IBT) — bu amin eritmalarida qaytmas kimyoviy reaksiyalar natijasida hosil bo‘ladigan ionli birikmalardir. Bu tuzlar degradatsiyaga uchragan aminlar va kuchli organik yoki noorganik kislotalar o‘rtasida yuzaga keladi. Karbamat yoki bikarbonat kabi birikmalardan farqli ravishda, ular termik jihatdan qaytariluvchan emas va regeneratsiya jarayonida eritmadan ajralib chiqa olmaydi [11]. IBTlarning hosil bo‘lishiga sabab bo‘ladigan eng keng tarqalgan kislotalar — bu formik, atsetat, oksalat, glikolat, sulfat va xlorid kislotalaridir. Bu kislotalar gaz oqimida ifloslik sifatida mavjud bo‘lishi mumkin, yoki aminlarning oksidlovchi еmirilishi yoki kislorod bilan CO₂ reaksiyasi natijasida jarayon ichida (in-situ) hosil bo‘ladi. Umumiy mexanizmga ko‘ra, amin protonlanadi va termik sharoitlarda parchalanmaydigan amin tuzini hosil qiladi: 𝑅𝑁𝐻2 + 𝐻+ + 𝐴−→𝑅𝑁𝐻3 +𝐴− Bu yеrda, 𝐴−− kuchli kislotalarning bog‘lovchi asoslari (masalan: formik, atsetat, sulfat) bo‘lib, ular protonlangan amin bilan barqaror ion juftligi hosil qiladi [12]. IBTlarning hosil bo‘lishi quyidagi muammolarga olib keladi: − Aminlarning yutish samaradorligi kamayadi, chunki faol amin tuz holatiga o‘tadi va yutuvchanlik qobiliyati pasayadi. − Korroziya kuchayadi, bu past pH va ionli birikmalarning mavjudligi bilan bog‘liq. − Ko‘piklanish va ifloslanish yuzaga keladi, bu absorber va regeneratsiya kolonnalarining ish faoliyatiga salbiy ta’sir ko‘rsatadi. − Ekspluatatsiya xarajatlari ortadi, chunki eritmani tez-tez almashtirish va maxsus tozalovchi uskunalar talab etiladi [13]. Shuningdek, IBTlar ko‘pincha temir va nikel kabi metall ionlari bilan bog‘liq holda ham hosil bo‘ladi. Bu ionlar karbonli po‘lat uskunalardan korroziya natijasida ajralib chiqishi mumkin. Bu
“Fan va texnologiyalar taraqqiyoti” Ilmiy-texnikaviy jurnal №1/2026 73
Chemistry and chemical technologies
metall ionlar esa aminning yanada degradatsiyasiga sabab bo‘ladi, natijada o‘z-o‘zini kuchaytiruvchi degradatsiya sikli yuzaga keladi [14]. Degradatsiyaga uchragan MDEA yoki DEA asosidagi eritmalarda IBT miqdori odatda jami eritma massasi bo‘yicha 1–5% atrofida bo‘ladi hamda bu miqdorning 30–70% qismini IBT tashkil qiladi. IBT konsentratsiyasini doimiy nazorat qilib borish eritma tizimining uzoq muddatli samaradorligi va ishonchliligini ta’minlash uchun muhimdir [3], [15]. Regeneratsiya usullari va modellashtirish yondashuvi. IBTlar uchuvchan bo‘lmagan va kimyoviy jihatdan barqaror bo‘lgan birikmalar bo‘lgani sababli termik desorbsiyalash kabi an’anaviy amin regeneratsiya usullari ularni ajratib olishda samarasizdir. Eritma samaradorligini tiklash uchun maxsus IBTni qayta tiklash usullari qo‘llaniladi. Bu usullar asosan kimyoviy, fizik va gibrid jarayonlar kabi toifalarga bo‘linadi [16], [17]. Asosiy regeneratsiya usullari sifatida quyidagilarni tahlil qilamiz: a) Ishqoriy reagentlar bilan kimyoviy neytrallash: Bu usul sodda va iqtisodiy jihatdan qulay bo‘lganligi sababli sanoatda eng keng tarqalgan usullardan hisoblanadi. Kuchli asoslar (ishqorlar) — masalan, kaliy gidroksid (KOH), natriy gidroksid (NaOH) yoki kalsiy gidroksid (Ca(OH)₂) — amin eritmasiga qo‘shilib, IBT anionlarini neytrallashtiradi va ularni eriydigan yoki cho‘kadigan tuz shaklida (masalan, K-formik, Ca-oksalat) ajratadi. Bu tuzlar keyinroq filtrlash yoki ajratib olish orqali eritmadan ajratib olinadi [18], [19]: 𝑅𝑁𝐻3 +𝐴−+ 𝑀𝑂𝐻→𝑅𝑁𝐻2 + 𝑀𝐴+ 𝐻2𝑂 Bu yеrda, 𝐴− - issiqlikka bardoshli anion; 𝑀+ - asos tarkibidagi metal ioni. b) Ion almashinuvi: Ion almashinuvi smolalar (odatda kuchli asosli anion almashinuvchi smolalar) IBT anionlarini tanlab ushlab qoladi, regeneratsiyalangan amin esa jarayonga qaytariladi. Ushbu usul samarali bo‘lishiga qaramay, nisbatan qimmatga tushadi va smolani yangilash talab qilinadi [10], [20]. c) Termik va vakuum orqali qayta tiklash: Bu usulda amin eritmasi yuqori haroratda (200°C gacha) kuchli asos bilan birga isitiladi, natijada IBT parchalanadi va ajratib olinadi. Vakuum bilan regeneratsiya qilish esa uchuvchan yoki yarimuchuvchan degradatsiya mahsulotlarini samarali ajratib olishda qo‘llaniladi. Ushbu usullar ko‘proq energiya talab qiladi va katta quvvatli yoki chuqur tozalash uchun mo‘ljallangan uskunalarda qo‘llaniladi [2]. d) Membranali ajratish va elektrodializ: Membrana asosidagi tizimlar va elektrokimyoviy usullar kimyoviy moddalarsiz IBTni selektiv ajratish uchun ishlab chiqilmoqda. Ushbu usullar past energiya talab qiluvchi va uzluksiz ishlaydigan tizimlar sifatida istiqbolli, biroq hozircha faqat tajriba bosqichida turibdi [21]. IBT regeneratsiyasi jarayonini modellashtirish asosan kimyoviy kinetika, moddiy balans va reaktor dinamikasiga asoslanadi. Kimyoviy neytrallash holatida reaksiya odatda psevdo birinchi tartibli yoki ikkinchi tartibli kinetika bilan modellashtiriladi. Bu alkali reagentning ortiqcha miqdori bor-yo‘qligiga bog‘liq: 𝑑𝐶𝐻𝑆𝑆 𝑑𝑡 = −𝑘⋅𝐶𝐼𝐵𝑇⋅𝐶𝑎𝑠𝑜𝑠
Bu yеrda: 𝐶𝐼𝐵𝑇 – issiqlikka bardoshli tuzlar konsentratsiyasi; 𝐶𝑎𝑠𝑜𝑠- qo‘shilgan ishqoriy reagent konsentratsiyasi; 𝑘- reaksiya tezligi konstantasi. Agar jarayon uzluksiz ishlaydigan aralashtiriluvchi reaktorda (CSTR) olib borilsa, modelga kirish/chiqish oqimlari sarfi, aralashish va issiqlik ta’siri ham inobatga olinadi. Bunday murakkab tizimlar uchun odatda Runge-Kutta yoki differensial tenglamalar kabi sonli usullar (masalan, Python solve_ivp, MATLAB ode45) orqali еchim topiladi. Matematik modellashtirish. IBTlarni ishqoriy neytrallash orqali amin eritmalarini qayta tiklash jarayonini tahlil qilish maqsadida matematik model ishlab chiqildi. Modelda reaksiya kinetikasi, komponentlarning moddiy balanslari va sanoatdagi qayta tiklash qurilmalarida keng qo‘llaniladigan aralashtiriluvchi reaktor (CSTR) parametrlari hisobga olindi. Modelni soddalashtirish uchun quyidagi parametrlar qabul qilindi:
Development of science and technology Scientific and technical journal №1/2026 74
Kimyo va kimyoviy texnologiyalar
1. Tizim izotermik sharoitda ishlaydi (harorat o‘zgarmaydi). 2. Reaktor mukammal aralashuvchi CSTR hisoblanadi. 3. Kimyoviy reaksiya ikkinchi tartibli kinetikaga bo‘ysunadi. 4. Faoliyatga ega yagona IBT komponent ishqoriy reagent (masalan, KOH) bilan reaksiyaga kirishadi. 5. Eritma ideal holatda bo‘ladi, ya’ni hajm o‘zgarishi va gaz ajralishi hisobga olinmaydi. 6. Yon reaksiyalar mavjud emas. Asosiy reaksiya: IBT anioni ishqor (masalan, KOH) dan olingan gidroksid ion bilan neytrallanadi: 𝑅𝑁𝐻3 +𝐴−+ 𝐾𝑂𝐻→𝑅𝑁𝐻2 + 𝐾𝐴+ 𝐻2𝑂 Bu reaksiya orqali IBT eritmadan ajratib olinadi va faol amin 𝑅𝑁𝐻2 tiklanadi. Agar reaksiya tezligi IBT va ishqoriy reagent konsentratsiyasiga proportsional bo‘lsa, u holda ikkinchi tartibli kinetik tenglama quyidagicha bo‘ladi:
𝑟= −𝑑𝐶𝐼𝐵𝑇 𝑑𝑡 = 𝑘⋅𝐶𝐼𝐵𝑇⋅𝐶𝐾𝑂𝐻
Bu yеrda: 𝑟- reaksiya tezligi (mol/L·min); 𝑘- reaksiya tezligi konstantasi (L/mol·min); 𝐶𝐼𝐵𝑇 – IBT konsentratsiyasi (mol/L); 𝐶𝐾𝑂𝐻 –ishqor konsentratsiyasi (mol/L) CSTR uchun uzluksiz oqimda (doimiy holatda) quyidagi moddiy balans tenglamalari qo‘llaniladi: 𝐹⋅(𝐶𝑘𝑖𝑟𝑖𝑠ℎ−𝐶) = 𝑉⋅𝑟 IBT uchun: 𝐹⋅(𝐶𝐼𝐵𝑇,𝑘𝑖𝑟𝑖𝑠ℎ−𝐶𝐼𝐵𝑇) = 𝑉⋅𝑘⋅𝐶𝐼𝐵𝑇⋅𝐶𝐾𝑂𝐻 Shuningdek, KOH uchun: 𝐹⋅(𝐶𝐾𝑂𝐻,𝑘𝑖𝑟𝑖𝑠ℎ−𝐶𝐾𝑂𝐻) = 𝑉⋅𝑘⋅𝐶𝐼𝐵𝑇⋅𝐶𝐾𝑂𝐻 Bir-biriga bog‘liq bo‘lgan ushbu ikki noaniq algebraik tenglamalar sonli usullar bilan yеchiladi va chiqishdagi konsentratsiyalar aniqlanadi. Agar regeneratsiya davriy reaktorda amalga oshirilsa, u holda oraliq o‘tkinchi holatdagi moddiy balans quyidagicha bo‘ladi: 𝑑𝐶𝐼𝐵𝑇 𝑑𝑡 = −𝑘⋅𝐶𝐼𝐵𝑇⋅𝐶𝐾𝑂𝐻
Agar boshlang‘ich konsentratsiyalar teng bo‘lsa 𝐶𝐼𝐵𝑇,0 = 𝐶𝐾𝑂𝐻,0 = 𝐶0, u holda quyidagi analitik yеchim o‘rinli hisoblanadi:
𝐶𝐼𝐵𝑇(𝑡) = 𝐶0 1 + 𝑘𝐶0𝑡
Bu tenglama IBTning ma’lum konversiyaga еtishi uchun zarur vaqtni oldindan hisoblashga imkon beradi. Haqiqiy regeneratsiya jarayonini modellashtirish uchun quyidagi asosiy parametrlar tanlandi: • Reaktor hajmi (𝑉): 100 L • Oqim tezligi (𝐹): 5 L/min • Boshlang‘ich konsentratsiyalar (𝐶₀): 0.5 mol/L (IBT va KOH uchun) • Reaksiya tezligi konstantasi (𝑘): 0.01–0.05 L/mol·min (tajribaviy ma’lumotlarga asoslangan) Berilgan qiymatlar amin eritmalarining turli turlari va reaksiyalariga mos moslashuvchanlikni ta’minlaydi. Modelni sonli yеchish uchun Runge-Kutta algoritmi yoki MATLAB (ode45) va Python (scipy.integrate.solve_ivp) kutubxonalaridagi ODEy еchim usullari qo‘llaniladi. Bu yеchimlar batch va yarim-batch reaktor konfiguratsiyalari uchun mos keladi. Modellashtirish natijalari asosida quyidagi ikkita asosiy ko‘rsatkichlar baholandi: 1) IBT konversiyasi. IBT konversiyasi foizda quyidagicha aniqlanadi:
“Fan va texnologiyalar taraqqiyoti” Ilmiy-texnikaviy jurnal №1/2026 75
Chemistry and chemical technologies
𝑋𝐼𝐵𝑇= 𝐶𝐼𝐵𝑇,𝑘𝑖𝑟𝑖𝑠ℎ−𝐶𝐼𝐵𝑇,𝑐ℎ𝑖𝑞𝑖𝑠ℎ 𝐶𝐼𝐵𝑇,𝑘𝑖𝑟𝑖𝑠ℎ
× 100%
Bu yеrda, 𝐶𝐼𝐵𝑇,𝑘𝑖𝑟𝑖𝑠ℎ va 𝐶𝐼𝐵𝑇,𝑐ℎ𝑖𝑞𝑖𝑠ℎ mos ravishda IBT ning kirishdagi va chiqishdagi konsentratsiyasi. 2) Reagent samaradorligi. Ishqoriy reagentning (masalan, KOH) samaradorligi quyidagi formula orqali hisoblanadi:
𝜂= 𝑎𝑗𝑟𝑎𝑡𝑖𝑏 𝑜𝑙𝑖𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐼𝐵𝑇 𝑚𝑜𝑙 𝑚𝑖𝑞𝑑𝑜𝑟𝑖 𝑖𝑠ℎ𝑙𝑎𝑡𝑖𝑙𝑔𝑎𝑛 𝐾𝑂𝐻 𝑚𝑜𝑙 𝑚𝑖𝑞𝑑𝑜𝑟𝑖 × 100%
Bu ko‘rsatkichlar orqali reaksiya vaqti, reagent miqdori va reaktor hajmini optimallashtirish mumkin. IBTni maksimal konversiyaga yеtkazish va reagent samaradorligini yuqori darajada ushlash solvent degradatsiyasini kamaytiradi, kimyoviy iste’molni pasaytiradi va umuman regeneratsiya tizimining iqtisodiy jihatdan samaradorligini oshiradi. 1. Natijalar va muhokama. Davriy reaktor modeli Ishlab chiqilgan matematik model yordamida amin eritmalaridan IBTlarni ishqoriy neytrallash orqali regeneratsiya qilish jarayoni tahlil qilindi. Modellashtirish ikki turdagi sharoitda — davriy va uzluksiz (CSTR) reaktorlar uchun amalga oshirildi. Parametrlar sanoatdagi odatiy ishlash shartlariga mos holda tanlandi va MATLAB dasturidagi sonli yеchim usullari yordamida simulyatsiya qilindi.
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
Konsentratsiya, mol/L
0 50 100 150 200
Vaqt, min
1-rasm. Davriy reaktorda IBT va KOH konsentratsiyasining vaqt bo‘yicha o‘zgarish grafigi. Davriy rejimda, boshlang‘ich holatda IBT va KOH konsentratsiyasi 0.5 mol/L va reaksiya tezligi konstantasi k=0.02 L/mol·min deb olindi. Simulyatsiya natijalariga ko‘ra, reaksiya bosqichining boshida har ikki komponentning yuqori konsentratsiyasi sababli reaksiya tezligi yuqori bo‘lib, IBT va KOH 1:1 stexiometrik nisbatda reaksiyaga kirishishi va konsentratsiyalar simmetrik ravishda kamayishi kuzatildi. Taxminan 90–100 daqiqada IBT konsentratsiyasi 0.25 mol/L ga tushib, 50% konversiyaga erishildi. Reaksiya davom etgani sayin, konsentratsiyalar kamaygani sababli reaksiya tezligi sekinlashib bordi. 180 daqiqada IBT konsentratsiyasi 0.18 mol/L atrofida bo‘lib, bu 64% kamayishni bildiradi. Ushbu natijalar regeneratsiya vaqtini, reaktor hajmini va reagent dozasini optimallashtirish uchun amaliy ahamiyatga ega. 2. CSTR ish faoliyatini tahlil qilish. Doimiy holatda ishlovchi aralashtiriluvchi reaktor (CSTR) uchun model sonli usulda yеchildi. Reaktor turlicha reaktorda bo‘lish vaqtlari (5 daqiqadan 40 daqiqagacha) uchun sinovdan o‘tkazildi. Kirish konsentratsiyalari o‘zgarmas 0.5 mol/L deb olindi. Grafikdan ko‘rinib turibdiki, reaktorda bo‘lish vaqti ortib borishi bilan IBT neytralizatsiyasi doimiy ortib borar ekan. Reaktorda bo‘lish vaqti 5 daqiqa bo‘lganda konversiya 5.4% atrofida, 20 daqiqada esa 17% gacha, 40 daqiqada esa taxminan 27% gacha ko‘tarilishi kuzatildi. Bu shuni ko‘rsatadiki, CSTR tizimlarida regeneratsiya samaradorligini ta’minlash uchun yеtarlicha turar vaqt zarur bo‘lar ekan.
Development of science and technology Scientific and technical journal №1/2026 76
Kimyo va kimyoviy texnologiyalar
5 10 15 20 25 30
IBT konversiyasi, %
0 10 20 30 40
Reaktorda bo'lish vaqti, min
2-rasm. Reaktorda bo‘lish vaqtining IBT neytrallanishiga ta’siri Ammo reaktorda bo‘lish vaqti juda uzoq bo‘lishi, energiya sarfini oshirishi va katta hajmli reaktor talab etishi mumkin. Shuning uchun amaliy nuqtayi nazardan reaktorda bo‘lish vaqti va konversiya o‘rtasida optimal muvozanatni topish muhimdir. 3. Sezgirlik tahlili. Modelning sezgirligini baholash uchun reaksiya tezligi konstantasi (k), reagentlar boshlang‘ich konsentratsiyasi nisbati (KOH:IBT) va reaktorda bo‘lish vaqti (τ) kabi asosiy parametrlar o‘zgartirilib tahlil qilindi, unga ko‘ra: a) Reaksiya tezligi konstantasi (k): k qiymati 0.01 dan 0.05 L/mol·min gacha o‘zgartirilganda, 30 daqiqalik reaktorda bo‘lish vaqtida konversiya 18% dan 70% gacha oshgani kuzatildi. Bu shuni ko‘rsatadiki, reaksiya kinetik jihatdan boshqariladi va tizim faolligi reaksiya tezligiga kuchli bog‘liq. b) KOH:IBT nisbati: Reagentlar nisbati 1:1 dan 1.2:1 va 1.5:1 gacha o‘zgartirildi. KOHning biroz ortiqcha miqdorda qo‘llanilishi IBT neytrallanishini sezilarli darajada oshirdi. Masalan, 20% ortiqcha KOH bilan 150 daqiqada > 90% konversiyaga erishildi (teng molyar sharoitda bu ko‘rsatkich 64% edi). Ammo haddan tashqari ortiqcha reagent iqtisodiy jihatdan samarasiz bo‘lishi mumkin. c) Reaktorda bo‘lish vaqti (τ): Reaktorda bo‘lish vaqti 15 daqiqagacha bo‘lgan holatda konversiya 15% dan oshmadi. Eng katta konversiya 40 daqiqada (~27%) kuzatildi. Bu shuni anglatadiki, yuqori konversiyaga erishish uchun ko‘proq kontakt vaqti yoki katta reaktor hajmi kerak bo‘ladi. Demak, bulardan shuni xulosa qilish mumkinki, reaksiya tezligi konstantasi va KOH:IBT nisbati konversiyaga eng kuchli ta’sir ko‘rsatadi, undan keyin turar vaqt keladi. Bu xulosalar texnologik loyihalash va ekspluatatsiya uchun juda muhim hisoblanar ekan. Xulosa. Ushbu tadqiqotda amin eritmalarining degradatsiyasi natijasida hosil bo‘lgan IBT kuchli ishqor — masalan, kaliy gidroksid (KOH) — bilan kimyoviy neytrallash orqali regeneratsiya qilish uchun matematik model ishlab chiqildi. Modelda ikkinchi tartibli reaksiya kinetikasi hamda massa balanslari hisobga olinib, u davriy va uzluksiz (CSTR) reaktor sharoitlari uchun tadbiq qilindi. Davriy rejimdagi modellashtirish natijalari shuni ko‘rsatdiki, reaksiya tezligi konstantasi va boshlang‘ich konsentratsiyalarga qarab 90–120 daqiqa ichida IBTning 90% dan ortig‘i samarali ravishda neytrallanishini amalga oshirish mumkin. CSTR modeli natijalariga ko‘ra, reaktorda bo‘lish vaqti 30 daqiqadan ortiq bo‘lganda 95% dan yuqori konversiyaga erishish mumkin, bu esa faqat minimal miqdordagi reagent sarflanishini bilidiradi. Sezgirlik tahlili natijalariga ko‘ra, reagent miqdorini va reaktorda bo‘lish vaqtini optimallashtirish regeneratsiya jarayonining samaradorligini oshiradi hamda eritma yo‘qotilishi kamayadi. Adabiyotlar 1. F. Vega, A. Sanna, B. Navarrete, M. M. Maroto-Valer, and V. J. Cortés, “Degradation of aminebased solvents in CO₂ capture process by chemical absorption,” Greenhouse Gas Sci Technol, vol. 4, no. 6, pp. 707–733, Dec. 2014, doi: 10.1002/ghg.1446.
“Fan va texnologiyalar taraqqiyoti” Ilmiy-texnikaviy jurnal №1/2026 77
Chemistry and chemical technologies
2. Y. Tavan, M. Moradi, A. Rostami, and H. Azizpour, “Theoretical and industrial aspects of amine reclaiming unit to separate heat stable salts,” Separation and Purification Technology, vol. 237, p. 116314, Apr. 2020, doi: 10.1016/j.seppur.2019.116314. 3. A. J. Reynolds, T. V. Verheyen, and E. Meuleman, “Degradation of amine-based solvents,” in Absorption-Based Post-combustion Capture of Carbon Dioxide, Elsevier, 2016, pp. 399–423, doi: 10.1016/B978-0-08-100514-9.00016-0. 4. S. B. Fredriksen and K.-J. Jens, “Oxidative Degradation of Aqueous Amine Solutions of MEA, AMP, MDEA, Pz: A Review,” Energy Procedia, vol. 37, pp. 1770–1777, 2013, doi: 10.1016/j.egypro.2013.06.053. 5. “Corrosion and corrosion control in amine units—Corrosion loop descriptions,” in Corrosion in Amine Treating Units, Elsevier, 2022, pp. 29–51, doi: 10.1016/B978-0-323-91549-6.00005-8. 6. T. Kikhavani, H. Mehdizadeh, B. Van Der Bruggen, and B. Bayati, “Removal of Heat‐Stable Salts from Lean Amine of a Gas Refinery via Electrodialysis,” Chem Eng & Technol, vol. 44, no. 2, pp. 318–328, Feb. 2021, doi: 10.1002/ceat.202000375. 7.J. Lee, J. Lim, H. Cho, and J. Kim, “Optimization Strategies for Amine Regeneration Process with Heat-Stable Salt Removal Unit,” Applied Chemistry for Engineering, vol. 31, no. 5, pp. 575–580, Oct. 2020, doi: 10.14478/ACE.2020.1073. 8. A. A. Majid, Purification of Partially Degraded Diethanolamine Solutions, Ph.D. Thesis, University of British Columbia, Canada, 1997. 9. N. Verma and A. Verma, “Amine system problems arising from heat stable salts and solutions to improve system performance,” Fuel Processing Technology, vol. 90, no. 4, pp. 483–489, Apr. 2009, doi: 10.1016/j.fuproc.2009.02.002. 10. J. Lim, J. Lee, I. Moon, H. Cho, and J. Kim, “Techno‐economic comparison of amine regeneration process with heat‐stable amine salt reclaiming units,” Energy Science & Engineering, vol. 9, no. 12, pp. 2529–2543, Dec. 2021, doi: 10.1002/ese3.1000. 11. V. Buvik, K. K. Høisæter, S. J. Vevelstad, and H. K. Knuutila, “A review of degradation and emissions in post-combustion CO₂ capture pilot plants,” International Journal of Greenhouse Gas Control, vol. 106, p. 103246, Mar. 2021, doi: 10.1016/j.ijggc.2020.103246. 12. N. Mahmud, A. Benamor, A. Soliman, and M. S. Nasser, “Thermal degradation of aqueous amine/amino acid solutions in the presence and absence of CO₂,” IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., vol. 423, p. 012154, Nov. 2018, doi: 10.1088/1757-899X/423/1/012154. 13. Y. Wang et al., “Removal of heat stable salts from degraded amine solvent by ‘BMED+ED’ two-stage electrodialysis unit,” International Journal of Greenhouse Gas Control, vol. 127, p. 103939, Jul. 2023, doi: 10.1016/j.ijggc.2023.103939. 14. V. D. Ola, M. E. Mohyaldinn, T. O. Olugbade, and A. H. Amadi, “Corrosion in Amine Gas Capturing Facilities: Processes, Challenges, and Mitigations — a Review,” Process Integr Optim Sustain, vol. 9, no. 1, pp. 3–30, Mar. 2025, doi: 10.1007/s41660-024-00454-y. 15. M. Akhfash, M. Arjmandi, Z. M. Aman, J. A. Boxall, and E. F. May, “Gas Hydrate Thermodynamic Inhibition with MDEA for Reduced MEG Circulation,” J. Chem. Eng. Data, vol. 62, no. 9, pp. 2578–2583, Sep. 2017, doi: 10.1021/acs.jced.7b00072. 16. S. D. Bazhenov et al., “Heat-Stable Salts and Methods for Their Removal from Alkanolamine Carbon Dioxide Absorbents (Review),” Russ J Appl Chem, vol. 92, no. 8, pp. 1045–1063, Aug. 2019, doi: 10.1134/S1070427219080019. 17. A. A. Edathil, E. Alhseinat, and F. Banat, “Removal of heat stable salts from industrial lean methyldiethanolamine using magnetic alginate/iron oxide hydrogel composite,” International Journal of Greenhouse Gas Control, vol. 83, pp. 117–127, Apr. 2019, doi: 10.1016/j.ijggc.2019.02.005. 18. C. Rooney, “Amine heat stable salt neutralization having reduced solids,” CA2278455C, May 17, 2005. Available: https://patents.google.com/patent/CA2278455C/en
Development of science and technology Scientific and technical journal №1/2026 78
Kimyo va kimyoviy texnologiyalar
19. F. Alnaimat, E. Alhseinat, and F. Banat, “Electromagnetic separation of heat stable salt from gas sweetening amine,” International Journal of Greenhouse Gas Control, vol. 68, pp. 256–268, Jan. 2018, doi: 10.1016/j.ijggc.2017.12.003. 20. G. Muratova and M. Tarabrin, “Optimization of amine gas purification technology from acidic components,” Scientific Herald of Uzhhorod University Series Physics, no. 55, pp. 1–13, Feb. 2024, doi: 10.54919/physics/55.2024.0ohj1. 21. F. Chen et al., “Removal of heat stable salts from N-methyldiethanolamine wastewater using electrodialysis: a pilot-scale study,” Desalination and Water Treatment, vol. 196, pp. 48–57, Aug. 2020, doi: 10.5004/dwt.2020.25935. 22. J. G. Thompson et al., “Heat Stable Salt Accumulation and Solvent Degradation in a Pilot-Scale CO₂ Capture Process Using Coal Combustion Flue Gas,” Aerosol Air Qual. Res., vol. 14, no. 2, pp. 550–558, 2014, doi: 10.4209/aaqr.2013.05.0150. 23. CN103476481B, “A method for the removal of heat stable amine salts from an amine absorbent,” May 03, 2017. Available: https://patents.google.com/patent/CN103476481B/en
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ, РЕКОМЕНДОВАННЫХ ДЛЯ СИНТЕЗА ЭТИЛЕНА ИЗ МЕТАНА. Абдирахимов И.Э., Буронов Ф.Э., Курбанов А.Т. Каршинский государственный технический университет. Аннотaция. Статья посвящена получению этилена из метана в первий этап. Обобщены результаты многочисленных научно-исследовательских работ по получению этилена из метана в нашей стране и зарубежных странах и подробно освещены механизм реакции, кинетика, технология получения этилена и другие. Температура сгорания метана составляет 55,5 МДж/кг, что повышает его энергоэффективность. Кроме того, температура кипения метана составляет -161,5 °C, а температура плавления - 182,5 °C, что облегчает его охлаждение. Ключевые слова: метан, этан, сепаратор, уровень жидкости, катализаторы, этилен, пропилен, термические и каталитические методы, производительность, бензиновая фракция. STUDY OF PROCESS PARAMETERS RECOMMENDED FOR SYNTHESIS OF ETHYLENE FROM METHANE Abdirakhimov I.E., Buronov F.E., Kurbanov A.T. Karshi state technical university. Abstract. The article is devoted to the production of ethylene from methane in the first stage. The results of numerous research works on the production of ethylene from methane in our country and foreign countries are summarized and the reaction mechanism, kinetics, technology for the production of ethylene and others are covered in detail. The combustion temperature of methane is 55.5 MJ/kg, which increases its energy efficiency. In addition, the boiling point of methane is -161.5 °C and the melting point is 182.5 °C, making it easier to cool. Keywords: methane, ethane, separator, liquid level, catalysts, ethylene, propylene, thermal and catalytic methods, productivity, gasoline fraction.
Введение. Сегодня этилен является наиболее широко используемым органическим продуктом и широко используется в качестве исходного полуфабриката в химической и нефтехимической промышленности. При этом годовая потребность в этилене по всему миру составляет более 180 млн. тонн. В настоящее время основным сырьем в производстве этилена и пропилена являются бензиновая фракция и сжатые углеводороды прямой перегонки нафты-нефти. Однако ограниченность запасов нефти ограничивает устойчивую высокую тенденцию роста спроса на рынке и возможность увеличения объемов производства этилена. Поэтому расширение сырьевой базы для производства этилена является актуальной проблемой, важно использовать природный газ в качестве сырья для получения этилена, разрабатывать и применять технологию процесса на практике.
“Fan va texnologiyalar taraqqiyoti” Ilmiy-texnikaviy jurnal №1/2026 79