1 Moylarni rafinatsiyalash va gidrogenizatsiyalash. Gidratlash mahsulotlarini olishda ishlatilishi

Aktiv markazlar to‘g‘risida tushuncha: Katalizator yuzasida turli aktivlikka ega bo‘lgan adsorbsiya markazlari bor. Bunday adsorbsion markazlar katalizatorning aktiv markazlari deyiladi. Kristallchalarning qirralari yoki uchlariga joylashgan atomlar kristallarning tomonlari va hajmida joylashgan atomlarga qaraganda energetik jihatdan kam to‘yingan bo‘ladi va ular aktiv markazlarni hosil qiladi. Akademik A.A.Balandin tomonidan rivojlantirilgan katalizning multiplet nazariyasiga ko‘ra, katalizatorlarning aktiv markazlari kristall tomonlarida joylashgan va ma’lum ravishda joylashgan bir qancha atomlarining yig‘indisidan tuzilgan va adsorbsion markazlar hisoblangan kristall murtaklardan iborat.
Ular bir nechta atomlardan tuzilgan, shuning uchun A.A.Balandin ularni multiplet deb ataydi. Aktiv markazlar tarkibidagi adsorbsion markaz soniga qarab:

• 
  ikkita adsorbsion markazlarining dubletlar ;
  
• 
  uchta tripletlar,
  
• 
  oltita sekstetlar va h.k.lar tushuniladi.
  

Aktiv markazlarining yuzasi umumiy katalizator yuzasining 1-2 % ni tashkil qiladi.
Yog’‘larni gidrogenlash sanoat katalizatorlari quyidagi talablarga javob berishi kerak:
1) faqatgina gidrogenlash jarayonini tezlatish qobiliyatiga ega bo‘lishi va noxush reaksiyalar yuz berishi kerak emas;
2) yuqori aktivlik, unumdorlik va selektivlikga ega bo‘lishi;
3) katalizator salomasdan oson ajralishi;
4) katalizator bahosi arzon, xomashyo va materiallar serob bo‘lishi kerak.
Kukunsimon nikelli katalizator aktivligini aniqlash uchun, 50g yaxshilab rafinatsiyalangan kungaboqar moyini tezligi 0,18 m³/soat bo‘lgan vodorod bilan 200⁰S haroratda 1 soat davomida gidrogenlanadi. Katalizator aktivligi erishilgan moyni to‘yinish darajasi bilan ifodalanadi:

Bu yerda: A – katalizator aktivligi, %;
n_M – moyni 60⁰S dagi nur sindirish ko‘rsatkichi; 1,4470 –
kungaboqar moyini y.s.=0 gacha gidrogenlangandagi nur sindirish ko‘rsatkichi (60⁰S).
Moyni nur sindirish ko‘rsatkichini 1·10^-4 ga pasayishi yod sonini bir birlikka kamayishiga mos keladi.
Nikel asosli katalizatorlar aktivligi bo‘yicha quyidagi guruhlarga ajratiladi.
Yuqori aktiv – A=80-100% (moydagi nikel miqdori 0,05%)
Aktiv – A=70÷100% (moydagi nikel 0,1%)
O‘rtacha aktiv – A=45-69% (moydagi nikel 0,1%)
Past aktiv – A=25-44% (moydagi nikel 0,1%)
Ba’zan katalizator aktivligi yuqoridagi gidrogenlash sharoitiga eritilgan salomasni erish harorati bilan ifodalanadi.
Aktivlikka mos holda salomasni erish harorati va moyni to‘yinmaganlik darajasining o‘zgarishi quyida ko‘rsatilgan.

A % 30 37 45 51 58 66 73 80 88 96 100

t, ⁰C 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 69

Salomasning erish harorati nafaqat gidrogenlash (to‘yinish) chuqurligiga, balki jarayon selektivligi va monoto‘yinmagan kislotalar izomerlarining to‘planishiga ham bog‘liq. Shu sababli katalizator aktivligini erish harorati bilan baholash bir tomonlama natija beradi.

Katalizator selektivligini baholash uchun 1kg puxta rafinatsiyalangan kungaboqar moyi turbina aralashtirgichli reaktorda, 200⁰C haroratda barbotajdagi tezligi 0,12 m³/soat bo‘lgan vodorod va tarkibidagi nikel konsentratsiyasi 0,05 yoki 0,1% bo‘lgan moy bilan nur sindirish ko‘rsatkichi 1,4540 – 1,4530ga yetguncha gidrogenlanadi. Jarayon berishi davomida gidrogenizatdan namuna olinadi, olein va linol kislotalar glitseridlari bo‘yicha reaksiya tartibi aniqlanadi, xomashyodagi bu kislotalarning gidrogenlanish tezlik konstantasi va gidrogenlash selektivlik koeffitsienti ushbu formula bo‘yicha hisoblanadi.

S_l = K_l/K_ol

Ko‘p hollarda linol kislotasi atsillarining gidrogenlanish reaksiyasi tartibi jarayon borishiga qarab nolinchidan birinchigacha o‘zgaradi. U holda selektivlikni quyidagi tenglama bilan qulay hisoblanadi.

S_l = (O_l – O_lo) / (L_o – L),

Bu yerda: S_l – linol kislota glitseridlari bo‘yicha selektivlik

koeffitsienti;
L_o, L – linol kislotasining boshlang‘ich va oxirgi miqdori;
O_lo, O_l – olein kislotasining boshlang‘ich va oxirgi miqdori.
Nikel asosli katalizatorlar selektivligi bo‘yicha quyidagi guruhlarga bo‘linadi.

	Sl	Sl
Yuqori selektiv	25-50	0,96-0,99
Selektiv	15-24	0,90-0,95
O‘rtacha selektiv	10-14	0,78-0,88

Katalizatorni izomerlash qobiliyati uch usuldan biri bilan baholanadi.

1. Linol kislotasining gidrogenlanishi va transizomerizatsiya tezlik konstantalari nisbati: A_t = K_t/K_l
2. Yog’‘dagi linol kislota miqdorining kamayishi bilan transizomerlar miqdorining oshish nisbati: A_t = ∆T/∆L
3. Yog’‘ yod sonining pasayishi bilan transizomerlar miqdorining oshish nisbati: A_t = ∆T/∆y.s.
Bu yerda: A_t – katalizator izomerlash aktivligi, K_t – transizomerizatsiya tezlik konstantasi; ∆T – transizomerlar miqdorining oshishi, %; ∆L – yog’‘ glitseridlaridagi linol kislotasi miqdorining kamayishi, %; ∆y.s. – yog’‘ yod sonining pasayishi, %
Yuqori izomerlash qobiliyatiga ega bo‘lgan katalizatorlar uchun Kt/Kl va ∆T/∆L nisbatlar 0,9-1,2 g oraliqda bo‘ladi.
Yog’‘larni gidrogenlashda nikel asosidagi katalizatorlar ishlatiladi, shuningdek nikel va mis katalizatorlari ham ishlatiladi. Qo‘shimcha sifatida xrom, titan, palladiy, platina va boshqa metallar ishlatiladi.
Katalizatorlar strukturasiga ko‘ra kukunsimon va granullangan, qotishma holida bo‘ladi. Kukunsimon katalizatorlar suspenziya (yog’‘da) ko‘rinishida ishlatiladi, ularni dispersli yoki suspenziyalangan deyiladi. Qotishma bo‘laklarini kattaligi 10-15 mm bo‘lsa, ularni turg‘un katalizatorlar deyiladi.
Katalizatorlarni yuzasini ko‘paytirish uchun metallarni yuzasi g‘ovakli bo‘lgan materialga cho‘ktiriladi. Bu usul bilan olingan katalizatorni eltuvchili katalizator deyiladi.
Katalizatorlar olinish usuliga qarab ikkiga bo‘linadi.
1) cho‘ktirilgan
2) qotishmali.