Organik moddalar sintezi

ORGANIK MODDALAR SINTEZI
11-Mavzu: METANOL IShLAB ChIQARISh


Tayanch iboralar: formaldegid, dimetilsulfat, metilmetakrilat, metanol sintezi, neytrallash va sulfat kislotani regenerasiyasi, gidratasiya minorasi.

Metanol etil spirti hidini eslatuvchi rangsiz suyuqlik. U yonuvchan, havo bilan portlovchi aralashmalar hosil qiladi. Juda zaxarli.

Metanolning asosiy miqdori formaldegid ishlab chiqarish uchun sarflanadi, undan tashqari turli xil murakkab efirlar, masalan, dimetilsulfat, metilmetakrilatni olishda ishlatiladi.
Toza metanoldan erituvchi sifatida va motor yonilg’isiga yuqorioktan qo’shimcha. Sifatida issiqlik elektrostansiyalar uchun gaz yonilg’isi sifatida qo’llanilishi mumkinligiga ko’p umidlar bog’lanmoqda.
Metanol sintezi quyidagi tenglama bilan ifodalangan qaytar reaksiyalariga asoslangan:
So’ngi yillarda metanol energiya manbayi sifatida,
СО+2Н₂↔СН₃ОН+90,8 kj (1)
СО₂+ЗН₂↔СН₃ОН+Н₂О+49,6 kj (2)
СО bilan Н₂ ning aralashmasi sanoatda sintez-gaz deb nomlanadi va o’z navbatida tabiiy gazlardan hosil qilinadi:
СН₄+Н₂О ↔ СО+ЗН₂
СН₄+СО₂ ↔ 2СО+2Н₂
CН₄+0,5О ↔ СО+2Н₂

Yuqorida keltirilgan (1) va (2) reaksiyalar ekzotermik va hajm kamayishi bilan ketadi. Bundan shunday xulosa chiqadiki, metanolni chiqishi (unumi) maksimal qiymatlarga erishishi ychun jarayon past haroratlarda va yuqori bosimda borishi kerak.

Ammo jarayonni tezligini oshirish uchun haroratni ko’tarish maqsadga muvofiqdir. Eng optimal sharoit tanlangan vaqtda shuni ham nazarda tutish kerakki metanol bilan birga qo’shimcha birikmalar ham hosil bo’lishi mumkin:
СО+ЗН₂ ↔ СН₄+Н₂О
СО₂+4Н₂ ↔ СН₄+2Н₂О
пСО+(2n+1 )H₂ ↔ C_nH_2n+2+nH₂O
nСО+2nН₂ ↔ C_nH_2nOH+(n-1)Н₂О .
2СО+4Н₂ ↔ (СН₃)₂О+Н₂О
2СО ↔ СО₂+С
Bu reaksiyalarning ketishi sintez-gazning befoyda sarflanishi va metanolni tozalashni qimmatlashib ketishiga sabab bo’ladi.
Metanol sintezi uchun ko’p katalizatorlar taklif qilingan, lekin eng afzali rux, xrom va mis oksidlaridan iborat.

Mahsulotning eng yuqori unumini beradigan optimal haroratlar intervali katalizatorning aktivligi, gazlar oqimining tezligi va bosimga bog’liq. Past bosim (5-10 MPa) jarayonlari 220-280°С ва missaqlovchi katalizatorlar yuzasida amalga oshiriladi. Rux-xrom katalizatorlar uchun yuqoriroq bosimlar (20-30 МПа) ва 350-400°С mos keladi.

Metanol sintezining texnologiyasi ammiakni ishlab chiqarishiga ko’p jihatdan o’xshash. Asosiy apparat-sintez minorasida katalizator qutisi, elektr isitgich va issiqlik almashtirgich joylashgan bo’lib, muayyan haroratni ushlab turishga yordam beradi. Bunday apparatdan sintez-gaz juda katta tezlik bilan o’tkazilib, atiga 4% ti metanolga aylanadi, qolgan qismi esa ajratilib yangi sintez-gaz bilan qo’shilib takroran shu apparatga kiritiladi.

Siqilgan sintez-gaz filtrlardan o’tib aylanma gazlar bilan aralashadi. Aralashma sintez minorasiga kiradi va u erda qayd etilgan reaksiyalar ketadi. Minoradan chiqqan yuqori haroratli gaz aralashmasi kondensator-sovutgichga kirib 30-35°C gacha soviydi va metanol kondensatlanadi.

U separatorda reaksiyaga kirishmagan gazlardan ajraladi va yig’gichda to’planadi. Olingan xomashyoga nisbatan umumiy unum 95% ni tashkil qiladi.
Metanolni ishlab chiqarishda atrof muhitni zaharlovchi gazlar atmosferaga chiqishi mumkin va oqava suvlarning tarkibida 0,3% gacha metanol va boshqa uglerodning kislorodli birikmalari bor.
Zaharlovchi gazlarni kamaytirish yo’li-sistemaning hamma ulangan qismlarini ishonchliligini oshirish, ishni to’xtatmasdan bir o’rnatilgan zaylda uzoq vaqt o’tkazishdir. Oqava suvlarni tozalash biologik usullar yordamida aerotenklarda amalga oshiriladi.