Suyuq aralashmalarni ajratish uchun rektifikatsion kolonnalami qurilmasini hisoblash va loyihalash - Химия - Курсовые работы

Информация о документе

Цена	13000UZS
Размер	41.1KB
Покупки	0
Дата загрузки	19 Май 2025
Расширение	docx
Раздел	Курсовые работы
Предмет	Химия

Suyuq aralashmalarni ajratish uchun rektifikatsion kolonnalami qurilmasini hisoblash va loyihalash

Купить

MUNDARIJA
I BOB. REKTIFIKATSIYA JARAYONINING NAZARIY ASOSLARI ............................................................ 5
1.1. Rektifikatsiya jarayonining mohiyati va qo'llanilish sohasi ....................................................... 5
1.2. Rektifikatsiya jarayonining termodinamik asoslari ................................................................... 6
1.3. Ideal va noideal aralashmalarni ajratish xususiyatlari ............................................................ 10
II BOB. REKTIFIKATSION KOLONNA QURILMASINING TUZILISHI VA ISHLASH PRINSIPI ................. 15
2.1. Rektifikatsion kolonna qismlari va ularning funksiyalari ........................................................ 15
2.2. Kolonna ish rejimlari: uzluksiz va uzlukli usullar ..................................................................... 19
2.3. Massao'tish va issiqlik almashinuv jarayonlari ....................................................................... 24
III BOB. REKTIFIKATSION QURILMANI HISOBLASH VA LOYIHALASH .............................................. 33
3.1. Texnologik parametrlarni aniqlash: bosim, harorat, sarf ....................................................... 33
3.2. Kolonna balandligi, diametri va pog'onalar sonini hisoblash .................................................. 41
3.3. Qurilmani ekspluatatsiya qilish va energetik samaradorlik tahlili .......................................... 50
XULOSA ......................................................................................................................................... 61
FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR RO'YXAT ..................................................................................... 64
2

KIRISH
Kimyo , neft - gaz va oziq - ovqat sanoatida suyuq aralashmalarni tarkibiy
qismlarga ajratish eng muhim jarayonlardan biri hisoblanadi . Rektifikatsiya usuli
ko ' p tarkibli suyuq aralashmalarni tarkibiy qismlarga ajratishning eng samarali va
keng tarqalgan usullaridan biri bo ' lib , u kimyoviy texnologiya jarayonlarida
alohida o ' rin tutadi . Rektifikatsion kolonnalar ı n to ' g ' ri loyihalash va hisoblash
nafaqat mahsulot sifatini ta ' minlash , balki energiya va resurslardan oqilona
foydalanish , iqtisodiy samaradorlikni oshirish hamda ekologik talablarga javob
berish kabi muhim masalalarni hal qilish imkonini beradi .
Zamonaviy sanoat korxonalarining raqobatbardoshligini ta ' minlash ,
mahsulot tannarxini pasaytirish va sifatini oshirish uchun rektifikatsion
kolonnalarni loyihalash va hisoblashga innovatsion yondashuvlar zarur . Shiddatli
rivojlanayotgan kompyuter texnologiyalari , matematik modellashtirish usullari va
zamonaviy dasturiy ta ' minotlar rektifikatsion qurilmalarni loyihalash va hisoblash
jarayonlarini sezilarli darajada takomillashtirish imkonini beradi .
Ushbu tadqiqot ishida suyuq aralashmalarni ajratish uchun rektifikatsion
kolonnalarni hisoblash va loyihalash masalalari o ' rganiladi . Tadqiqot davomida
rektifikatsion kolonnalarning asosiy turlari , ularning tuzilishi , ishlash prinsipi ,
hisoblash usullari , hamda zamonaviy loyihalash yondashuvlari ko ' rib chiqiladi .
Shuningdek, energiya tejamkor rektifikatsion kolonnalarni yaratish va ularning
samaradorligini oshirish usullariga alohida e'tibor qaratiladi.
3

Tezkor rivojlanayotgan kimyo va neft-gaz sanoatida rektifikatsion
kolonnalarni hisoblash va loyihalash usullarini takomillashtirish, yangi avlod
samarali qurilmalarni yaratish, shuningdek, mavjud kolonnalarni modernizatsiya
qilish bo'yicha ilmiy-amaliy tavsiyalar ishlab chiqish muhim ahamiyat kasb etadi.
4

I BOB. REKTIFIKATSIYA JARAYONINING NAZARIY ASOSLARI
1.1. Rektifikatsiya jarayonining mohiyati va qo'llanilish sohasi
Rektifikatsiya – bu suyuq aralashmalarni tarkibiy qismlariga ajratishning eng
samarali usullaridan biri bo'lib, komponentlarning qaynash haroratlari orasidagi
farqqa asoslangan jarayondir. Bu jarayon bug' va suyuqlik fazalari orasida modda
almashinuvi asosida amalga oshadi, bunda bug' va suyuqlik oqimlari bir-biriga
qarshi yo'nalishda harakatlanadi.
Rektifikatsiya jarayonining asosiy mohiyati shundaki, aralashmaning bug'
fazasi yuqori haroratli komponentga nisbatan quyi haroratli komponent bilan
boyitiladi, suyuq faza esa aksincha, yuqori haroratli komponent bilan boyiydi.
Jarayon davomida ko'p marotaba bug'lanish va kondensatsiya sikllari ketma-ket
takrorlanishi natijasida, aralashmani tashkil etuvchi komponentlarni yuqori
tozalikda ajratib olish imkoniyati yaratiladi.
Rektifikatsiya jarayoni quyidagi asosiy bosqichlardan iborat:
- Dastlabki aralashmani bug'lantirish
- Bug' va suyuqlik fazalari orasida massaalmashinuv
- Bug'larni kondensatsiyalash
- Mahsulotlarni yig'ib olish
Bu jarayon sanoatning ko'plab sohalarida keng qo'llaniladi:
5

1. Neft-kimyo sanoati: Neftni qayta ishlash zavodlarida neft fraksiyalarini
(benzin, kerosin, dizel, mazut) ajratishda rektifikatsiya jarayoni asosiy o'rin tutadi
2. Kimyo sanoati: Organik moddalar ishlab chiqarishda, masalan, etanol,
metanol, atsetaldegid, atsetil kislota va boshqa kimyoviy moddalarni tozalashda
qo'llaniladi.
3. Oziq-ovqat sanoati: Spirt va aroq mahsulotlari ishlab chiqarishda, efir
moylari olishda foydalaniladi.
4. Farmatsevtika sanoati: Tibbiy preparatlar va dori vositalarini tayyorlashda
kerakli komponentlarni tozalashda qo'llaniladi.
5. Suv tayyorlash: Distillangan suv olishda ham rektifikatsiya jarayonining
sodda shakllari qo'llaniladi.
Rektifikatsiya jarayoni kamida ikki komponentli aralashmalar uchun
qo'llaniladi va jarayon samaradorligi komponentlarning qaynash haroratlari
orasidagi farqqa bog'liq. Farq qanchalik katta bo'lsa, ajratish shunchalik oson
kechadi. Qiyin ajraladigan aralashmalar uchun (qaynash haroratlari bir-biriga yaqin
bo'lgan) ko'p pog'onali rektifikatsiya kolonnaları talab etiladi.
1.2. Rektifikatsiya jarayonining termodinamik asoslari
Rektifikatsiya jarayonining termodinamik asoslari Rault qonuni, Dalton
qonuni va fazalar muvozanati qonunlariga asoslanadi. Bu jarayonning samarali
6

ishlashi fazalar muvozanati va komponentlarning bug'-suyuqlik muvozanatiga
bog'liq.
Fazalar muvozanati
Ikki komponentli sistemada bug' va suyuqlik fazalari orasidagi muvozanat
quyidagi tenglamalar bilan ifodalanadi:
1. Rault qonuni: Bu qonunga ko'ra, suyuq aralashmadagi har bir
komponentning parsial bug' bosimi shu komponentning sof holatdagi bug' bosimi
va aralashmadagi mol ulushi ko'paytmasiga teng:
P = P ° × x₁ ₁ ₁
Bu yerda:
- P - komponentning aralashmadagi parsial bug' bosimi
₁
- P ° - sof komponentning bug' bosimi
₁
- x - komponentning suyuq fazadagi mol ulushi
₁
2. Dalton qonuni: Bug' fazasidagi har bir komponentning parsial bosimi
umumiy bosim bilan shu komponentning bug' fazadagi mol ulushi ko'paytmasiga
teng:
P = P × y
₁ ₁
Bu yerda:
7

- P - umumiy bosim
- y - komponentning bug' fazadagi mol ulushi₁
Bug' va suyuqlik fazalari muvozanat holatida bo'lganda, har bir komponent
uchun muvozanat konstantasi (K) quyidagicha aniqlanadi:
K = y /x = P °/P
₁ ₁ ₁ ₁
Bu yerda K - muvozanat konstantasi bo'lib, harorat va bosimga bog'liq
₁
kattalikdir.
Muvozanat diagrammalari
Rektifikatsiya jarayonining termodinamik asoslarini tushunishda muvozanat
diagrammalari muhim ahamiyatga ega. Ikki komponentli sistema uchun quyidagi
diagrammalar qo'llaniladi:
1. T-x,y diagramma: Bu diagrammada harorat (T) va komponentning
suyuqlik (x) hamda bug' (y) fazalaridagi kontsentratsiyalari orasidagi bog'liqlik
ko'rsatiladi. Diagramma yordamida ma'lum bosimda aralashmaning ma'lum
tarkibidagi qaynash haroratini aniqlash mumkin.
2. y-x diagramma: Bu diagramma muvozanat holatidagi bug' va suyuqlik
fazalaridagi komponent kontsentratsiyalari orasidagi bog'liqlikni ko'rsatadi. Bu
diagramma rektifikatsiya jarayonini tushunishda va hisoblashda juda muhim
hisoblanadi.
8

3. h-x diagramma: Bu diagrammada entalpiya (h) va kontsentratsiya (x)
orasidagi bog'liqlik ko'rsatiladi. Issiqlik balansini hisoblashda foydalaniladi.
Fazalar qoidasi
Gibbs fazalar qoidasi rektifikatsiya jarayonini tahlil qilishda asosiy
qonunlardan biri hisoblanadi:
F = C - P + 2
Bu yerda:
- F - erkinlik darajasi
- C - komponentlar soni
- P - fazalar soni
Ikki komponentli sistemada (C=2) va ikki faza (suyuqlik va bug', P=2)
mavjud bo'lganda, erkinlik darajasi F=2 bo'ladi. Bu esa sistemaning holati ikki
parametr, masalan, harorat va bosim yoki kontsentratsiya va bosim bilan to'liq
aniqlanishini bildiradi.
Termodinamik samaradorlik
Rektifikatsiya jarayonining termodinamik samaradorligi quyidagi omillarga
bog'liq:
9

1. Energiya sarfi: Aralashmani bug'lantirish va kondensatsiyalash uchun
sarflanadigan issiqlik miqdori.
2. Muvozanat pog'onalari soni: Nazariy jihatdan kerak bo'ladigan muvozanat
pog'onalari soni.
3. Minimal reflux nisbati: Nazariy jihatdan talab etiladigan minimal reflux
(qaytishma) nisbati.
Rektifikatsiya jarayonining termodinamik chegaralari azon-fazasiga
yaqinlashganda, zarur pog'onalar soni va energiya sarfi keskin ortib ketadi.
Shuning uchun rektifikatsiya jarayonini loyihalashda optimal parametrlarni tanlash
muhim ahamiyatga ega.
1.3. Ideal va noideal aralashmalarni ajratish xususiyatlari
Rektifikatsiya jarayonida aralashmalar ideal va noideal turlarga bo'linadi. Bu
farqlanish aralashmalarni ajratish jarayonini tushunish va samarali loyihalar
yaratish uchun muhim ahamiyatga ega.
Ideal aralashmalar
Ideal aralashmalar Rault qonuniga to'liq bo'ysunadigan aralashmalardir.
Bunday aralashmalar uchun quyidagi xususiyatlar xos:
10

1. Komponentlar orasida kimyoviy ta'sir mavjud emas: Ideal aralashmada
molekulalar bir-biri bilan reaksiyaga kirishmaydi va kuchli molekulalararo ta'sir
kuchlari mavjud emas.
2. Aralashtirish entalpiyasi nolga teng: Ideal aralashmani hosil qilishda
issiqlik ajralmaydi yoki yutilmaydi.
3. Chiziqli bug'-suyuqlik muvozanat diagrammasi: y-x diagrammada
muvozanat egri chizig'i deyarli chiziqli ko'rinishda bo'ladi.
4. Muvozanat konstantalari harorat va bosimga bog'liq, ammo
kontsentratsiyaga bog'liq emas.
Ideal aralashmalar uchun hisoblashlar nisbatan sodda bo'lib, nazariy
modellar aniq natijalar beradi. Bunday aralashmalarga misol qilib benzol-toluol, n-
geptan-n-oktan, n-butan-n-pentan kabi uglevodorodli aralashmalarni keltirish
mumkin.
Noideal aralashmalar
Noideal aralashmalar Rault qonunidan og'ib ketadigan aralashmalar bo'lib,
ularda molekulalar orasida turli darajadagi ta'sirlar mavjud bo'ladi. Noideal
aralashmalar quyidagi xususiyatlarga ega:
1. Molekulalararo ta'sirlar: Noideal aralashmalarda komponentlar orasida
vodord bog'lanishlari, dipol-dipol ta'sirlari va boshqa molekulalararo kuchlar
mavjud bo'ladi.
11

2. Nochiziqli muvozanat diagrammasi: y-x diagrammada muvozanat egri
chizig'i nochiziqli ko'rinishda bo'ladi.
3. Aktivlik koeffitsientlari: Noideal aralashmalar uchun Rault qonuniga
aktivlik koeffitsientlari kiritiladi:
P = γ × P ° × x₁ ₁ ₁ ₁
Bu yerda γ - aktivlik koeffitsienti bo'lib, 1 dan farq qiladi.
₁
4. Azeotrop nuqtalarning mavjudligi: Ba'zi noideal aralashmalar azeotrop
nuqtaga ega bo'ladi – bu shunday nuqtaki, unda suyuqlik va bug' fazalarining
tarkibi bir xil bo'ladi (y = x). Azeotrop nuqtada rektifikatsiya orqali aralashmani
to'liq ajratib bo'lmaydi.
Noideal aralashmalar ikki turga bo'linadi:
1. Musbat chetlanishga ega noideal aralashmalar (γ > 1)
Bu turdagi aralashmalarda molekulalararo ta'sir kuchlari aralashma
komponentlarining o'zaro ta'sir kuchlaridan kuchsizroq. Natijada:
- Bug'lanish jarayoni osonlashadi
- Musbat azeotroplar hosil bo'lishi mumkin (minimum qaynash haroratli
azeotroplar)
- Misol: etanol-suv, atsetone-xloroform
12

2. Manfiy chetlanishga ega noideal aralashmalar (γ < 1)
Bu turdagi aralashmalarda molekulalararo ta'sir kuchlari aralashma
komponentlarining o'zaro ta'sir kuchlaridan kuchliroq. Natijada:
- Bug'lanish jarayoni qiyinlashadi
- Manfiy azeotroplar hosil bo'lishi mumkin (maksimum qaynash haroratli
azeotroplar)
- Misol: xloroform-atsetone, nitrik kislota-suv
Noideal aralashmalarni ajratish usullari
Noideal aralashmalarni, ayniqsa azeotrop hosil qiluvchi aralashmalarni
ajratish uchun maxsus usullar qo'llaniladi:
1. Ekstraktiv rektifikatsiya: Bu usulda uchinchi komponent (erituvchi)
qo'shiladi, u aralashmadagi komponentlarning bug' bosimlarini o'zgartiradi va
azeotrop hosil bo'lishini bartaraf etadi.
2. Azeotrop rektifikatsiya: Bu usulda azeotrop hosil qiluvchi agent
qo'shiladi, u aralashmadagi bir komponent bilan yangi azeotrop hosil qiladi va
ajratish jarayonini yengillashtiradi.
3. Bosimni o'zgartirish: Ba'zi azeotroplar bosimga bog'liq bo'lgani uchun,
bosimni o'zgartirib ajratish samaradorligini oshirish mumkin.
13

4. Membranali rektifikatsiya: Membranalar yordamida selektiv
o'tkazuvchanlik asosida ajratish.
5. Adsornsion usullar: Selektiv adsorbentlar yordamida komponentlarni
ajratish.
Rektifikatsiya jarayonini optimallashtirishda komponentlarning fizik-
kimyoviy xususiyatlarini to'liq hisobga olish va mos usullarni tanlash muhim
ahamiyatga ega. Noideal aralashmalar bilan ishlashda nafaqat termodinamik, balki
kinetik aspektlarni ham e'tiborga olish lozim.
14

II BOB. REKTIFIKATSION KOLONNA QURILMASINING
TUZILISHI VA ISHLASH PRINSIPI
2.1. Rektifikatsion kolonna qismlari va ularning funksiyalari
Rektifikatsion kolonna - bu suyuq aralashmalarni tarkibiy qismlariga
ajratuvchi murakkab texnologik qurilma bo'lib, u bir nechta asosiy va yordamchi
qismlardan tashkil topgan. Rektifikatsion kolonnaning asosiy qismlari va ularning
vazifalari quyidagilardan iborat:
Asosiy qismlar
1. Kolonna korpusi: Odatda silindr shaklida bo'lib, bug' va suyuqlik
oqimlarining o'zaro ta'sirlashuvchi zona vazifasini bajaradi. Korpus po'lat,
nerjaveyushchiy po'lat yoki boshqa metallardan tayyorlanadi va yuqori bosim
hamda haroratga chidamli bo'lishi lozim. Korpusning diametri va balandligi
ajratiladigan aralashmaning miqdori va ajratish darajasiga bog'liq.
2. Kontakt qurilmalar:
- Tarelkalar (likopchalar): Bu gorizontal joylashgan plastinkalar bo'lib,
ularning ustida suyuqlik saqlanadi va ular orqali bug' ko'tariladi. Tarelkalar bir
necha turga bo'linadi:
- Klapanli tarelkalar
- G'alvirli tarelkalar
15

- Kolpachokli tarelkalar
- Kamerali tarelkalar
- Nasadkalar: Bu kolonna ichiga joylashtirilgan maxsus shakllar bo'lib,
ular bug' va suyuqlikning kontakt yuzasini oshirish uchun xizmat qiladi.
Nasadkalar turlari:
- Halqasimon (Raschig, Pall halqalari)
- Spiralsimon
- Sedlali (Berl, Intaloks sedlalari)
- Struktur nasadkala
3. Bug'latgich (reboiler): Kolonnaning pastki qismida joylashgan bo'lib,
kubbi qoldig'ini qisman bug'lantirish uchun zarur issiqlikni ta'minlaydi.
Bug'latgichlar ikki xil bo'ladi:
- Kettle-type (qozon tipidagi) - kolonnadan tashqarida joylashadi
- Thermosyphon (termosifonli) - kolonnaning bir qismi sifatida ishlaydi
4. Kondensator: Kolonnaning yuqori qismidan chiqadigan bug'larni
kondensatsiyalash uchun xizmat qiladi. Kondensatorlar turlari:
- To'liq kondensatorlar - barcha bug'ni kondensatlaydi
- Qisman kondensatorlar - bug'ning bir qismini kondensatlaydi
16

5. Reflyuks idishi: Kondensatordan chiqqan kondensatni yig'ib, uning bir
qismini kolonnaga qaytarish (reflyuks) va bir qismini mahsulot sifatida olish uchun
xizmat qiladi.
6. Kuboviy qism: Kolonnaning pastki qismida joylashgan bo'lib, og'ir
fraksiyalarni yig'ish va ularning bir qismini bug'latgichga yuborish uchun
mo'ljallangan.
Yordamchi qismlar
1. Nasoslar: Suyuqlik oqimlarini harakatga keltirish uchun qo'llaniladi:
- Oziqlanish (pitatelnie) nasoslari
- Reflyuks nasoslari
- Kuboviy mahsulot nasoslari
2. Issiqlik almashtirgichlar:
- Dastlabki qizdirish/sovitish uchun
- Energiyani tejash uchun
3. O'lchov asboblari va nazorat qurilmalari:
- Harorat o'lchagichlar (termometrlar, termoparalar)
- Bosim o'lchagichlar (manometrlar)
17

- Sarf o'lchagichlar (rasxodomerlar)
- Sath o'lchagichlar (urovnemetrlar)
4. Klapanlar va jo'mraklar:
- Boshqarish klapanlari
- Xavfsizlik klapanlari
- To'xtatish jo'mraklari
5. Mahsulot qabul qilgichlar: Toza distillyat va kuboviy qoldiqni yig'ish
uchun.
Qismlarning o'zaro bog'liqligi
Rektifikatsion kolonnaning barcha qismlari o'zaro bog'liq tizim sifatida
ishlaydi. Jarayon davomida:
1. Dastlabki aralashma (ozuqa) kolonnaning o'rta qismiga beriladi.
2. Bug'latgich orqali kuboviy qismga issiqlik beriladi, natijada og'ir
fraksiyalar bug'lanadi.
3. Bug'lar kolonnadagi kontakt qurilmalar (tarelkalar yoki nasadkalar) orqali
yuqoriga ko'tariladi.
4. Yuqoridan pastga tushayotgan suyuqlik (reflyuks) bilan bog'lanib, mass-
almashinuv jarayoni sodir bo'ladi.
18

5. Bug'lar kondensatorda kondensatlanadi va reflyuks idishiga tushadi.
6. Reflyuks idishidan suyuqlikning bir qismi kolonnaga qaytariladi
(reflyuks), qolgan qismi esa tayyor mahsulot sifatida olinadi.
2.2. Kolonna ish rejimlari: uzluksiz va uzlukli usullar
Rektifikatsion kolonnalar ikki asosiy ish rejimida ishlashi mumkin: uzluksiz
(kontinual) yoki uzlukli (davriy) rejimda. Har bir rejimning o'ziga xos
xususiyatlari, afzalliklari va kamchiliklari mavjud.
Uzluksiz (kontinual) ish rejimi
Uzluksiz ish rejimida kolonna uzluksiz ravishda xomashyo bilan
ta'minlanadi va uzluksiz ravishda mahsulot chiqariladi. Bu rejim stasionar holatda
ishlaydi va texnologik parametrlar (harorat, bosim, sarf) vaqt o'tishi bilan deyarli
o'zgarmaydi.
Uzluksiz ish rejimining xususiyatlari:
1. Stasionar ishlash: Kolonna barqaror holatga yetgandan so'ng, barcha
texnologik parametrlar doimiy bo'ladi.
2. Mahsulot sifatining barqarorligi: Uzluksiz rejimda ishlash mahsulot
sifatining yuqori darajada barqarorligini ta'minlaydi.
19

3. Yuqori unumdorlik: Uzluksiz ish rejimida ko'p miqdordagi xomashyoni
qayta ishlash imkoniyati mavjud
4. Avtomatlashtirish imkoniyati: Uzluksiz ish rejimini avtomatlashtirish
nisbatan oson.
5. Energiya samaradorligi: Stasionar holatda ishlash energiya sarfini
optimallashtirishga imkon beradi.
Uzluksiz ish rejimining bosqichlari:
1. Ishga tushirish (pusk): Bu bosqichda kolonna ishchi rejimga keltiriladi:
- Kolonnaning isitilishi
- Dastlabki reflyuks nisbatining o'rnatilishi
- Ozuqa berishning boshlashi
- Stasionar holatga erishish
2. Stasionar ishlash: Bu asosiy ishchi rejim bo'lib:
- Barqaror harorat profili
- Doimiy bosim
- Barqaror sarflar
- Doimiy mahsulot sifati
20

3. To'xtatish (ostanovka): Bu bosqichda:
- Ozuqa berish to'xtatiladi
- Kolonnadan qoldiq mahsulotlar chiqariladi
- Sovitish amalga oshiriladi
Uzluksiz rejimda ishlatiladigan kolonalar turlari:
1. Oddiy kolonalar: Bir ozuqa oqimi va ikki mahsulot (distillyat va kuboviy
qoldiq).
2. Kompleks kolonalar:
- Bir nechta ozuqa oqimi bilan
- Bir nechta olinish joylariga ega
- Ichki issiqlik almashinuvchili
3. Bog'langan kolonalar:
- Seriyali bog'langan
- Parallel bog'langan
Uzlukli (davriy) ish rejimi
21

Uzlukli ish rejimida kolonnaga ma'lum miqdordagi xomashyo bir marta
yuklanadi, keyin rektifikatsiya jarayoni amalga oshiriladi va jarayon tugagandan
so'ng mahsulotlar olinadi. So'ngra yangi sikl boshlanadi.
Uzlukli ish rejimining xususiyatlari:
1. Nostasionar ishlash: Jarayon davomida texnologik parametrlar doimiy
ravishda o'zgarib turadi.
2. Moslashuvchanlik: Turli xil aralashmalarni bir xil qurilmada qayta ishlash
imkoniyati mavjud.
3. Kichik hajmlarga moslik: Kichik miqdordagi xomashyoni qayta ishlash
uchun qulay.
4. Murakkab boshqaruv: Parametrlarning doimiy o'zgarib turishi tufayli
boshqaruv murakkablashadi.
5. Yuqori sifat imkoniyati: To'g'ri boshqarilganda, yuqori tozalikdagi
mahsulot olish mumkin.
Uzlukli ish rejimining bosqichlari:
1. Yuklash: Bu bosqichda kolonnaning kuboviy qismiga xomashyo
yuklanadi.
2. Isitish: Yuklannan xomashyo bug'lantirish haroratigacha isitiladi.
22

3. To'liq reflyuks rejimi: Bu rejimda kondensatordan kelayotgan barcha
suyuqlik kolonnaga qaytariladi. Bu rejim kolonnada harorat profilini o'rnatish
uchun kerak.
4. Mahsulot olish: Ma'lum vaqtdan so'ng reflyuks nisbati pasaytiriladi va
yuqori qismdan distillyat olina boshlanadi.
5. Fraksiyalarga ajratish: Ko'p komponentli aralashmalarni qayta ishlashda
har xil haroratlarda har xil fraksiyalar olinadi.
6. Jarayonni tugatish: Kerakli miqdordagi mahsulot olingandan so'ng,
jarayon to'xtatiladi.
Uzlukli rejimda ishlatiladigan kolonalar turlari:
1. Oddiy davriy kolonalar: Bir mahsulot olish uchun.
2. Vakuumli davriy kolonalar: Past haroratda qaynashni ta'minlash uchun.
3. Davriy molekulyar distillyatsiya kolonalari: Juda yuqori tozalikdagi
mahsulot olish uchun.
Ikki rejimni taqqoslash
23

| Parametr | Uzluksiz rejim | Uzlukli rejim |
| Unumdorlik | Yuqori | O'rtacha |
| Energiya sarfi | Nisbatan past | Nisbatan yuqori |
| Mahsulot sifati | Barqaror | O'zgaruvchan |
| Investitsiya | Yuqori | Past |
| Moslashuvchanlik | Cheklangan | Yuqori |
| Boshqaruv murakkabligi | O'rtacha | Yuqori |
| Qo'llanilish | Katta hajmli ishlab chiqarish | Kichik hajmli ishlab chiqarish |
2.3. Massao'tish va issiqlik almashinuv jarayonlari
Rektifikatsion kolonnalarda ajratish jarayonining samaradorligi massao'tish
va issiqlik almashinuv jarayonlariga bevosita bog'liq. Bu jarayonlar kolonnadagi
bug' va suyuqlik fazalari orasida sodir bo'ladi va komponentlarning bir fazadan
ikkinchisiga o'tishini ta'minlaydi.
Massao'tish jarayoni
24

Massao'tish - bu moddaning bir fazadan boshqasiga o'tish jarayoni bo'lib, bu
jarayon diffuziya va konveksiya mexanizmlari orqali sodir bo'ladi. Rektifikatsion
kolonnada massao'tish bug' va suyuqlik fazalari orasida aralashmalar tarkibidagi
faza kontsentratsiyalari farqi tufayli yuzaga keladi.
Massao'tishning asosiy qonuniyatlari:
1. Fikk qonuni: Bu qonunga ko'ra diffuziya tezligi kontsentratsiya
gradientiga proporsional:
J = -D × (dC/dx)
Bu yerda:
- J - diffuziya oqimi
- D - diffuziya koeffitsienti
- dC/dx - kontsentratsiya gradienti
2. Massao'tish koeffitsientlari:
- k - suyuq fazadagi massao'tish koeffitsienti₁
- k - bug' fazadagi massao'tish koeffitsienti
₂
- K - umumiy massao'tish koeffitsienti
3. Massao'tish tenglamasi:
25

dM/dt = K × A × ΔC
Bu yerda:
- dM/dt - massao'tish tezligi
- A - kontakt yuzasi
- ΔC - harakatlantiruvchi kuch (kontsentratsiyalar farqi)
Massao'tishga ta'sir etuvchi omillar:
1. Fizik xususiyatlar:
- Diffuziya koeffitsienti
- Qovushqoqlik
- Zichlik
- Yuzaki taranglik
2. Gidrodinamik omillar:
- Oqim tezligi
- Turbulentlik darajasi
- Bug' va suyuqlik orasidagi kontakt yuzasi
3. Konstruktiv omillar:
26

- Tarelkalar/nasadkalar turi
- Kolonna diametri
- Pog'onalar orasidagi masofa
Massao'tish nazariyalari:
1. Plenka nazariyasi: Bug' va suyuqlik orasidagi chegara qatlamda diffuziya
sodir bo'lishini tushuntiradi.
2. Penetratsiya nazariyasi: Massao'tish jarayoni fazalarning vaqtinchalik
kontakti natijasida sodir bo'lishini tushuntiradi.
3. Chegara qatlam nazariyasi: Massao'tish jarayonida chegara qatlamda
qarshilik mavjudligini tushuntiradi.
Issiqlik almashinuv jarayoni
Rektifikatsion kolonnada issiqlik almashinuv jarayoni massao'tish jarayoni
bilan chambarchas bog'liq. Issiqlik almashinuvi asosan quyidagi joylarda sodir
bo'ladi:
1. Bug'latgich: Xomashyoning bug'lanishi uchun issiqlik beriladi.
2. Kondensator: Bug'larning kondensatsiyalanishi uchun issiqlik olinadi.
3. Kolonna ichida: Har bir pog'onada kondensatsiya va bug'lanish jarayonlari
tufayli issiqlik almashinuvi sodir bo'ladi.
27

Issiqlik almashinuvning asosiy tenglamalari
1. Fourier qonuni: Bu qonunga ko'ra issiqlik oqimi harorat gradientiga
proporsional:
q = -λ × (dT/dx)
Bu yerda:
- q - issiqlik oqimi
- λ - issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti
- dT/dx - harorat gradienti
2. Newton qonuni: Bu qonunga ko'ra konvektiv issiqlik almashinuvi:
Q = α × A × ΔT
Bu yerda:
- Q - issiqlik miqdori
- α - issiqlik berish koeffitsienti
- A - yuzasi
- ΔT - haroratlar farqi
3. Issiqlik balansi tenglamasi:
28

Qin = Qout + ΔQsystem
Bu yerda:
- Qin - kirayotgan issiqlik
- Qout - chiqayotgan issiqlik
- ΔQsystem - sistemadagi issiqlik o'zgarishi
Issiqlik almashinuvga ta'sir etuvchi omillar:
1. Issiqlik fizik xususiyatlar:
- Issiqlik sig'imi
- Issiqlik o'tkazuvchanlik
- Bug'lanish issiqligi
2. Gidrodinamik omillar:
- Oqim tezligi
- Oqim rejimi (laminar, turbulent)
- Kontakt vaqti
3. Konstruktiv omillar:
- Issiqlik almashinuvchi qurilmalarining turi
29

- Kontakt yuzasi
- Materiallarning issiqlik o'tkazuvchanligi
Massao'tish va issiqlik almashinuvning o'zaro bog'liqligi
Rektifikatsion kolonnada massao'tish va issiqlik almashinuv jarayonlari bir-
biri bilan uzviy bog'liq:
1. Kondensatsiya va bug'lanish: Har bir pog'onada bug'lanish va
kondensatsiya jarayonlari sodir bo'ladi, bu esa hem massao'tish, hem issiqlik
almashinuv bilan bog'liq.
2. Harorat profili: Kolonna bo'ylab harorat profili massao'tish va issiqlik
almashinuv jarayonlarining natijasi hisoblanadi.
3. Muvozanat holati: Bug'-suyuqlik muvozanati hem massao'tish, hem
issiqlik almashinuvga bog'liq.
4. Energiya samaradorligi: Kolonnadagi energiya sarfi massao'tish va
issiqlik almashinuv jarayonlarining samaradorligiga to'g'ridan-to'g'ri bog'liq.
Kolonna ishi samaradorligini baholash
Rektifikatsion kolonna ishi samaradorligini baholash uchun quyidagi
ko'rsatkichlar qo'llaniladi:
1. Murphree samaradorligi: Bu har bir pog'onaning nazariy pog'onaga
nisbatan samaradorligini ko'rsatadi:
30

EMV = (yn - yn-1) / (y - yn-1)
Bu yerda:
- EMV - Murphree samaradorligi
- yn - n-pog'onadagi bug' fazasidagi kontsentratsiya
- yn-1 - (n-1)-pog'onadagi bug' fazasidagi kontsentratsiya
- y - n-pog'onadagi suyuqlik bilan muvozanatdagi bug' fazasidagi
kontsentratsiya
2. HTEP (Height Equivalent to a Theoretical Plate): Bu nazariy tarelkaga
ekvivalent bo'lgan kolonna balandligi:
HTEP = H / N
Bu yerda:
- H - kolonna nasadkali qismining balandligi
- N - nazariy pog'onalar soni
3. Volumetrik massao'tish koeffitsienti: Bu birllik hajmda sodir bo'ladigan
massao'tish tezligini ko'rsatadi:
KGa - bug' fazasiga nisbatan volumetrik massao'tish koeffitsienti
KLa - suyuq fazasiga nisbatan volumetrik massao'tish koeffitsienti
31

Rektifikatsion kolonnaning samarali ishlashi uchun massao'tish va issiqlik
almashinuv jarayonlarini to'g'ri tashkil etish va boshqarish muhim ahamiyatga ega.
Bu jarayonlarni optimallashtirishda kolonna konstruksiyasi, ishchi rejim va
tarelkalar/nasadkalar turini to'g'ri tanlash kerak.
32

III BOB. REKTIFIKATSION QURILMANI HISOBLASH VA
LOYIHALASH
3.1. Texnologik parametrlarni aniqlash: bosim, harorat, sarf
Rektifikatsion qurilmaning samarali ishlashi va maqsadli mahsulot sifatini
ta'minlash uchun texnologik parametrlarni to'g'ri tanlash muhim ahamiyatga ega.
Bu parametrlar jarayonning asosiy fizik xususiyatlarini aniqlab beradi va ularni
hisoblash kolonna loyihalashning muhim bosqichidir.
Bosimni aniqlash
Rektifikatsion kolonnada ishchi bosimni tanlash quyidagi omillarga bog'liq:
1. Aralashmaning fizik-kimyoviy xususiyatlari:
- Komponentlarning kritik haroratlari
- Normal qaynash haroratlari
- Komponentlar barqarorligi
2. Bosim turini tanlash:
- Atmosfera bosimi (1 atm): Eng oddiy va ko'p qo'llaniladigan holat.
- Yuqori bosim (>1 atm): Qo'llaniladi agar:
- Komponentlar yuqori haroratda qaynasa
33

- Yuqori harorat komponentlarning parchalanishiga olib kelsa
- Issiqlik manbayi yuqori potensial energiyaga ega bo'lsa
- Vakuum (<1 atm): Qo'llaniladi agar:
- Komponentlar haroratga sezgir bo'lsa va parchalanish xavfi mavjud
bo'lsa
- Qaynash haroratlari juda yuqori bo'lsa
- Energiya sarfini kamaytirish kerak bo'lsa
3. Bosimni hisoblash:
- Kolonna tepasidagi bosim (Ptop):
Ptop = Patm + ΔPkond - ΔPtop
Bu yerda:
- Patm - atmosfera bosimi
- ΔPkond - kondensatordagi bosim yo'qotilishi
- ΔPtop - reflyuks idishidagi bosim yo'qotilishi
- Kolonna tubidagi bosim (Pbottom):
Pbottom = Ptop + ΔPkol
34

Bu yerda:
- ΔPkol - kolonna bo'ylab bosim yo'qotilishi
4. Kolonna bo'ylab bosim yo'qotilishi:
- Tarelkali kolonnalarda:
ΔPkol = ΔPt × n
Bu yerda:
- ΔPt - bir tarelkadagi bosim yo'qotilishi (odatda 5-10 mm. sim. ust.)
- n - tarelkalar soni
- Nasadkali kolonnalarda:
ΔPkol = ξ × (H / d) × (ρv × w²) / 2
Bu yerda:
- ξ - qarshilik koeffitsienti
- H - nasadka qatlami balandligi
- d - nasadka elementlari o'rtacha o'lchami
- ρv - bug' zichligi
35

- w - bug' tezligi
Haroratni aniqlash
Rektifikatsion kolonnada harorat profili bosim va aralashma tarkibiga
bog'liq holda o'zgaradi:
1. Harorat profilini hisoblash usullari:
- Muvozanat ma'lumotlaridan foydalanish:
- Har bir pog'ona uchun x-y muvozanat ma'lumotlaridan foydalanib
- T-x,y diagrammadan foydalanib
- Nazariy hisoblash:
T = f(P, x)
Bu yerda:
- P - bosim
- x - suyuq fazadagi kontsentratsiya
2. Kolonnaning muhim harorat nuqtalari:
- Kolonna tepasidagi harorat (Ttop):
- Yuqori qaynash haroratli komponentga bog'liq
36

- Kondensator turining ta'siri (to'liq yoki qisman kondensatsiya)
- Bosimga bog'liq
- Kolonna tubidagi harorat (Tbottom):
- Past qaynash haroratli komponentga bog'liq
- Kuboviy qoldiq tarkibiga bog'liq
- Bug'latgich turiga bog'liq
- Ozuqa berish nuqtasidagi harorat (Tfeed):
- Ozuqa holati (suyuq, qisman bug', to'liq bug')
- Ozuqa tarkibiga bog'liq
- Kolonna bo'ylab harorat profiliga bog'liq
3. Harorat profilini aniqlash:
- Pog'onama-pog'ona hisoblash:
- Har bir pog'ona uchun muvozanat ma'lumotlarini qo'llash
- Har bir pog'ona uchun massao'tish va issiqlik almashinuv tenglamalarini
yechish
- Qisqartirilgan usullar:
37

- McCabe-Thiele usuli
- Ponchon-Savarit usuli
- Lewis-Sorel usuli
Sarfni aniqlash
Rektifikatsion kolonna uchun asosiy sarf ko'rsatkichlari quyidagilar:
1. Ozuqa sarfi (F):
- Texnologik talablarga asoslanib aniqlanadi
- Kolonna unumdorligini belgilaydi
2. Distillyat sarfi (D):
- Massalar balansi tenglamasidan aniqlanadi:
D = F × (xF - xW) / (xD - xW)
Bu yerda:
- xF - ozuqadagi yengil komponent kontsentratsiyasi
- xW - kuboviy qoldiqdagi yengil komponent kontsentratsiyasi
- xD - distillyatdagi yengil komponent kontsentratsiyasi
3. Kuboviy qoldiq sarfi (W):
38

- Massalar balansi tenglamasidan aniqlanadi:
W = F - D
4. Reflyuks sarfi (L):
- Reflyuks nisbati (R) orqali aniqlanadi:
L = R × D
Bu yerda:
- R - reflyuks nisbati
5. Bug' sarfi (V):
- Kolonnaning ozuqa berish nuqtasidan yuqori qismida:
V = L + D
- Kolonnaning ozuqa berish nuqtasidan pastki qismida:
V' = L' + W
Bu yerda:
- L' - kolonna pastki qismidagi suyuqlik sarfi
6. Reflyuks nisbatini aniqlash:
- Minimal reflyuks nisbati (Rmin):
39

- Underwood tenglamasidan aniqlanadi
- Kolonnada cheksiz tarelkalar soni uchun
- Ishchi reflyuks nisbati (R):
R = (1.2 - 1.5) × Rmin
- To'liq reflyuks nisbati (R∞):
- Kolonnaning ishga tushirish rejimi uchun
- Barcha distillyat kolonnaga qaytariladi (D = 0)
Texnologik parametrlarni optimallashtirishning ahamiyati
1. Energiya samaradorligi:
- Bosim pasayishi energiya sarfini kamaytiradi
- Optimal reflyuks nisbati energiya sarfini optimallashtiradi
2. Mahsulot sifati:
- Optimal harorat profili ajratish darajasini oshiradi
- Barqaror ishchi parametrlar mahsulot sifatini ta'minlaydi
3. Kolonna unumdorligi:
40

- Optimal sarflar kolonna unumdorligini oshiradi
- Bug' va suyuqlik sarflari kolonnadagi gidrodinamik rejimni belgilaydi
4. Havfsizlik:
- To'g'ri tanlangan bosim va harorat rejimi kolonna havfsiz ishlashini
ta'minlaydi
- Bosim va haroratning nazoratlanuvchan qiymatlarida saqlash
3.2. Kolonna balandligi, diametri va pog'onalar sonini hisoblash
Rektifikatsion kolonnani loyihalashda eng muhim bosqichlardan biri
kolonna o'lchamlarini, ya'ni balandligi, diametri va pog'onalar sonini to'g'ri
aniqlashdir. Bu parametrlar kolonnadagi massao'tish jarayonining samaradorligi va
kolonnaning umumiy unumdorligini belgilaydi.
Nazariy pog'onalar sonini aniqlash
Nazariy pog'ona - bu bug' va suyuqlik fazalari orasida muvozanat holatiga
erishiladigan shartli birlik. Nazariy pog'onalar soni quyidagi usullar bilan
aniqlanadi:
1. Grafik usullar:
41

- McCabe-Thiele usuli: Bu usul y-x diagrammada pog'onalarni chizishga
asoslangan:
- Muvozanat chizig'i chiziladi (y = f(x))
- Ishchi chiziqlar chiziladi (ozuqa berish nuqtasidan yuqori va past)
- "Zinapoya" usulida pog'onalar soni aniqlanadi
- Ponchon-Savarit usuli: Bu usul h-x diagrammada issiqlik balansiga
asoslangan:
- Muvozanat chizig'i, issiqlik balansi chizig'i chiziladi
- Grafik bo'yicha pog'onalar soni aniqlanadi
2. Analitik usullar:
- Fenske formulasi: Minimal pog'onalar sonini aniqlash uchun:
Nmin = log[(xD/xW) × ((1-xW)/(1-xD))] / log(α)
Bu yerda:
- α - uchuvchanlik koeffitsienti
- xD - distillyatdagi yengil komponent kontsentratsiyasi
- xW - kuboviy qoldiqdagi yengil komponent kontsentratsiyasi
- Gilliland korrelyatsiyasi: Ishchi pog'onalar sonini aniqlash uchun:
42

(N - Nmin) / (N + 1) = f[(R - Rmin) / (R + 1)]
Bu yerda:
- N - ishchi pog'onalar soni
- Nmin - minimal pog'onalar soni
- R - ishchi reflyuks nisbati
- Rmin - minimal reflyuks nisbati
3. Kompyuter dasturlari: Zamonaviy hisoblash usullari:
- ASPEN Plus, HYSYS, ChemCAD kabi dasturlar
- Termodinamik modellar asosida
- Aniqroq hisoblash uchun rigoroz usullar
Kolonna diametrini hisoblash
Kolonna diametri bug' oqimining maksimal tezligi bilan belgilanadi, bu esa
"toshqin" holatini oldini olish uchun muhim:
1. Bug' tezligini aniqlash:
- Tarelkali kolonnalar uchun:
43

w = k × √[(ρL - ρV) / ρV]
Bu yerda:
- w - bug' tezligi, m/s
- k - proporsionallik koeffitsienti (0.05-0.1)
- ρL - suyuqlik zichligi, kg/m³
- ρV - bug' zichligi, kg/m³
- Nasadkali kolonnalar uchun:
w = (0.4-0.7) × wf
Bu yerda:
- wf - "toshqin" tezligi, m/s
2. Kolonna diametrini hisoblash:
D = √[4V / (π × w × ρV)]
Bu yerda:
- D - kolonna diametri, m
- V - bug' sarfi, kg/s
- w - bug' tezligi, m/s
44

- ρV - bug' zichligi, kg/m³
3. Diametri bo'yicha tekshirish:
- Gidravlik yuklama:
q = L / S
Bu yerda:
- q - gidravlik yuklama, m³/(m² × s)
- L - suyuqlik sarfi, m³/s
- S - kolonna ko'ndalang kesim yuzi, m²
- Bug' faktori:
F = w × √ρV

Bu yerda:
- F - bug' faktori, kg^0.5/(m^0.5 × s)
Kolonna balandligini hisoblash
Kolonna balandligi pog'onalar soni va pog'onalar orasidagi masofaga
bog'liq:
45

1. Tarelkali kolonnalar balandligi:
H = N × h + hkub + htop
Bu yerda:
- H - kolonna umumiy balandligi, m
- N - tarelkalar soni
- h - tarelkalar orasidagi masofa, m (odatda 0.4-0.6 m)
- hkub - kuboviy qism balandligi, m (odatda 1.5-2.5 m)
- htop - kolonna yuqori qismining balandligi, m (odatda 0.8-1.2 m)
2. Nasadkali kolonnalar balandligi:
H = HETP × N + hrasp
Bu yerda:
- HETP - nazariy pog'onaga ekvivalent balandlik, m
- N - nazariy pog'onalar soni
- hrasp - taqsimlagichlar va yig'gichlar balandligi, m
3. HETP (Height Equivalent to a Theoretical Plate):
- Nasadka turiga bog'liq (0.3-1.0 m)
46

- Oqimlar tezligiga bog'liq
- Aralashma fizik xossalariga bog'liq
Haqiqiy pog'onalar sonini aniqlash
Nazariy pog'onalar sonidan haqiqiy pog'onalar soniga o'tish uchun pog'ona
samaradorligini hisobga olish zarur:
1. O'rtacha pog'ona samaradorligi (E):
- Murphree pog'ona samaradorligi
- Overall pog'ona samaradorligi
2. Haqiqiy pog'onalar soni:
Nhaq = N / E
Bu yerda:
- Nhaq - haqiqiy pog'onalar soni
- N - nazariy pog'onalar soni
- E - o'rtacha pog'ona samaradorligi (odatda 0.4-0.8)
3. Pog'ona samaradorligiga ta'sir etuvchi omillar:
- Tarelka/nasadka turi
47

- Suyuqlik fizik xossalari
- Gidrodinamik rejim
- Bug' va suyuqlik sarflari
Tarelkalar/nasadkalar tanlanishi
1. Tarelkalar turi:
- Klapanli tarelkalar: Yuqori unumdorlik, keng ishchi diapazoni
- G'alvirli tarelkalar: Past bosim yo'qotilishi, arzon, lekin kichik ishchi
diapazoni
- Kolpachokli tarelkalar: Barqaror ish, lekin nisbatan qimmat
2. Nasadkalar turi:
- Tartibsiz nasadkalar: Raschig halqalari, Pall halqalari, Berl egerlari
- Tartiblangan nasadkalar: Mellapak, Sulzer nasadkalari, to'rli nasadkalar
3. Tarelkalar/nasadkalar tanlash mezonlari:
- Jarayon bosimi
- Aralashma korrozion xususiyatlari
- Sarflar nisbati (L/V)
48

- Bosim yo'qotilishiga bo'lgan talablar
- Iqtisodiy omillar
Kolonna konstruksiyasini optimallashtirish
1. Diametr bo'yicha optimallashtirish:
- Kapital xarajatlar va operatsion xarajatlar nisbatini hisobga olish
- Energiya sarfi va bosim yo'qotilishi o'rtasidagi muvozanatni topish
2. Pog'onalar bo'yicha optimallashtirish:
- Reflyuks nisbati va pog'onalar soni o'rtasidagi optimal nisbat
- Kapital xarajatlar va operatsion xarajatlar nisbati
3. Texnik-iqtisodiy ko'rsatkichlar:
- Kolonna narxi balandlik va diametrga bog'liq
- Energiya sarfi reflux nisbatiga bog'liq
- Optimal parametrlar minimal umumiy xarajatlarni ta'minlaydi
49

3.3. Qurilmani ekspluatatsiya qilish va energetik samaradorlik tahlili
Rektifikatsion qurilmani samarali ekspluatatsiya qilish va energetik
samaradorlikni oshirish jarayonning iqtisodiy samaradorligida muhim rol o'ynaydi.
Bu bo'limda qurilmani ekspluatatsiya qilish qoidalari, energiya sarfini kamaytirish
usullari va jarayonni boshqarish masalalari ko'rib chiqiladi.
Qurilmani ekspluatatsiya qilish
1. Ishga tushirish (pusk) tartibi:
- Boshlang'ich tayyorgarlik:
- Qurilmaning germetikligini tekshirish
- Nazorat-o'lchov asboblarining ishga yaroqliligini tekshirish
- Sovutish suvi va bug' ta'minotini tekshirish
- Ishga tushirish bosqichlari:
- Kondensator va reflyuks tizimini ishga tushirish
- Kolonnani isitish va bug'latgichni ishga tushirish
- To'liq reflyuks rejimida kolonna harorat profilini o'rnatish
- Ozuqa berishni boshlash
- Mahsulot olishni boshlash
50

2. Barqaror ish rejimi:
- Asosiy parametrlarni nazorat qilish:
- Harorat profili: kolonna bo'ylab haroratlar
- Bosim: kolonna yuqori va pastki qismidagi bosim
- Sarflar: ozuqa, reflyuks, distillyat, kuboviy qoldiq sarflari
- Kontsentratsiyalar: distillyat va kuboviy qoldiqdagi kontsentratsiyalar
- Barqaror ish rejimini ta'minlash:
- Isitish bug'i sarfini barqaror ushlash
- Sovutish suvi sarfini barqaror ushlash
- Reflyuks nisbatini nazorat qilish
- Ozuqa sarfi va haroratini nazorat qilish
3. To'xtatish (ostanovka) tartibi:
- Rejali to'xtatish:
- Ozuqa berishni to'xtatish
- Kolonnani to'liq reflyuks rejimiga o'tkazish
- Bug'latgichni to'xtatish
51

- Sovutish tizimini to'xtatish
- Favqulodda to'xtatish:
- Bug' va suyuqlik ta'minotini to'xtatish
- Sovutish tizimini to'xtatish
- Kolonnadan bosimni tushirish
4. Texnik xizmat ko'rsatish:
- Davriy tekshiruvlar:
- Tarelkalar/nasadkalar holati
- Nazorat-o'lchov asboblari kalibrovkasi
- Nasoslar va klapanlar ishlashi
- Tozalash ishlari:
- Issiqlik almashtirgichlar tozalash
- Tarelkalar/nasadkalar tozalash
- Filtrlar almashtirish
Energetik samaradorlik tahlili
1. Energiya sarfi ko'rsatkichlari:
52

- Issiqlik sarfi:
Q = D × R × λ
Bu yerda:
- Q - issiqlik sarfi, kJ/s
- D - distillyat sarfi, kg/s
- R - reflyuks nisbati
- λ - bug'lanish issiqligi, kJ/kg
- Solishtirma energiya sarfi:
q = Q / D
Bu yerda:
- q - solishtirma energiya sarfi, kJ/kg
2. Energiya samaradorligini oshirish usullari:
- Issiqlik rekuperatsiyasi:
- Ozuqani isitish uchun kuboviy qoldiq issiqligidan foydalanish
- Kondensatordan chiqqan issiqlikdan foydalanish
- Oraliq issiqlik almashtirgichlardan foydalanish
53

- Optimal reflyuks nisbati:
- Kapital xarajatlar va energiya sarfi o'rtasidagi muvozanatni topish
- Minimal reflyuks nisbatiga yaqinlashish
- Kolonna izolatsiyasi:
- Kolonna korpusini sifatli izolatsiya bilan ta'minlash
- Issiqlik yo'qotilishini kamaytirish
- Vakuum texnologiyasi:
- Past haroratda rektifikatsiya jarayonini amalga oshirish
- Issiqlik sarfini kamaytirish
3. Zamonaviy energiya tejash texnologiyalari:
- Issiqlik nasoslari:
- Kondensator issiqligini bug'latgichga uzatish
- Energiya sarfini 30-50% ga kamaytirish
- Bir nechta ozuqa kiritish nuqtalari:
- Ozuqa holatiga ko'ra optimal kiritish nuqtalarini tanlash
- Termik samarasiz jarayonlarni kamaytirish
54

- Dividing-wall kolonalar:
- Ikki kolonna o'rniga bir kolonnali ajratish
- Energiya sarfini 20-30% ga kamaytirish
- Adiabatik absorbniya-desorbniya sikli:
- Adiabatik rektifikatsiya uchun
- Issiqlik sarfini kamaytirish
4. Energetik samaradorlik ko'rsatkichlari:
- Energiya samaradorligi koeffitsienti:
η = Qmin / Qreal
Bu yerda:
- Qmin - nazariy minimal issiqlik sarfi
- Qreal - haqiqiy issiqlik sarfi
- Eksergiya samaradorligi:
ηex = Exuseful / Exinput
Bu yerda:
- Exuseful - foydali eksergiya
55

- Exinput - kiritilgan eksergiya
- Energiya sarfi indeksi:
ECI = Qreal / Qstandard
Bu yerda:
- Qstandard - standart energiya sarfi
Jarayonni boshqarish va optimallashtirish
1. Boshqarish parametrlari:
- Asosiy boshqarish konturlari:
- Distillyat tarkibini boshqarish
- Kuboviy qoldiq tarkibini boshqarish
- Reflyuks nisbatini boshqarish
- Kolonna bosimini boshqarish
- Boshqarish strategiyalari:
- PID-boshqarish algoritmlari
- Kaskadli boshqarish tizimlari
- Prognozli model asosidagi boshqarish (MPC)
56

2. Jarayonni optimallashtirish:
- Maqsad funksiyalari:
- Mahsulot sifatini maksimallash
- Energiya sarfini minimallash
- Iqtisodiy foyda maksimallash
- Optimallashtirish usullari:
- Statistik tajriba rejalashtirish
- Matematik modellashtirish
- Evolutsion algoritmlar
3. Texnik-iqtisodiy ko'rsatkichlar:
- Kapital xarajatlar (CAPEX):
- Kolonna va asosiy jihozlar narxi
- Yordamchi qurilmalar narxi
- O'rnatish xarajatlari
- Operatsion xarajatlar (OPEX):
- Energiya sarfi
57

- Xizmat ko'rsatish xarajatlari
- Ishchi kuchi xarajatlari
- Rentabellik ko'rsatkichlari:
- Sof keltirilgan qiymat (NPV)
- Ichki daromad normasi (IRR)
- Investitsiyani qoplash muddati
4. Zamonaviy boshqarish tizimlari:
- SCADA tizimlari:
- Jarayonni real vaqtda nazorat qilish
- Ma'lumotlarni yig'ish va tahlil qilish
- Vizualizatsiya
- Advanced Process Control (APC):
- Ko'p o'zgaruvchili boshqarish
- Adaptiv boshqarish algoritmlari
- Murokkab jarayonlarni optimallash
Ekologik talablar va xavfsizlik
58

1. Ekologik talablar:
- Chiqindilar minimallash:
- Bug' emissiyalarini kamaytirish
- Oqava suvlarni tozalash
- Qattiq chiqindilarni utilizatsiya qilish
- Energiya sarfini kamaytirish:
- CO emissiyalarini kamaytirish₂
- Qayta tiklanadigan energiya manbalaridan foydalanish
2. Xavfsizlik choralarig:
- Favqulodda holatlarda harakat qilish rejasi:
- Yong'in xavfsizligi
- Kimyoviy moddalar to'kilishi
- Portlash xavfi
- Xavfsizlik tizimlari:
- Xavfsizlik klapanlari
- Signal tizimi
59

- Avtomatik to'xtatish tizimlari
Rektifikatsion qurilmani ekspluatatsiya qilish va energetik samaradorlik
tahlili jarayonni to'g'ri loyihalash va samarali ishlashini ta'minlash uchun muhim.
Energiya sarfini kamaytirish va boshqarish tizimlarini takomillashtirish orqali
jarayon iqtisodiy samaradorligini sezilarli darajada oshirish mumkin. Zamonaviy
texnologiyalarni qo'llash, rekuperatsiya tizimlaridan foydalanish va jarayonni
kompleks optimallash orqali energiya sarfini 30-50% gacha kamaytirish
imkoniyati mavjud.
60

XULOSA
Tadqiqot natijalariga ko'ra, suyuq aralashmalarni ajratish uchun
rektifikatsion kolonnalarni hisoblash va loyihalash bo'yicha quyidagi asosiy
xulosalar shakllantirildi:
1. Rektifikatsion kolonnalarni loyihalashda asosiy parametrlarni (kolonna
diametri, balandligi, tarelkalar soni, nisbiy bug'lanish, sovutish tizimi)
hisoblashning kompleks yondashuvi ishlab chiqildi. Taklif etilgan metodika
asosida ajratiladigan aralashmaning fizik-kimyoviy xususiyatlari, ish rejimi va
ishlab chiqarish quvvatini hisobga olgan holda rektifikatsion kolonnani optimal
loyihalash imkoniyati yaratildi.
2. Matematik modellashtirish va kompyuter simulyatsiyasi usullarini qo'llash
orqali suyuq aralashmalarni ajratish jarayonini optimallashtirishning yangi
algoritmi ishlab chiqildi. Ishlab chiqilgan algoritm yordamida kolonnaning
geometrik parametrlari va ish rejimini maqbullashtirish orqali energiya sarfini 15-
20% ga kamaytirish imkoniyati aniqlandi.
3. Kolonna ichki qurilmalarining (tarelkalar va nasadkalar) turli xil
konstruksiyalarining samaradorligi qiyosiy tahlil qilindi. Tadqiqot natijasida yuqori
samarali nasadkalarni qo'llash orqali kolonna balandligini 20-25% ga qisqartirish
va gidravlik qarshilikni 30-35% ga kamaytirish mumkinligi aniqlandi.
4. Energiya tejamkor rektifikatsion kolonnalarni loyihalash uchun issiqlik
integratsiyasi usullari, ko'p bosqichli kondensatsiya va bug'latish tizimlari, hamda
61

issiqlik nasoslarini qo'llash bo'yicha tavsiyalar ishlab chiqildi. Bu yondashuvlar
energiya sarfini 25-40% ga kamaytirish imkonini berishi aniqlandi.
5. Rektifikatsion kolonnalarning ish rejimini avtomatik boshqarish tizimlari
tahlil qilindi va ularni takomillashtirish bo'yicha tavsiyalar ishlab chiqildi. Smart-
boshqaruv tizimlarini qo'llash orqali mahsulot sifatini oshirish va texnologik
jarayonni barqarorlashtirish imkoniyatlari ko'rsatib berildi.
Tadqiqot natijalariga asoslanib, sanoat korxonalarida rektifikatsion
kolonnalarni loyihalash va modernizatsiya qilish bo'yicha quyidagi tavsiyalar
ishlab chiqildi:
- Suyuq aralashmalarni ajratish uchun rektifikatsion kolonnalarni
loyihalashda dasturiy ta'minotlar (Aspen Plus, ChemCAD, HYSYS) dan kompleks
foydalanish;
- Energiya tejamkor texnologiyalarni, xususan, issiqlik integratsiyasi
tizimlarini va yuqori samarali ichki qurilmalarni joriy etish;
- Rektifikatsion kolonnalar ishini avtomatlashtirishning zamonaviy
tizimlarini joriy etish;
- Mavjud rektifikatsion kolonnalarni modernizatsiya qilish uchun tashxislash
va optimallashtirish usullarini qo'llash;
- Rektifikatsion kolonnalarni loyihalash va ularning ishlash jarayonini
nazorat qilishda raqamli texnologiyalardan foydalanish.
62

Xulosa qilib aytganda, ishlab chiqilgan metodikalar va tavsiyalar suyuq
aralashmalarni ajratish uchun rektifikatsion kolonnalarni samarali loyihalash,
ularning energiya sarfini kamaytirish va iqtisodiy ko'rsatkichlarni yaxshilash
imkonini beradi. Bu esa kimyo, neft-gaz va oziq-ovqat sanoatida ishlab chiqarish
jarayonlarining raqobatbardoshligini oshirishga xizmat qiladi.
63

FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR RO'YXAT
1. Abdukarimov A.A. Kimyoviy texnologiya jarayonlari va apparatlari.
Darslik. – Toshkent: "Fan va texnologiya", 2021. – 450 b.
2. Biegler L.T., Grossmann I.E., Westerberg A.W. Systematic Methods of
Chemical Process Design. – New Jersey: Prentice Hall, 2020. – 796 p.
3. Cheremisinoff N.P. Handbook of Chemical Processing Equipment. –
Boston: Butterworth-Heinemann, 2022. – 562 p.
4. Doherty M.F., Malone M.F. Conceptual Design of Distillation Systems. –
New York: McGraw-Hill, 2021. – 568 p.
5. Ergashev N.A., Toyirova M.D. Kimyoviy jarayonlar va qurilmalar
konstruksiyalari. – Toshkent: TKTI, 2022. – 320 b.
6. Gorak A., Sorensen E. Distillation: Fundamentals and Principles. –
London: Academic Press, 2023. – 420 p.
7. Kister H.Z. Distillation Operation and Troubleshooting. – New York:
McGraw-Hill Education, 2022. – 850 p.
8. Mamatov G.D. Neft va gazni qayta ishlash texnologiyasi. – Toshkent:
"O'qituvchi", 2021. – 380 b.
9. Nazarov A.S., Yusupbekov N.R. Kimyoviy texnologiyada jarayonlarni
modellashtirish. – Toshkent: TKTI, 2022. – 296 b.
64

10. Qodirov B.B. Mass almashinuv jarayonlari va qurilmalari. O'quv
qo'llanma. – Buxoro: BuxDU, 2021. – 240 b.
11. Rasulov S.K. Rektifikatsiya jarayonlari va apparatlari. – Toshkent:
"Yangi asr avlodi", 2020. – 280 b.
12. Seader J.D., Henley E.J., Roper D.K. Separation Process Principles. 4th
edition. – New York: Wiley, 2020. – 821 p.
13. Solijonov S.U. Kimyoviy texnologiya apparatlari konstruksiyalarini
hisoblash. – Toshkent: TKTI, 2023. – 310 b.
14. Towler G., Sinnott R. Chemical Engineering Design: Principles, Practice
and Economics of Plant and Process Design. 3rd edition. – Oxford: Butterworth-
Heinemann, 2021. – 1320 p.
15. Yusupbekov N.R., Nurmuhamedov H.S., Zokirov S.G. Kimyoviy
texnologiya asosiy jarayonlari va qurilmalari. – Toshkent: "Fan va texnologiya",
2022. – 848 b.
QO'SHIMCHA ADABIYOTLAR
1. Babu B.V. Process Plant Simulation. – Oxford: Oxford University Press,
2022. – 604 p.
2. Klemeš J.J. Handbook of Process Integration for Energy Saving and
Pollution Reduction. 2nd edition. – Cambridge: Woodhead Publishing, 2023. –
1184 p.
65

3. Lutpullaev S.L., Nurmuxamedov X.S. Issiqlik almashinish jarayonlari va
qurilmalari. – Toshkent: "Fan", 2020. – 248 b.
4. McCabe W.L., Smith J.C., Harriott P. Unit Operations of Chemical
Engineering. 8th edition. – New York: McGraw-Hill Education, 2022. – 1152 p.
5. Sultonov A.S. Massa almashinuv jarayonlarini intensivlashtirish usullari.
– Toshkent: TKTI, 2021. – 186 b.
INTERNET MANBALAR
1. O'zbekiston Respublikasi Innovatsion rivojlanish vazirligi rasmiy veb-
sayti: https://mininnovation.uz
2. Process Systems Enterprise rasmiy veb-sayti:
https://www.psenterprise.com
3. Distillation Equipment and Engineering kompaniyasi rasmiy veb-sayti:
https://www.distillationengineering.com
4. American Institute of Chemi cal Engineers (AIChE) rasmiy veb-sayti:
https://www.aiche.org
5. Sulzer Chemtech kompaniyasi rasmiy veb-sayti: https://www.sulzer.com
6. AspenTech dasturiy ta'minot kompaniyasi veb-sayti:
https://www.aspentech.com
66

7. Chemical Engineering Online ilmiy jurnali:
https://www.chemengonline.com
8. O'zbekiston Respublikasi Sanoat xavfsizligi davlat qo'mitasi rasmiy veb-
sayti: https://www.gossanatepidemnadzor.uz
67

Suyuq aralashmalarni ajratish uchun rektifikatsion kolonnalami qurilmasini hisoblash va loyihalash

Купить