Илова физик – кимёвий катталиклар ва халқаро система (СИ) бирликлари

24-расм. СТК-1 катализаторининг ишлаб чиқариш чизмаси.
1, 2 – аралаштиргичли реакторлар; 3 – чўктириш учун реактор; 4 – насослар; 5 – декантатор (сувни чўкмадан ажратиш); 6, 14 – NH₄NO₃ эритмасини йиғувчи идиш; 7 – реактор аралаштиргич; 8 – чанглатиб қуритувчи мослама; 9 – элеватор; 10 – бункер (туширувчи мослама); 11 – қаттиқ фазани аралаштиргичи; 12 – таблеткаловчи машина; 13 – буғлатгич:
Маҳаллий саноатдаги СТК-1 ва ГИАП-482 маркаларидаги контакт массаларини тайёрлаш имкониятлари ва хусусиятларини кўриб чиқамиз.СТК-1 маркали катализаторни диаметри 5 мм, баландлиги 5 мм ва 1,3 г/см³ зичликка эга бўлган таблетка кўринишида тайёрланади.
Катализаторнинг таркиби, % (оғир.):

-Fe2O3	. . . . . . . . . . 75
Cr2O3	. . . . . . . . . . 11
CuO	. . . . . . . . . . 3
Al2O3	. . . . . . . . . . 5
MgO	. . . . . . . . . . 6

Катализаторнинг актив қисми магнетит (Fe₃O₄) дир. Массанинг бошланғич асосий таркиби актив магнетит -Fe₂O₃ бўлиб, темир оксидининг кристаллик структураси ромбоэдрикдир. -Fe₂O₃ нинг актив магнетитга қайтарилишда углерод оксиди, водород, карбонат ангидрид ва сув буғи аралашмасидан фойдаланилади. Бу жараён одатда катализаторлар ишлатиладиган цехларда (реакторда) олиб борилади. Жараён 500 ⁰С ва атмосфера босимида қуйидаги реакция бўйича боради:
3 Fe₂O₃ + CO = 2 Fe₃O₄ + CO₂ + Q₂
3 Fe₂O₃ + H₂ = 2 Fe₃O₄ + H₂O + Q₃
Катализаторни қайтарилиш шартларини шундай танлаш керакки, унда Fe₂O₃, Fe₃O₄ гача қайтарилиб, темир металигача қайтарилмаслиги керак. Fe₂O₃ ва Fe₃O₄ фазалараро мувозанатни Н₂:Н₂О; ва СО:СО₂ нисбатлари бўйича аниқланади.
Катализаторни тайёрлаш жараёни қуйидаги асосий босқичлардан иборат:

1. 
   ишчи эритмаларини тайёрлаш;
   
2. 
   гидроксидни чўктириш;
   
3. 
   дастлабки ташкил қилувчиларни аралаштириш;
   
4. 
   қуритиш;
   
5. 
   таблетка ҳолига келтириш.
   

ИАП-482 маркали катализатор ҳам сув буғи билан углерод оксидининг конверсияси учун ўрта ҳароратли катализатор ҳисобланиб, 380-520⁰С да ишлатилади. Катализатор қуйидаги хусусиятларга эга:
Зичлик, г/см³:
сочилувчан. . . . . . . . . . . 1,15
эҳтимол. . . . . . . . . . . . . 6
ҳақиқий. . . . . . . . . . . . . 4,4

Солиштирма юза, м²/г. . . .21-22

Ғоваклиги, %. . . . . . . . .  48
Катализатор таркиби, % (миқ.):
-Fe₂O₃. . . . . . . . . . . .  88
Cr₂O₃ . . . . . . . . . . . . . . .6,3
СrO₃. .. . . . . . . . . . . . . 1,7
К₂О. . . . . . . . . . . . . . . .1,2
Бунда темир карбонат (FeCO₃) тузи аммоний карбонат (NH₄)₂CO₃ тузи ёрдамида 60-68⁰С да темир сульфат тузи эритмаси иштирокида олинади:
FeSO₄ + (NH₄)₂CO₃  FeCO₃ + (NH₄)₂SO₄
Темир карбонатни декантация усули билан ювилади, фильтрланади, қуритилади ва 600⁰С да тобланади. Темир оксидлари қуйидаги реакциялар бўйича олинади:
2FeCO₃ + 0,5 О₂  Fe₂O₃ + 2СО₂
FeCO₃ = FeO + CO₂
Темир оксидларини хром (VI) оксиди ва нитрат кислота билан аралаштириш натижасида қуйидаги реакция кетади:
Fe₂O₃ + 6HNО₃  2Fe(NO₃)₃ + 3H₂О
2Fe(NO₃)₂ + CrO₃ + 6 HNO₃  3Fe(NO₃)₃ + Cr(NO₃)₃ + 3H₂O
Олинган бир жинсли массага шнек-прессда шакл берилади, қуритилади ва 550⁰С да тобланади. Бунда тузлар қуйидагича парчаланади:
2Fe(NO₃)₂ = Fe₂O₃ + 6 NO₂ + 1,5О₂
2Cr(NO₃)₃ = Cr₂O₃ + 6NO₂ +1,5O₂
2Fe(NO₃)₂ = Fe₂O₃ + 4NO₂ + 0,5O₂
Паст ҳароратли катализаторларни тайёрлашни 52-1 маркали контакт мисолида кўриб чиқамиз. Бу катализатор кобальт, никель, мис, руҳ ва бошқа актив металл оксидлари асосида тайёрланади. Уларнинг активлиги 250⁰С даёқ намоён бўлади. Юқори активликка эга катализаторларнинг қўлланилиши паст температураларда ҳам конверсияланиш имконини беради, бу эса буғ сарфини камайтириш ва углерод оксидини конверсиясининг даражасини ошириш имконини беради. Актив фаза катализаторнинг қайтарилиш жараёнида намоён бўлади. Шундай қилиб, паст ҳароратли 52-1 маркали катализаторга қуйидаги таркиб мос келади, % (масс.):
CuO – 30;
ZnO – 45;
Al₂O₃ – 13;
солиштирма юза –  60 м²/г;
солиштирма ҳажм ғоваклиги -  0,4 см³/г
Водород ёки углерод оксиди иштирокида 250 ⁰С дан ортиқ бўлмаган ҳароратда мис оксиди актив мисга қайтарилади:
Биринчиси структура ҳосил бўлиш функциясини бажарса, иккинчиси актив компонентларнинг турғунлигини сақлайди, яъни металлар мис ва руҳ панжараларининг бир-бири билан қопланишининг олдини олади.
CuO + CO = Cu + CO₂
CuO + H₂ = Cu + H₂O
Руҳ ва алюминий оксидлари бу шароитларда металлгача қайтарилмайди.