1 – ma’ruza kirish. “Umumiy kimyoviy texnologiya”fanining mazmuni predmeti va metodi

3-Ma'ruza. Gomogen reaktsiyalar tezligi va tezlikni oshirish tartiblari. Geterogen reaktsiyalar tezligi va tezlikni oshirish tartiblari. Texnologiyada kataliz ahamiyati

Ma’ruzachi: prof. D. Sherquziyev

Tehnologiyaning muhim masalalaridan biri bu tehnologik jarayon tezligini turli hil yullar bilan oshirishdir. Kimyoviy tehnologik jarayonlar yo`nalishining tahlili tezlik jarayonining asosiy formulalari bilan topiladi. Shunda jarayon intensivligini oshiradigan va ishlab chiqarishda kamroq harajat talab qilinadigan usul tanlanadi.

• Tehnologiyaning muhim masalalaridan biri bu tehnologik jarayon tezligini turli hil yullar bilan oshirishdir. Kimyoviy tehnologik jarayonlar yo`nalishining tahlili tezlik jarayonining asosiy formulalari bilan topiladi. Shunda jarayon intensivligini oshiradigan va ishlab chiqarishda kamroq harajat talab qilinadigan usul tanlanadi.
• Jarayonning harakatlantiruvchi kuchini oshirish uchun o’zaro ta'sirlashayotgan komponentlarning boshlangich konsentratsiyalarini oshirish, bosimni ko`tarish, jarayon haroratsini boshqarish va hosil bo`layotgan mahsulotni reaksion zonadan chiqarib turish kerak. Absorbsiya, adsorsciya va kondensasiya jarayonlarining harakatlantiruvchi kuchi hakikiy (C) va muvozanat konsentratsiyalari (C*) farki bilan belgilanadi (C-C*). Shuning uchun jarayonning harakatlantiruvchi kuchi hakikiy (C) konsentratsiyaning oshishi yoki muvozanat (C*) konsentratsiyasining kamayishi bilan ortadi.

A. Ta'sirlashuvchi komponentlar konsentratsiyasining oshirilishi C ni oshiradi va jarayon tezligiga proporSional tarzda ta'sir kursatadi. Ta'sirlashuvchi moddalar konsentratsiyasini oshirish usuli mahsulotning agregat holatiga bog`liq.qattiqmoddalarni konsentratsiyasini oshirish tuyintirish, suyuq va gaz moddalarda esa konsentrlash deyiladi. Jarayonini intensivlashda keng qo`llaniladigan usul bu ta'sirlashuvchi moddalar konsentratsiyasini oshirishdir.

• A. Ta'sirlashuvchi komponentlar konsentratsiyasining oshirilishi C ni oshiradi va jarayon tezligiga proporSional tarzda ta'sir kursatadi. Ta'sirlashuvchi moddalar konsentratsiyasini oshirish usuli mahsulotning agregat holatiga bog`liq.qattiqmoddalarni konsentratsiyasini oshirish tuyintirish, suyuq va gaz moddalarda esa konsentrlash deyiladi. Jarayonini intensivlashda keng qo`llaniladigan usul bu ta'sirlashuvchi moddalar konsentratsiyasini oshirishdir.
• B. Bosimni oshirilishi jarayon tezligiga va muvozanatga ta'sir kursatadi. Bosimni oshirish effektivligi ta'sirlashayotgan moddalarning agregat holatiga bog`liq. Bosimning oshirilishi asosan gaz fazalarida yoki gaz - suyuq, gaz -qattiqsistemalar ta'sirlashayotganda ko`proq ta'sir kursatadi.qattiq va suyuq fazaning jarayonlarda bosim ta'siri kamroq. Gomogen yoki gaz fazada boruvchi, gaz ishtirok etadigan geterogen jarayonlarda faza bosimning oshirilishi gaz fazasini hajmining kamayishiga va ta'sirlashuvchi moddalar konsentratsiyasining oshishiga olib keladi. Bosimning ta'siri kinetik tenglamalari bilan aniklanadi. Quyidagi reyaksiya uchun

Gomogen jarayonning gaz fazasidagi tezlik formulasi:
Bu erda: pn - gaz aralashmasining parsial bosimi; dp- jarayonning harakatlantiruvchi kuchi.
Gomogen jarayonlarda aralashtirilish moddalarni butun hajm buyicha konsentratsiyani tekis taksimlanishiga va ta'sirlashuvchi moddalarning ko`payishiga ijobiy ta'sir kursatadi. Geterogen jarayonlarda (G-S, G-K, K-S, S- S) sistemalarda fazalar aralashuvi bo`lmaganda massa almashinuv molekulyar diffuziya bilan belgilanadi. Kurib chikilgan usullar, asosan jarayonning sekin boradigan bosqichi tezlik konstantasini oshirish uchun qo`llaniladi.
Fazalar ta'sirlashuv yuzasini (F) oshirish geterogen sistemalarda fazalarning agregat holatiga, ya'ni: G-S, G-K, K-S, S-S (o’zaro aralashmaydigan) va K-K sistemalarda jarayon olib boriladigan sharoitga ya'ni: bosim, harorat reagentlar konsentratsiyasi, katalizatorlar va boshqalarga bog`liq.
A. Gaz-suyuq sistemada ta'sirlashuvchi yuzani hosil kilish usullarini va apparatlarning ishlash prinsipini turt hil sinfga bo`lish mumkin:
1. Apparat nasadkasida suyuqlikni yupka kavat kilib yoyish berish. Bu apparat nasadkali minora deyiladi. Suyuqlikning gaz bilan ta'sirlashuv yuzasini hisoblash uchun nasadkaning suyuqlik bilan koplangan yuzasi hisoblanadi.
2. Apparat kamerasiga butun hajm buyicha pnevmatik yoki mehanik usul bilan suyuqlikni sachratib berish. Bu apparatlar suyuqlikni sachratib beruvchi minoralar yoki sochuvchi kameralar deb nomlanadi. Ta'sirlashuv yuzasi har bir tomchi yuzasiga teng.
3. Fazalar ta'sirlashuv yuzasida suyuqlik hajmida gazning disperslanishi barbotaj yuli bilan, ya'ni minoradagi suyuqlik qatlamidan gaz pufakchalarini utkazish. Ta'sirlashuvchi fazalar yuzasi pufakchalar yuzasiga teng. Kizdirish va absorbsiya uchun bir pogonali barboterlar va minoralar qo`llanadii.
4. Hdrakatchan ko`pikning mavhum kaynash qatlamini hosil kilish. Buning uchun apparatning pastki panjara kismidan gaz yuqoriga karab katta tezlikda suyuqlikdan utkaziladi. Natijada mavhum kaynash qatlami hosil bo`ladi. Ko`pikli apparatlarda ta'sirlashuv yuzasi katta bo`ladi.
B. Gaz-kattik (G-K) va suyuq-kattik (S-K) sistemalarda yuqori fazalar ta'sirlashuv yuzasiga qattiq moddalarni maydalash yoki granullash bilan erishiladi. Ta'sirlashuvchi yuzani oshirish uchun: birinchidan moddaning dispersligini oshirish, ikkinchidan apparatda qattiq zarrachalarni gaz yoki suyuqlik bilan ta'sirlashuvi uchun mahsus sharoit yaratish kerak
Yuzani kengaytirish usullarini turtta sinfga bo`lish mumkin:
1. Apparat tokchalaridagi qattiq zarrachalarni mehanik aralashtirgichlar bilan aralashtirib turib gaz yoki suyuqlik bilan yuvish. Aralashtirilganda yuza yangilanadi va ta'sirlashuv yahshilanadi.
2. Maydalanganqattiqzarrachalarni suyuqlik yoki gazning umumiy kajmida (oqimida) buyicha aralashtirish. Gaz-kattik, suyuq-kattik sistemalar uchun mayda disperslikka ega bo`lgan zarrachalar turbo`lent oqimga yoki suyuqlik bilan birga uzatiladi.
3. Gaz yoki suyuqlik oqimini panjara ustiga joylashtirilganqattiqmaterial bo`lakchalari yoki granulalari orkali utkazish. Bunda gaz yoki suyuqlik oqimi granula yokiqattiqmaterial bo`lakchalarini yuvadi. Yuvuluvchi qatlam gaz yoki suyuqlik oqimi tarkibidagiqattiqzarrachalarni uzida ushlab qoladi.
4. Mavhum kaynash qatlamida aralashtirish. Mavhum kaynash qatlami maydalangan zarrachalar kavatidan gaz yoki suyuqlikni pastdan tepaga juda katta tezlik bilan berilayotgan paytda kosil bo`ladi. Bunda zarrachalar suyuqlik yoki gazda sakrab, suzib usha qatlamni tark etmaydi. Gidrodinamik ta'sirlashuvga kura kaynash qatlami G-Q sistemada huddi ko`pik qatlamiga uhshaydi. S-Q sistema uchun suyuqlikning chiziqlik tezligi bo`lgani sababli (sekundiga bir necha mm dan 10-30 sm gacha) bu sistemada mavhum qaynash qatlami ishlab chiqarishda kam qo`llanadii.
Kimyoviy reyaksiyalarni tezlatuvchi qulay yo’llardan biri katalizator qo`llashdir. Shuning uchun ohirgi yillarda o’zlashtirilayotgan kimyo sanoatdagi ko`pgina yangi ishlab chiqarishlar (90%) katalizator ishtirokida boradi. Katalizator ishtirokida kimyoviy reyaksiyalar ming va million marta tezlashadi, ancha past haroratda ketadi va iktisodiy foydalidir. Bir kator sanoat jarayonlarni katalizatorni qo`llash okibatida amalga oshirishga muyassar bo`lindi. Vodorodni, ammiakni, azod va sulьfat kislotalarni va boshqa birikmalarni olishda kataliz qo`llaniladi. Katalizatorlar ishtirokida yuqori birikmali moddalar olinadi, neftь mahsulotlari parchalanadi (kreking). Katalizatorlarning mohiyati shuki, u kimyoviy reyaksiyalar tezligini oshiradi, reyaksiyada katnashadi, moddalar bilan oralik kimyoviy o’zaro munosabati bo`ladi. Lekin reyaksiya ohirida uzining kimyoviy strukturasini tiklaydi.