Absorbent kompozitsiyalarining absorbsiya va desorbsiya jarayonlaridan keyingi fizik-kimyoviy xossalari

Hozirgi kunda sanoat va ishlab chiqarishning keskin rivojlanishi sababli uglevodorod gazlaridan to‘g‘ridan to‘g‘ri yoqishda foydalanish ahamiyatli emasligini ko‘rsatmoqda. Neft va gaz sanoatidagi zamonaviy tendensiyalar gazlarni chuqur qayta ishlab, undan qimmatbaho mahsulotlar ishlab chiqarish mumkin ekanligini, shu hisobiga yuqori foyda bilan xomashyodan to‘g‘ri foydalanish zarauligini anglatadi. Respublikamizda ham gazni kimyoviy qayta ishlash sanoati uchun Sho‘rtan va Ustyurt gaz kimyo majmuaslari, Uzbekistan GTL zavodlari doirasida uglevodorod gazlaridan qimmatbaho mahsulotlar olishga erishilmoqda. Bunday turdagi ishlab chiqarish zavodlari xomashyosi uchun uglevodorod gazlari chuqur tozalanishni talab etadi. Hozirgi kunda bunday korxonalarda kuzatilayotgan kamchiliklarni tahlil etib, gazlarni tozalik darajasini oshirish yo‘nalishida ilmiy izlanishlar olib borildi [1,9,10]. Ko‘pgina uglevodorod gazlari (tabiiy gaz, biogaz va boshqalar) katta miqdorda nordon komponentlar bor, eng keng tarqalgani karbonat angidrid (CO2) va vodorod sulfidi (H2S), ammo uglevodorodli birikmalar - uglerod sulfidi (COS) - uglerod disulfidi (CS2), merkaptanlar (RSH), tiofenlar va boshqa aralashmalarni ham topish mumkin. “Uzbekneftgaz” AJ ning yirik gazni qayta “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №2/2025 83 Химия и химические технологии ishlash komplekslari Sho‘rtangazkimyo majmuasida gazni tozalashning noselektiv texnologiyasi qo’llaniladi. Sho‘rtangazkimyo majmuasida xomashyo gaz vodorod sulfid (H2S) va karbonat angidriddan (CO2) dan DEA yordamida tozalanadi. Tadqiqot ishlari alkanolaminlarning DEA turliga faollashtiruvchi aktivatorlarning kompozitsiyasi tayyorlanib, gazlarni nordon komponentlardan to‘liq tozalanishini, jarayonning texnik–iqtisodiy ko‘rsatgichlari yaxshilanishga erishishi uchun tadqiqotlar o‘tkazildi. Uglevodorod gazlarini katalitik qayta ishlash texnologiyalarida nordon komponentlardan chuqur tozalash talab etilganligi va hozirgi vaqtda bunday korxonalarda ba’zi bir muammolar yuzaga kelayotganligi uchun mukammal tarkibli absorbent kompozitsiyasini yaratish muhimdir. Kompozitsion absorbentlarni eng samarali tarkibini tuzish uchun optimal tarkibni tanlash, unga qo‘shiladigan aktivatorlar konsentratsiyasini aniqlash muhim vazifadir. Adabiyotlar tahlili va mahalliy xomashyo turidan kelib chiqqan holda, zavod miqyosida qo‘llanilayotgan absorbent dietanolamin (DEA), aktivatorlar geksamin, karbogidrazid asosida kompozitsion absorbent yaratib, sinov natijalari olindi. Alkanolamin kompozitsiyasi tarkibiga qo‘shiladigan kimyoviy reagentlar: Geksamin – molekulyar formulasi C6H12N4. Geksamin oq kristalli kukun hisoblanadi. 4 moll ammiak va 6 moll formldegidning o‘zaro reaksiyasi natijasida hosil bo‘ladi. Strukturaviy jihatdan adamantanga o'xshaydi. Geksamin taʼsirining toksikologik baholarini koʻrib chiqish asosida turli xil foydalanishdan kelib chiqqan holda, sogʻliq uchun uzoq muddatli xavflar aniqlanmagan va geksaminning joriy taʼsiri xavfsiz deb baholangan. Geksamin aminli absorbentlar aktivatori sifatida nordon komponentlarning yutuvchanligini oshiruvchi, korroziya ingibitori sifatida qurilmalarning vodorodli korroziyalanishini oldini oladi [1,7]. Karbogidrazid (Gidrazin, 1,3-diaminomochevina; karbonil digidrazid) – molekulyar formulasi CO(NHNH2)2. Karbohidrazid oq kristalli kukun hisoblanadi, tozalik darajasi 98,0 %. Karbohidrazid 12 % li suvli eritma pH ko‘rsatgichi pH=8,45. Karbohidrazid suv va spirtda yaxshi eriydi. Karbohidrazid korroziyaning oldini olish uchun ishlatiladi. Absorbsiya jarayoni uchun gazlarni nordon komponentlardan tozalashda kompozitsiyalardan fodalanildi. Jarayondagi samaradorli aniqlandi. Sanoat miqyosida absorbsiya jarayondan so’ng absorbent xossalarida ozgarishlar kuzatiladi. Shu kamchiliklar aktivatorlar va qo’shimchalar hisobiga yaxshilanganini aniqlash uchun to’yingan va regenerasiyalangan DEA namunalarining rangi, xiraligi, qovushqoqligi, mexanik qo‘shimchalar miqdori kabi ko‘rsatgichlari tekshirildi (1-jadval). DEA eritmalari uchun loyqaliq darajasi (rangi) “NTU” – ASTM-D-1889-99 bo‘yicha, pneometrik qovushqoqlik (mm/s2) ASTM-D-45-97 me’yor bo‘yicha, mexanik qo‘shimchalar miqdori LTC-WT-326 me’yor bo‘yicha aniqlandi. Natijalarga ko‘ra, kompozitsiya asosida tayyorlangan namunalar absorbsiya jarayonida nordon komponentlar bilan tuzlarni hosil qiladi. Absorbentni regeneratsiyalash vaqtida bu tuzlar parchalanib absorbent qayta tiklanishi kuzatiladi. Kompozitsion absorbentlar aktivatorlari ta’sirida DEA qayta tiklanishi oshadi. Jarayonda tuzlar hosil bo‘lishi kamayadi. Muhitning neytrallashishi hisobiga qurilmalarda korroziya mahsulotlari miqdori kamayadi. Natijalar 4-7 namunalar bo‘yicha ijobiy ekanligi aniqlandi [2, 5, 6]. Jarayonda to‘yingan absorbent qayta tiklanish vaqtida termik barqaror tuzlar hosil bo‘lishi, gazlar tarkibiga DEA o‘tib ketishi hisobiga konsentratsiya kamayishi kuzatiladi. Shuning uchun doimiy ravishda konsentratsiya aniqlanadi. Aktivator qo‘shilgan dietanolamin kompozitsiyalari konsentratsiyaning kam miqdorda kamayishiga olib keldi. Sababi aktivator termik barqaror tuzlarni hosil bo‘lish miqdorini kamaytirgani hisobiga konsentratsiya katta nisbatlarda kamaymadi. “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №2/2025 84 Кимё ва кимёвий технологиялар 1-jadval. To’yingan va regenerasiyalangan DEA namunalarining rangi, xiraligi, qovushqoqligi, mexanik qo‘shimchalar miqdori kabi ko‘rsatgichlari № Nomlanishi Xiraligi, mg/l Mexanik qo’- shimchalar, mg/l To’yingan DEA namunalari 1 DEA 1-namuna (taqqoslash uchun) Loyqalik, rangi Shaffof yashil 0,69 0,84 2 DEAli 2-namuna Shaffof yashil 0,69 0,76 3 DEAli 3-namuna Shaffof yashil 0,67 0,72 4 DEAli 4-namuna Shaffof yashil 0,65 0,63 5 DEAli 5-namuna Shaffof yashil 0,65 0,62 6 DEAli 6-namuna Shaffof yashil 0,64 0,62 7 DEAli 7-namuna Shaffof yashil 0,64 0,61 Regenerasiyalangan DEA namunalari 1 DEA 1-namuna (taqqoslash uchun) Shaffof, rangsiz 0,56 0,70 2 DEAli 2-namuna Shaffof, rangsiz 0,54 0,56 3 DEAli 3-namuna Shaffof, rangsiz 0,53 0,55 4 DEAli 4-namuna Shaffof, rangsiz 0,54 0,47 5 DEAli 5-namuna Shaffof, rangsiz 0,54 0,46 6 DEAli 6-namuna Shaffof, rangsiz 0,54 0,46 7 DEAli 7-namuna Shaffof, rangsiz 0,54 0,45 Absorbsiya jarayoni uchun gazlarni nordon komponentlardan tozalashda DEA konsentratsiyasi muhim ahamiyatga egadir. Olingan natijalar asosida to‘yingan va desorbsiyalangan DEA namunalarining konsentratsiyalari aniqlandi (2-jadval). 2-jadval To‘yingan va desorbsiyalangan DEA namunalarining konsentratsiyalari № Desorbsiyalangan DEA namunalarining konsentratsiyasi Titrlashga sarf bo‘ lgan 0,5 n HCl eritma hajmi Titrlashga sarf bo‘ lgan 0,5 n HCl eritma hajmi O‘ lchab olingan absorbent massasi O‘ lchab olingan absorbent massasi To‘ yingan DEA namunalarining konsentratsiyasi Absorbent namunalari 1 DEA 1-namuna (taqqoslash uchun) 1,020 5,23 27,19 1,018 5,63 29,32 2 DEAli 2-namuna 1,021 5,39 27,99 1,013 5,65 29,57 3 DEAli 3-namuna 1,015 5,35 27,98 1,009 5,63 29,58 4 DEAli 4-namuna 1,014 5,91 30,90 1,023 6,17 31,98 5 DEAli 5-namuna 1,017 5,75 29,98 1,011 6,09 31,94 6 DEAli 6-namuna 1,019 5,98 31,12 1,025 6,55 33,88 7 DEAli 7-namuna 1,022 6,35 32,94 1,006 6,41 33,78 Absorbent konsentratsiyasining kamayishiga aktivator konsentratsiyasini oshirish, yo‘qotilishlarga katta ta’sir etmaydi. 2 % aktivator qo‘shilgan 4-namuna konsentratsiyasi dastlabki DEA konsentratsiyasi (32 %) ga qariyb teng ekanligini ko‘rsatdi [3,4]. “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №2/2025 85 Химия и химические технологии Absorbsiya jarayoni uchun DEA eritmasi konsentratsiyasining oshirilishi tozalash samaradorligini oshiradi. Lekin, konsentratsiya oshganda jarayon uchun termik barqaror tuz hosil bo‘lishi, ular ta’sirida esa absorber tarelkalari ustida ortiqcha ko‘pik paydo bo‘lishiga olib keladi. Bu o‘z navbatida gaz tarkibiga absorbent qo‘shilib chiqib ketishiga sababchi bo‘ladi. Bunday kamchiliklar oldini olish maqsadida aktivator muhim sanaladi. Aktivator qo‘shilgan DEAli absorbent namunalari uchun ham ko‘piklanish ko‘rsatgichlari aniqlandi [7,8,12]. Kompozitsion absorbent namunalari ketma ket ulangan filtr, ignasimon berkitish vinteli, uch yo‘nalishli kran, kapilyarli reometr va g‘ovaq shisha plastinkali shisha barbatyordan tayyorlangan skrubberning 200 ml belgilangan o‘lchamgacha to‘ldirilib, azot liniyasiga ulangan trubka barbatyorli skrubberga kiritiladi. 1 minutda 4 l azot (4 dm3/s)o‘tishini sarf o‘lchagich bilan me’yorlab, azot skrubberdagi aminga uzatiladi. 5 minut vaqt davomida kuzatildi. Har bir namuna uchun ko‘pik balandligi aniqlandi. Vaqt tugaganidan keyin azot uzatish to‘xtatildi. Qayta vaqt belgilanib, ko‘pikning so‘nish vaqt natijalari aniqlandi (3-jadval). 3-jadval Absorbentning ko‘pik hosil qilish ko‘rsatkichlarini baholash tavsifi № Kompozitsiya namunalari Ko’pik balandligi, mm Ko’pik hosil qiluvchanlik Ko’pikni buzish vaqti, c Ko’pik barqarorligi 52 O’rtacha 33 O’rtacha 1 DEA 1-namuna (taqqoslash uchun) 2 DEAli 2-namuna 46 O’rtacha 19 O’rtacha 3 DEAli 3-namuna 45 O’rtacha 18 O’rtacha 4 DEAli 4-namuna 38 O’rtacha 13 Past 5 DEAli 5-namuna 39 O’rtacha 11 Past 6 DEAli 6-namuna 39 O’rtacha 14 Past 7 DEAli 7-namuna 31 O’rtacha 15 O’rtacha Natijalardan shuni aytish mumkinki, DEAli 4-7 namunalar namunalar ko‘pik tavsiflarining parametrlariga moslinini ko‘rsatdi. Absorbsiya jarayonidan o‘tkazilgan, qayta tiklanib desorbsiyalangan DEAli 1-3 namunalar namunalar ko‘pik balandligi va turg‘inligi bo‘yicha talablarga javob bermaganini ko‘rish mumkin. Ko’piklanish ko’rsatgichlari bo’yicha xulosa qilish mumkinki, ko’pik balandligi va ko’pik barqarorligi absorbentning konsentratsiyasiga, uning tarkibidagi termik barqaror tuzlar miqdoriga, tuzlar keltirib chiqargan korroziya mahsulotlari miqdoriga bo’g’liqligini ko’rsatdi. Absorbentlar tarkibidagi termik barqaror tuzlar – absorbsiya jarayonida absorbent va nordon komponentlar o‘zaro ta’sirlashuvi natijasida hosil bo‘lib, desorbsiya (regeneratsiya)ga uchramay qolgan tarkibiy qismdir. 4-jadval Desorbsiyalangan DEA namunalarining termik barqaror tuzlarning miqdori № Absorbent namunalari DEA namunalarining TBT miqdori, % mass 1 DEA 1-namuna (taqqoslash uchun) Namunalar zichligi, gr/sm3 V, titrlash uchun sarf bo‘lgan ishqor hajmi, ml 1,055 5,9 0,1118 2 DEAli 2-namuna 1,062 5,8 0,1092 3 DEAli 3-namuna 1,068 5,5 0,1030 4 DEAli 4-namuna 1,073 5,4 0,1006 5 DEAli 5-namuna 1,075 5,4 0,1004 6 DEAli 6-namuna 1,077 5.3 0,0984 7 DEAli 7-namuna 1,079 5,4 0,1001 “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №2/2025 86 Кимё ва кимёвий технологиялар Tabiiy gazlarning tarkibini CO2 va H2S dan tozalovchi absorbentlar uchun termik barqaror tuzlarning miqdorini aniqlashning mohiyati ion almashinuv xromatografiya mexanizmiga asoslangan: absorbent (amin) ionalmashinuvi smola (H+ formatidagi kationit) bilan ta’sirlashadi. Natijada absorbentdagi kationlar ushlanib qolinadi, anionlar esa muvofiq keluvchi kislota qoldig’i ko’rinishida eritmaga o’tadi, va tegishli ishqor eritmasi bilan titrlanadi. Tadqiqot faqat desorbsiyalangan DEA namunalari uchun o’tkazildi. DEA namunalari tarkibidagi termik barqaror tuzlarning miqdori namunaning zichligi va titrlash uchun sarf bo‘lgan ishqor hajmi aniqlanganidan foydalanib natijalar hisoblandi. Desorbsiyalangan DEA namunalarining termik barqaror tuzlarning miqdori dastlabki taqqoslash namunaga qaraganda kamayganini ko’rsatdi. XULOSALAR. Yangi tarkibli absorbent kompozitsiyasi orqali tizimda quyidagi o‘zgarishlar kuzatiladi: 1. Absorbent va nordon gazlar o‘zaro ta’sirlashganda hosil bo‘ladigan qaytmas reaksiyalar asosida boruvchi termik barqaror tuzlar miqdori kamayadi. 2. Absorbent tarkibiga qo‘shilgan aktivator hisobiga karbonat angidridning yutilish tezligi va yutilish miqdori ortadi. 3. Kompozitsion absorbent tarkibiga kiritilgan ingibitor hisobiga va termik stabil tuzlarni kamaytirish hisobiga qurilmalarda korroziya tezligi kamayadi. 4. Korroziya mahsulotlari kamaytirish, termik barqaror tuzlar miqdorini kamaytirish va aktivatorlar orqali alkanolamin kompozitsiyasining absorberdagi holatida ortiqcha ko‘piklanish kuzatilmaydi. 5. Agar absorberda ko‘piklanish ortganda tozalangan gaz tarkibida alkanolamin o‘tib qolishi kuzatilar edi. Jarayondagi holat yaxshilanishi hisobiga gazlar tarkibiga absorbent o‘tib ketishi kuzatilmaydi. Bu holatda dietanolamin yo‘qotilishi kamayadi. 6. Absorbentning faollashtiruvchilari hisobiga eritmaning sirt tarangligi ortadi va absorbentga faqat nordon gazlar yutiladi. Ekspanzerga absorbent borganida unda ajraladigan gazlar miqdori kamaytirishga erishildi