В. М. Капустин., М. Г. Рудин нефтни қайта ишлаш кимёси ва технологияси в. М. Капустин М. Г. Рудин

Жараён катализаторлари. Жараён катализаторлари сифатида 96-100 % ли концентрляланган сульфат кислотани, водород фторидаги кислотани ва қаттиқ цеолитли катализаторларни (Н У-РЗЭ) қўллайдилар.
Саноатда алкиллаш қурилмаларида сульфат ва водород фторид кислоталарини қўллайдилар.
Изобутаннинг бутиленлар билан алкиллашда 96-98 %-ли сульфат кислота, изобутанни пропилен билан алкиллашда эса 98-100 % ли сульфат кислота қўлланилади. Алкиллаш жараёнида катализаторнинг аста–секин фаолсизланиши–кислота концентрациясининг пасайиши кислотанинг тўйинмаган углеводородлар ва намлик билан ўзаро тасирлашиши натижасида кислотанинг тўқ ранга кириши содир бўлади.

Кислота концентрацияси пасайганда алкинллаш реакциялари секинлашади, полимерланиш реакциялари эса тезлашади. Шунинг учун ишлатилган кислотани тоза концентрлангани билан алмаштирадилар, ишлатилган кислотани эса регенерациялашга юборадилар.
Водород фторидан кислатани катализатор сифатида қўллашнинг афзалликлари ҳам камчиликлари ҳам бор.
Водород фторидли алкинлашнинг сульфат кислоталидан афзаллиги қуйидагилардан иборат.
1) жараён деярли хона ҳароратида ўтади.
2) сув билан совутиш мумкин (махсус совутиш цикли йўқ)
3) катализаторнинг фаолланиши осонроқ содир бўлади , бу эса унинг сарфини камайтиради.
Водород фторид кислотанинг асосий камчиликларига заҳарлилиги ва коррозион фаоллиги киради, бу эса жиҳозларни тайёрлаш учун махсус пўлатларни тайёрланишини ва юқори даражада хафсизликни иалаб килади бу жиҳатлар водород фториди алкиллашни саноатда қўллашни чегаралайди.
Қўлланиладиган катализаторлар олефинларнинг полимерлашни келтириб чиқаради, шунинг учун уларнинг реакцион аралашмадаги реакциянинг стехиомеирик тенгламаси бўйича талаб қиладиган анча паст бўлиши керак.
Шу мақсадда хомашёни системада узлуксиз айланиб турадиган изобутан оқиши билан суюлтириш қўлланилади. Алкиллашга келиб турадиган углеводородли аралашмада изобутан : олефин нинг молли нисбати одатда (4-10):1 ни ташкил қилади: Жуда кўп ҳолларда олти –етти каррали суюлтириш қўлланилади. Изобутан ортиқча бўлганда алкилатнинг сифати ошади ва нафақат полимерланиш, балки қўшимча деалкиллаш реакцялари ҳам тўхтайди. Изобутан: олефин нисбатини 10-1 дан кўпга оширишнинг самарси кам бўлади. Изобутаннинг карралиги юқори бўлганда унинг айланиб туртшига ва совутилишига қилинадиган эксплуатацион сарфлар ошади ҳамда асосий аппаратларнинг ўлчамларини ошириши талаб этилади. Қаттиқ катализаторни қўллаш алкиллаш жараёни учун катта имкониятларни очиб беради, аммо ҳозирги вақтда саноат жараёни мавжуд эмас.
Қаттиқ катализатор суюқ кислоталар каби унчалик хавфли эмас ва уни фойдаланишга тиклаш зарурати йўқ.
Жараён параметрлари. Реакциянинг оптимал шароитларни яратишда ҳарорат катта рол ўйнайди. Алкиллаш реакцияси мусбат иссиқлик эффекти билан боради (1 кг алкиллатга 60 кДж га яқин ) Экзотермик режимни сақлаб туриш учун ажралиб чиқаёмган иссиқликни реакцион зонадан тўхтовсиз чиқариб туриш керак.
Сульфат кислотали алкиллаш жараёнининг энг яхши шароитларига 5-13 ºС ҳароротда эришилади. Ҳароратни кўтарганда кислота ва углеводородларнинг кўтарганда енгиллашади, чунки қовушқоқлик пасаяди, аммо бунда олефинларнинг қўшимча полимерланиш ва сульфолаш (оксидланиш ) реакциялари тезлашмади. Ҳароротни пасайтирганда алкиллаш реакциясининг танланувчанлиги ошади, катализаторнинг сарфи камаяди алкилатнинг чиқиши ошади. Аммо 5 ^ºС дан паст бўлган ҳароротда углеводородларнинг қовушқоқлиги ошади ва сульфат кислотанинг ҳаракатчанлиги пасаяди. Кислотанинг углеводородлар билан мулоқотнинг ёмонлашуви аралаштиришга кетадиган электр қуввати сарфининг ошишига олиб келади. Водород фторидли кислотани қўллаш жараённи 25-32 ^ºС да ўтказишга имкон берадию.
Босим жараёнга кучсиз таьсир кўрсатади. Босимни шундай чегараларда сақлаб турадиларки реакцияда қатнашаётган энг енгил копонентилар суюқ фазага жойлашган бўлиши керак. Сульфат кислотали алкиллаш реакторларига фторидлида эса 0,7-0,8 МПа ни ташкил қилади.
Алкиллаш жараёнининг муҳим параметрлари бўлиб кислота ва углеводородлар орасидаги нисбат ҳомашёнинг катализатор билан мулоқот давомийлиги ва аралаштириш жадалиги ҳисобланади. Алкилашнинг оптимал шароитларини ҳосил қилиш учун реакцион зонада катализатор: углеводородлар ҳажмий нисбатини 1:1 дан 2:1 гача бўлган сатҳда сақлаб турадилар.
Хомашёни суюқ катализатор билан мулоқот давомийлиги ҳажмий тезлик билан аниқланади. Ҳажмий тезлик бу вақт бирлигида етказиб бериладиган хомашё ҳажмининг реактордаги кислота хажмига нисбати бўлиб 0,1-0,6 с^-1 ташкил қилади.
Бошқа барча тенг шароитларда ҳажмий тезликнинг ошиши алкилат октан соннининг пасайишига олиб келади. Мулоқот давомийлигига реакторнинг конструкцияси ва аралаштирувчи қурилманинг иш самарадорлиги таьсир қилади.
Аралаштириш натижасида фазалар ажралиш юзаси ошади ва кислотанинг изобутанни ютиш шароитлари яхшиланади. Изобутан олефинларга қараганда кислота томонидан анча секин ютилганлиги сабаблиги реакторда изобутанни кислотага тезроқ ўтишига кўмаклашадиган шароитни яратиш керак. Акс ҳолда
Олфинларнинг кислота иштирокидаги жадал полимерланиш реакцияси бўғланади. Бундан ташқари аралаштириш етарли даражада жадал бўлмаса, унда кислота массасининг фақат бир қисми углеводородли хомашё билан мулоқотда бўлиши мумкин.