Молекулалар реакцион +обилиятларининг кимёвий тузиллишларига бо/ЛИ+лиги

Metanolning muvozanat konsentratsiyasining reagentlarning stexiometrik nisbatida bosimga va t⁰ ga bog‘liqligi quyidagicha

Bosim,	Metanolning konsentratsiyasi, % xajmiy
Mnm^2	300C	350C
0.981	0	0
9.810	26.3	8.20
19.62	54.0	24.00
29.43	75.5	40.04
39.24	86.0	55.50

Metanol sintezi murakkab, qaytar, ekzotermik, geterogen katalitikdir.

Etilenni bevosita gidratatsiyalab etilendan etanol olinadi. Bu reaksiya ham qaytar, murakkab, ekzotermik va katalitikdir:

CH₂CH₂  H₂O  C₂H₅OH  Q

300C da va reaksiyaga kirishuvchi moddalarning stexiometrik tarkibida etilenning (qo‘shimcha reakiyalarni hisobga olmagan holda) etil spirtga aylanish muvozanat darajasi bosim ko‘tarilishi bilan ortadi

Bosim, Mnm^2	C2H4 ning o‘zgarish darajasi, %
4.90	6.70
7.85	10.3
9.80	12.5
14.7	18.3

7,85 Mn/m² da va aralashmaning stexiometrik tarkibida etilenning aylanish darajasi harorat ortganda kamayadi

Harorat, C	C2H4 ning o‘zgarish darajasi, %
150	65.0
200	38.7
250	21.4
300	10.3
350	5.60

N₂O:S₂N₄ (7,85 Mn/m², 290C) nisbat ortganda aylanish darajasi ko‘payadi.

H2O:C2H4	C2H4 ning o‘zgarish darajasi, %
0.6	8.530
0.8	10.15
1	11.60

Etilenni gidratatsiyalashda katta yuzadagi, masalan, krekingning alyumosilikat katalizatoridagi fosfat kislota katalizator bo‘lib hizmat qiladi. 300S da reaksiya tez boradi. Dastlabki moddalar va mahsulot bunda gaz xolida bo‘ladi va jarayon geterokatalitikdir. Hozirda katalizator sifatida WO₃ ishlatilmoqda, u fosfat kislotadan farqli ravishda uchib ketmaydi va qo‘shimcha reaksiyalar borishini kamaytiradi. Eng qulay sharoitlarda etilenning 95 % miqdori etil spirtga aylanadi, qolgan 5% miqdori qo‘shimcha mahsulotlar, smolalar (etilenning polimerlanish mahsulotlari) katalizator orasida yig‘iladi va taxminan bir oyda bir katalizator faolligini tiklash uchun smolalar yondirilib, katalizator tozalab turiladi.

Bundagi qo‘shimcha reaksiyalardan dietil efir va atsetaldegidning hosil bo‘lish reaksiyalari eng katta ahamiyatga ega.
Uglevodorodlarni va boshqa organik birikmalarni oksidlash bilan qayta ishlash jarayonlari ilmiy-texnika yutuqlari bilan asoslanib, neftekimyo sanoatida yetakchi o‘rin egallamoqda. Bu sohaning rivojlanganligi ikkita asosiy sababga: 1) uglevodorodli xom-ashyo va oksidlovchi - havo kislorodi (texnik kislorod) arzonligi; 2) texnik jarayonni nisbatan oddiyligi, ishlab chiqarish bosqichlarining kam sonligi, uskunalarning oddiyligiga bog‘liq.
Тurli oksidlash jarayonlari umumiy xom-ashyo negiziga -tabiiy va yo‘ldosh gazlar hamda neftga ega. Тo‘g‘ridan-to‘g‘ri havoning o‘zidan yoki undan ajralib chiqqan kisloroddan oksidlovchi sifatida foydalaniladi.Ular ekzotermik, amalda qaytmas, asosan, selektiv ta’sirga ega katalizatorlar ishtirokida gaz holatidagi moddalar o‘rtasida boradi. Barcha reaksiyalar uchun optimal sharoit tanlash murakkab, qaytmas, ekzotermik, geterogen-katalitik reaksiyalarni boshqarish qonuniyatlari asosida o‘tkaziladi.
Formaldegid, atsetaldegid va sirka kislota ishlab chiqarishni ko‘rib chiqamiz.
Metanol bilan havo aralashmasida mis (simto‘r holidagi) yoki kumush (pemzaga singdirilgan) katalizator ishtirokida taxminan 90 % formaldegid hosil bo‘ladi:
2CH₃OH  O₂  2HCHO  2H₂O  Q (1)

1 mol oksidlangan metanoldan 156 kj issiqlik ajralib chiqadi. Metan bilan havo aralashmasi portlashining eng quyi chegarasi 5 %, eng yuqorisi 15 % bo‘lgani uchun reaksiyani juda mo‘l miqdor havo bilan o‘tkazishga to‘g‘ri keladi, bu esa mahsulot ajralib chiqishini osonlashtiradi. Metanol havosiz joyda qizdirilganda u degidrogenlanadi:

CH₃OH  HCHO  H₂ - Q (2)

1 mol metanol reaksiyaga kirishganda 85,2 kj issiqlik yutiladi. (1) reaksiyada ajralib chiqadigan issiqlik miqdori (2) reaksiya uchun yetadigan miqdorda bo‘lishi uchun metanoni yetarli miqdor havo bilan aralashtirib, ikkala reaksiyani birga olib borish mumkin. 600C da 0,01 sekund davomida maksimal darajada mahsulot hosil bo‘ladi. Bosim oshirilganda mahsulot hosil bo‘lishi kamayadi, chunki (2) reaksiyaning muvozanati chapga siljiydi.

Atsetaldegid - organik sintezning eng muhim mahsulotlaridan biridir. Hamma ishlab chiqariladigan atsetaldegidning yarmiga yaqini sirka kislota tayyorlash uchun ishlatiladi. Sanoatda atsetilenni gidratatsiya qilib, etanolni degidratlab, etilenni bevosita oksidlab olinadi. Etanolni degidratatsiyalash etilenni bevosita oksidlashga qaraganda qimmatga tushadi. Jarayon katalizatorning suvdagi eritmasida boradi. Etilen PdCl₂ bilan reaksiyaga kirishib, atsetaldegid hosil qiladi:

CH₂CH₂  PdCl₂  H₂O  CH₃CHO  Pd  2HCl

Pd shu zahotiyoq eritmadagi CuCl₂ bilan ta’sirlashadi:

Pd  2CuCl₂  PdCl₂  2CuCl

Hosil bo‘lgan CuCl kislorod ta’sirida oksidlanadi:

4CuCl  O₂  4HCl  4 CuCl₂ 2H₂O

Atsetaldegid suvli eritmadan rektifikatsiya qilib ajratib olinadi.

Butandan sirka kislotasi olish juda foydali:

2C₄H₁₀  5O₂  4CH₃COOH  2H₂O  Q

Katalizator sifatida yog‘ kislotalarining oraliq metallari bilan hosil qilgan tuzlari (Mn, Co...) ishlatiladi. Sirka kislota hosil bo‘lishida temperatura 180S, jarayon suyuq fazada borishi uchun 5 Mnm² ga yaqin bosim kerak. So katalizatori butanga hisoblaganda 65 % atrofida unumga erishish imkonini beradi. Ko‘shimcha mahsulotlar sifatida chumoli kislotasi, metanol, etanol, murakkab efirlar, uglerod oksidlari, metan, etan kabilar hosil bo‘ladi.

Hozirgi vaqtda sirka kislota ishlab chiqarishning asosiy usuli atsetaldegidni molekulyar kislorod bilan oksidlashdir. Adabiyotda keltirilgan hisoblashlarda butandan olinadigan kislotaning tannarxi atsetaldegiddan olingan tannarxiga nisbatan hammasi bo‘lib, 70 % ni tashkil etishga qaramasdan, bu usul, xususan, sirka kislota va sirka angidridini bir vaqtda olishda o‘z ahamiyatini yo‘qotmagan. Atsetaldegidni oksidlashning birinchi mahsuloti persirka kislotadir.

CH₃CHO  O₂  CH₃COOOH

U 50C dan yuqorida beqaror modda, Mn(CH₃COO)₂ katalizatori ishtirokida sirka kislotaga aylanadi.

CH₃CHO  CH₃COOOH 2CH₃COOH

Umumiy holda

2CH₃CHO  O₂  2CH₃COOH  Q

ko‘rinishi yuzaga keldi. Shu bilan bir vaqtda qo‘shimcha reaksiyalar ham borib chumoli kislota, murakkab efirlar va boshqa mahsulotlar hosil bhladi.

Reaksiyani sirka kislotasi hosil bo‘lishi tomoniga siljitish uchun ham 1-, ham 2-reaksiyani bir xil tezlatadigan katalizator kerak. Reaksiyani ko‘p miqdor atsetaldegid ishtirokida olib borish lozim. Reaksion aralashma harorati 50-80S bo‘lib, 0,3-0,4 mnm² bosim ostida suyuq fazada olib boriladi.


Тayanch iboralar: sanoat organik sintezi, neftekimyo, katalitik kreking, riforming, selektiv kataliz, katalizator turlari, katalitik jarayonlar, kataliz turlari, sanoat katalizi.