3-Mavzu. Metanol olish texnologiyasi. Reja: Uglerod oksidi va vodorod asosidagi sintezlar

3-Mavzu. Metanol olish texnologiyasi.

Reja:

1. Uglerod oksidi va vodorod asosidagi sintezlar.

2. Metil spirtining xalq xo'jaligindagi ahamiyatli.

3. Xom ashyolari va metanolning fizik-kimyoviy xususiyatlari.

4. Ishlab chiqarish usullari, texnologik sxemasi.

1) Uglerod oksidi va vodorod asosidagi sintezlar. O'tgan asrlarda uglerod oksidi va vodorod asosida organik moddalarni sintezlash keng yo'lga quyildi. CO va H₂ lardan uglevodorod sintezi birinchi marotaba Sabat'e ishlarida mal'um bo'ldi. U nikel' katta lizatori yordaminda metanni sintezlagan edi. Bundan keyin Orlov, temirpalladiy katta lizatori qatnashuvida koks gazidan etilenni sintezladi.

Uglerod oksidi va vodoroddan termodinamikaviy usulda hoqlagan molekuladagi va hoqlagan tuzulishtagi uglevodorodni sintezlash mumkin.

Uglerod oksidi va vodoroddan to'yingan va to'yinmagan uglevodorodlarni kobalt' katalizatori yordaminda sintezlash reaktsiyalarin quydagicha ko'rsatishimiz mumkin:

Temir katta lizatori qatishuvida pastdagi tenglama bilan ko'rsatiladi:

Temir kattalizatorinda CO2 ning foyda bo'lishina pastdagi reaktsiya sabab bo'ladi:

Fisher va Tropsh izlanishlarinda, metallarning katta lizi natiyjasida, jarayonda uglevodorodlar va kislorod tutgan birikmalar, shuning ichida metanolning da foyda bo'ladiganligi aniqlangan. Ya'niy metall oksidi katta lizatorina ishqor qo'shilsa, yuqori atomli spirtlar foyda bo'ladi:

Demak uglerod oksidi va vodoroddan har qil yo'nalishda, vaziyatda va katalizator turiga qarab har qil moddalarni sintezlash mumkin. Ya'niy, nikel' katalizatori qatnashuvida 0,1 MPa bosim va 160-200 ⁰С darajada yeki uglerod atomidan ko'p bo'lgan alkanlar va alkenlerni, 200 ⁰С dan yuqori darajada metanni sintezlashga bo'ladi. Kobalt' katalizatori qatnashuvida, 0,1-1 MPa bosim, 170-200 ⁰С darajada chiziqli alkanlar va alkenler, temir katalizatorinda 2-3 MPa bosim va 200-250 ⁰С darajada tarmoqlangan tuzulishka ega alkanlar, alkenler, shuningdek kislorod tutgan organik birikmalarni ham sintezlashga bo'ladi. Simobli katalizator qatnashuvida bo'lsa yuqori bosimda (50-150 MPa) va darajada (100-120 ⁰С) yuqori molekulali parafinli uglevodorodlar (molekulyar massasi 2*10⁵ ) sintezlanadi.

Birinchi marotaba Fisher-Tropsh sintezi Germaniyada 1936 yili sintin (sintetik benzin) ishlab chiqarish uchun realizatsiya qilingan. Keyinchalik, uglerod oksidi va vodoroddan sanoatta keng ishlab chiqariluvchi mahsulotlar (metanol, suyuq alifatikalik uglevodorodlar, metan) sintezi yo'lga quyildi.

2) Metil spirtining xalq xo'jaligindagi ahamiyati. Metanol – kimyo sanoatida ko'p qo'llaniladigan va ishlab chiqariladigan mahsulot bo'lib hisoblanadi. U plastmassalar, sintetik tolalar, sintetik kauchiklar, yeritgichlar va.h. lar ishlab chiqarishida keng qo'llaniladi.

Uglerod oksidi va vodoroddan metanol sintezi birinchi marotaba 1923-yili Germaniyada yo'lga quyildi. Metanol – asosan pastdagi xom ashyolardan sintezlanadi:

Xom ashyo turi	%
Tabiiy gazdan	71,6
Atsetilen sanoati sintez gazlaridan	15,7
Neftni qayta ishlash chiqindi gazlaridan	3,9
Qattiq yonilg'idan	8,9

Jarayonning fizik-kimyoviy asoslari. Metanol sintezi pastdagi tenglama da keltirilgan qaytimli reaktsiyalarga asoslangan:

(1)

(2)

1 va 2 reaktsiyalar ekzotermikaviy bo'lib, hajmning pasayishi bilan yuradi. Demak metanolning chiqimin maksimal darajaga yetkizish uchun jarayonni past darajada va yuqori bosimda olib borish kerak bo'ladi.

3.1 jadval. Vodorod va uglerod oksidi molyar nisbati qatnasi 2:1 bo'lganda olinadigan gaz aralashmasindagi metanolning miqdori:

Bosim, MPa	Har qil darajada metanolning molyar miqdori, %		Bosim, MPa	Har qil darajada metanolning molyar miqdori, %
	300	350		300	350
5 7,5 10,0 15,0 20,2	10,5 - 26,3 40,8 54,0	- 4,9 8,2 16,0 24,0	25,0 30,0 40,0 50,0	66,0 75,5 86,0 89,6	31,9 40,4 55,5 66,7