O‘zbekiston respublikasi oliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi namangan muhandislik-qurilish instituti
Download 0.86 Mb. Pdf ko'rish
|
|
O‘ZBEKISTON RESPUBLIKASI OLIY VA O‘RTA MAXSUS TA’LIM VAZIRLIGI NAMANGAN MUHANDISLIK-QURILISH INSTITUTI Kimyoviy texnologiya kafedrasi X.Bakiyeva ORGANIK MODDALAR KIMYOVIY TEXNOLOGIYASI УЛУБИЙ КЎРСАТМА Namangan-2018
Ushbu uslubiy ko‘rsatma 5111000- Kasb ta’limi (Kimyoviy texnologiya) yo‘nalishlarida bakalavr tayyorlash uchun «Organik moddalar kimyoviy texnologiyasi» fanidan amaldagi dasturlar asosida tayyorlangan.
Uslubiy ko‘rsatma Namangan muhandislik-pedagogika instituti Kasb talimi (Kimyoviy texnologiya) kafedrasida ko‘rib chiqildi (2018 yil _________dagi №__-sonli bayonnoma) va NamMPI uslubiy kengashining (2018 yil __ ________ №__ sonli bayonnoma) qarori bilan chop etishga tavsiya etilgan.
Tuzuvchilar:
Taqrizchi: To‘rayev Z. - NamMPI Kasb talimi (Kimyoviy texnologiya) kafedrasi dotsenti, t.f.n.
SO‘Z BOSHI O‘zbekistonning mustaqil taraqqiyot strategiyasini, o‘zbek xalqining buyuk davlat barpo etish borasidagi maqsad-muddaolarini, milliy istiqlol mafkurasining mohiyatini talabalar ongiga singdirishda, ta’lim-tarbiya; targ‘ibot va tashviqotning samarali usul va vositalaridan oqilona foydalanishni taqozo etadi. Milliy istiqlol mafkurasini yoshlar qalbi va ongiga singdirish ta’lim-tarbiyaning turli shakllari orqali amalga oshiriladi: milliy istiqlol mafkurasini singdirishning differentsial pedagogik-psixologik usulidan foydalanish; -kadrlar tayyorlash milliy dasturi asosida talabalar ongida milliy g‘oya va milliy istiqlol mafkurasini shakllantirish ishlarini uzluksiz tarzda olib borish; -o‘quv dasturlari, darsliklari va qo‘llanmalarida milliy istiqlol mafkurasi goyalarini teran aks ettirish; -muhandis-pedagog kadrlarning mafkura borasidagi bilimlarini chuqurlashtirish. Qo‘yilgan vazifalardan kelib chiqqan holda ishlab chiqarishga malakali kadrlar tayyorlaydigan kasb-xunar kollejlari uchun yuqori malakali muhandis-pedagoglar tayyorlab berish jarayonida ta’lim mazmunini milliy istiqlol g‘oyalari bilan to‘ldirib borish lozim bo‘ladi. Zamonaviy texnika va texnologiyalarni ishlatishni yoki yosh avlodga milliy istiqlol g‘oyasini yetkazish uchun jahon standartlari darajasidagi fan va texnika hamda ilg‘or tajriba va texnologiyalarning so‘nggi yutuqlaridan boxabar bo‘lgan, raqobatbardosh, o‘z sohasini ham ilmiy, ham amaliy bilgan muhandis-pedagog mutaxassislarni tayyorlashda ta’lim yo‘nalishi umumkasbiy fanlar blokining asosiy fanlaridan biri bo‘lgan «Organik
Talabalarning fanni o‘rganishidan olgan nazariy bilimlari, ularning laboratoriya ishlarini mustaqil bajarishi orqali yanada chuqurlashtiriladi.
1-амалий иш. Past va yuqori parafinlar . Organik sintez uchun zarur bo’lgan to’yingan uglevodorodlarni quyidagi guruhlarga bo’lish mumkin. a) Quyi molekulyar parafinlar. b) Yuqori molekulyar parafinlar.
pentan esa quyi haroratda qaynaydigan suyuqlikdir. Metan qiyin siquluvchan gaz, qolgan birikmalari esa past haroratda bosim ostida suv bilan oson kondensatlanadi. Quyi parafinlar suvda va polyar erituvchilarda yomon eriydi, lekin qattiq adsorbentlarda aktivlashtirilgan ko’mirda yaxshi yutiladi. Molekulyar massalari ortib borishi bilan adsorbilanish ham ortib boradi. Ularning bunday xususiyatidan quyi parafinlarni bir-biridan ajratishda foydalaniladi. Quyi parafinlarning havo bilan aralashmasi portlovchi aralashma hisoblanadi. SHuning uchun quyi parafinlar bilan ishlaganda ventilyatsiyaga alohida e’tibor berish lozim. Zaxarliligi yuqori emas, lekin doimiy ishlaganda ular bilan hushyor bo’lish lozim. CHunki doimiy nafas olinganda narkotik singari ta’sir etishi mumkin. Quyi parafinlardan metan, izopentan, normal va izobutan organik sintez uchun keng ko’lamda qo’llaniladi. Yuqori molekulyar parafinlar. Yuqori molekulyar parafinlarning organik sintez jarayonlari uchun ahamiyati katta. Molekulasi tarkibidagi uglerod atomlari soni S 6 –S
gacha bo’lganlari suyuq, undan yuqorisi esa qattiq moddalardir. Normal parafinlarning suyuqlanish harorati tarmoqlangan parafinlarnikiga nisbatan yuqori, shuningdek, karbomid bilan kristall adukt hosil qiladi. Bunday kristalda 10 molekula uglerodga 8 molekula (NH 2 )CO to’g’ri keladi. SHuningdek n-parafinlar tseolitlarning eng mayda g’ovaklarigacha adsorbilanadi. Ularning bunday xususiyatidan aralashmalar tarkibidan ajratib olishda foydalaniladi. Neft mahsulotlari tarkibidan n-parafinlarni asosan yumshoq va qattiq parafinlar holida ajratib olinadi. Yumshoq parafinlar 40 S gacha bo’lgan haroratda suyuqlanadi, ularga molekulyar zanjiri C 11 –C 20 bo’lgan uglevodorodlar kirib, qaynash harorati 200 S dan 320-350 S. Qattiq parafinlarni suyuqlanish harorati 50 S dan yuqori bo’lib, molekulyar zanjirda C 20 –C
dan iborat uglevodorodlar saqlaydi. Qaynash harorati 300-350 S dan 450-500 gacha.
Quyi parafinlarni ajratish Quyi parafinlarning asosiy manbalari tabiiy gaz, yo’ldosh gazlar, gaz kondensat, neftni qayta ishlash zavodlarida hosil bo’ladigan gazlardir. Tabiiy gaz tarkibida uglerod (IV)-oksidi, azot, geliy bo’lib, ulardan gazni yuqori bosim ostida sovitib so’ng separatda suyuq kondensat va gaz holida ajratib olinadi. Yo’ldosh gazlar neft tarkibida bo’lib, ularni separatorda ajratib olinadi. Neft tarkibida qolganlarini uchuvchan komponentlar holida haydab olinadi. Gaz taqsimlovchi (gaz fraktsiyalovchi) qurilmalar Yo’ldosh gazlarni tarkibiy kisimlariga ajratish uchun absorbtsiya, adsorbtsiya, kondensatsiya va rektifikatsiya usullaridan foydalaniladi. Rektifikatsion usul keng tarqalgan. Yo’ldosh gazlarni qayta ishlovchi kombinatlarda gaz taqsimlovchi qurilma (GFU) va markaziy gaz taqsimlovchi qurilma (TSGFU) lardan gazlarni tarkibiy qismlarga ajratuvchi vosita sifatida foydalaniladi. Ular 6-10 ta kolonnadan iborat bo’lib, bu kolonnalarda 400-700 gacha tarelka joylashtirilgan. Bu tarelkalar yetarli darajadagi toza fraktsiyalarni bir-biridan ajratib olish imkonini beradi. Quyidagi rasmda C 1 –C
tarkibli uglevodorodlarni ajratish sxemasi tasvirlangan. (Rasm. 1.). Jarayon quyidagicha sodir bo’ladi. Yo’ldosh gaz 1-kompressorda siqilib suv bilan sovitilgach 2- rektifikattsion kolonnaga yuboriladi va unda C 1 –C 3 gazlar qolganlaridan ajratiladi. Bu yerdagi flegmada, fraktsiya suvda yoki qaynovchi propanda sovitiladi. Yuqoriga quruq gaz sifatida C 1 –C 2 ajraladi, sig’imli qoldiq sifatida suyuq propan kolonnani quyi qismidan ajratib olinadi. Og’ir fraktsiya C 4 –C
2-kolonnadan olinib 0,8 MPa bosimgacha drosellanadi (tartibga solinadi) va 6-rektifikatsion kolonnaga yuboriladi. SHu kolonnada C 4 fraktsiya haydaladi va 7-rektifikatsion kolonnaga yuborilib, u yerda n- va izobutan 98% gacha tozalikda ajratib olinadi. 6-kolonnada hosil bo’luvchi hajmiy suyuqlik 0,3 MPa bosimgacha drosellanib 8-rektifikatsion kolonnaga yuboriladi. Unda C 5 yuqori uglevodorodlardan ajratiladi. 9-rektifikatsion kolonkada C 5
izopentan va n-pentanga 97-98% gacha tozalikda ajratiladi. Rasm. 1. C 1 –C 5 tarkibli uglevodorodlarni ajratish texnologik sxemasi. 1-kompressor; 2,5,6-9-rektifikatsion kolonna; 3-deflegmatorlar; 4-qaynatgichlar; 10-droselli ventil.
Katalitik riforming. Katalitik riforming jarayonining ilmiy asoslari XX asrning boshida yo`lga qo`yilgan. 1911 yili Zelinskiy olti a'zoli sikloalkanlarni arenlarga yonaki reaksiyalarsiz platinali va palladiyli katalizatorlarda degidrirlashni amalga oshirish mumkinligini ko`rsatdi. Shu yilning o`zida Ipatyev ushbu reaksiyani oksidli metall katalizatorda amalga oshirdi. 1936 yili bir vaqtning o`zida cobiq Ittifoqda alkanlarni arenlarga degidrosiklizatsiya reaksiyasi ochildi: Moldavskiy va Kamusherlar ushbu reaksiyani xrom oksidida 450-470 0 C da; Kazanskiy va Plate –jarayonni aktivlangan ko`mirdagi platina katalizatori va 304-310 0 C haroratda amalga oshirdilar. Sanoatda katalitik reforming. Sanoatda riforming benzin fraksiyalarining oktan sonini oshirishga va qimmatli neftkimyoviy sintez xomashyosi bo`lgan arenlarni olishda ishlatiladi. Jarayon vodorod saqlovchi gaz [70-90% (hajmiy) N 2 , qolganlari uglevodorodlar] muhitida quyidagi sharoitlarda amalga oshiriladi: -harorat 480-540 0 C; bosim 2-4 MPa; -xomashyoni berish hajmiy tezligi 1-3s -1 ; sirkulyatsiya qilinayotgan vodorod – saqlovchi gaz -miqdorini xomashyoga nisbati 600-1800 m 3 /m 3 . Katalitik riforming xomashyosi sifatida odatda neftni birlamchi haydash benzin fraksiyalari ishlatiladi. Riforming xomashyosining fraksion tarkibi jarayonning maqsadga muvofiq mahsuloti bilan belgilanadi. Agar jarayonning maqsadi – individual arenlar bo`lsa, benzol, toluol va ksilollar olish uchun, mos holda, C 6 (62-85 0 C), C
7 (85-105
0 C) va C 8 (105-140
0 C) uglevodorod saqlovchi fraksiyalar ishlatiladi. Agar jarayon yuqori oktanli benzin olish maqsadida amalga oshirilsa, xomashyo sifatida C 7 -C 9
uglevodorodlarga mos kelgan 85-180 0 C fraksiya ishlatiladi. Riformingning bifunksional katalizatorida ketadigan reaksiyalar natijasida benzin tarkibida ko`proq aromatik uglevodorodlar hosil bo`lishi va yig`ilishi bilan bog`liq chuqur o`zgarishlar sodir bo`ladi. Aromatik uglevodorodlar hosil bo`lish reaksiyalari:
siklogeksan va uning gomologlarini degidrirlash; - siklopentan gomologlarining izomerizatsiyasi va so`ng degidrirlanishi; - parafinlarning degidrotsiklizatsiyasi. Ikkinchi guruh – gidrokreking va izomerizatsiya reaksiyalari:
parafinlar va naftenlarning gidrokrekingi; - parafinlarning gidrogenolizi; - parafinlarning izomerizatsiyasi; - aromatik uglevodorodlarning izomerizatsiyasi; - benzol gomologlarini dealkillash. Birinchi bosqich parafinlarning degidrosiklizatsiyasi – siklni tutashtirish va yo alkilsiklopentanlar (1) yoki alkilsiklogeksanlar (2) ni hosil qilishni o`z ichiga oladi. Alkilsiklopentanlar izomerizatsiyasida – halqaning kengayishi (3) oqibatida ham alkilsiklogeksanlar hosil bo`ladi. O`zgarishlarning oxirgi fazasi – alkilsiklogeksanlarning aromatik uglevodorod hosil qilib degidrirlanishidir. Normal parafinlar izomerlanadi (5) va izoparafinlarning keyingi o`zgarishlari normal parafinlarnikiga o`xshab analogik holda amalga oshadi. Parafinlar degidrotsiklizatsiyasida reaksiyaga kirishgan 1 mol xomashyoga nisbatan 4 mol vodorod hosil bo`ladi. Parafinlar o`zgarishining boshqa yo`li (6) – nordon markazlarda karboniy – ion bo`yicha afzalroq propan va butanlar hosil qilib kreking va katalizatorning metall markazlarida afzalroq metan hosil qilib parchalanish (gidrogenoliz)i dir. Naften va parafin uglevodorodlardan aromatik uglevodorodlar hosil bo`lishiga olib keluvchi riformingning eng muhim reaksiyalari issiqlik yutilishi bilan ketadi. Gidrokreking va gidrogenoliz reaksiyalari ekzotermik, parafin va naftenlarning izomerizatsiyalari 0 ga yaqin issiqlik effektiga ega. Naften va parafin uglevodorodlarning aromatik uglevodorodlarga aylanish reaksiyalari qaytar bo`lib, muvozanatli o`zgarishlar chuqurligi harorat va ilk uglevodorodlar molekulyar massalarining o`sishi bilan ortib boradi. Riformingning asosiy mahsulotlari – vodorod saqlovchi gaz va suyuq fraksiya – yuqori oktanli riformatdir (32-jadvalga qarang). qisman vodorod sirkulyatsiyalanayotgan vodorod saqlovchi gazdagi yo`qotishlar o`rnini to`latishga ishlatiladi. Vodorodning ko`proq qismi neft mahsulotlarini gidrokreking va gidrotozalash qurilmalariga yo`naltiriladi. Platinali katalizatordagi riforming jarayonidagi 90% (hajmiy) konsentratsiyali texnik vodorodnng salmog`i 0,7-1,5% (hajmiy) ni tashkil etadi. Barqarorlashtirish orqali vodorod – saqlovchi gazdan quruq gaz (C 1 -C 2 yoki C 1 -C 3 ) va
suyultirilgan gazlar (C 3 - C 4 ) ham ajratib olinadi. Riformat – avtomobil benzinlarining yuqori oktanli komponenti (motor usuli bo`yicha oktan soni 85 yoki izlanish bo`yicha 95) dir. Katalitik riforming benzini 50-60% (massaviy) arenlar, 30% (mass.) ga yaqin alkanlar, 10-15% (mass.) sikloalkanlar va 2% (mass.) dan kamroq to`yinmagan birikmalardan iborat. Alkanlar asosan C 5 -C
fraksiyada mavjud bo`lib, izotuzilishning normalga bo`lgan yuqori nisbatlarida o`z aksini topgan. Arenlardan C 7 -C 9 lar ko`pchilikni tashkil etadi. Katalitik riforming benzinlarini yuqoriroq qurum hosil qiluvchi arenlarining yuqori miqdorlari tufayli ularni toza holda avtomobil yoqilg`ilari sifatida ishlatib bo`lmaydi va shu bois kompaundlashga jo`natiladi. Katalitik riforming benzinlaridan organik sintezda ishlatiluvchi individual arenlar: benzol, toluol, etilbenzol, ksilolning hamma izomerlari, naftalin, psevdokumol va ayrim boshqa mahsulotlarni ajratib olish mumkin. Neftkimyoviy mahsulot sifatida eng ahamiyatli arenlar sifatida benzol, o- va n-ksilollar ishlab chiqarilishi ma'lum; toluol va m-ksilollar esa mavjud ehtiyojlardan ham ancha ortiq miqdorda ishlab chiqarilmoqda. Shuning uchun hozirgi vaqtda toluol va m-ksilollar asosida qimmatli mahsulotlar ishlab chiqarishga urinishlar bilan birgalikda ularni dealkillash, disproporsiyalash va izomerizatsiyalash jarayonlari muvaffaqqiyatli rivojlanyapti.
Atsetilen ishlab chiqarish uchun kalьtsiy karbid asosiy xomashyo hisoblanadi. Kalьtsiy karbidni kalьtsiy oksididan elektr-yoy usuli bilan olinadi. Bu jarayonda reaktsiya kuchli endotermik bo’lib, juda katta elektr energiyasini talab etadi. Hosil qilingan kalьtsiy karbidni suv bilan parchalab atsetilen ajratib olinadi .
3C
CaC
2
CO CaC 2
2H
2 O C 2 H 2
Ca(OH) 2
H 0 298
127,1 kJ mol
1 kg tozalanmagan CaC 2 dan 230-280 litr atsetilen olinadi. Agar karbid tozalangan bo’lsa, har bir kg dan 380 litrgacha atsetilen olish mumkin. Atsetilenni kalьtsiy karbiddan maxsus qurilma – atsetilen generatori orqali olinadi. Atsetilen generatori
Kalьtsiy karbidni suv bilan parchalab atsetilen ajratib olishga moslashtirilgan qurilmaga atsetilen generatori deyiladi. Atsetilen generatori ikki xil bo’lib ular quyidagilardir. 1. Ortiqcha suv bilan sovitiluvchi «Ho’l» tipidagi generatorlar. Bu generatorlarda ajralib chiqadigan issiqlik ortiqcha suv bilan sovitilib turiladi. Bu tipdagi generatorlarda har bir kg kalьtsiy karbid uchun 10 kg suv sarflanadi. Bu generatorlarda qoldiq sifatida hosil bo’layotgan kalьtsiy gidroksid suspenziya holida bo’lib undan qurilish materiali sifatida foydalanish mumkin emas. Demak, uning bu kamchiligini bartaraf etish lozim. 2. «Quruq» tipidagi generator. Bu generatorda reaktsiya natijasida ajralibchiqadigan issiqlikni oz miqdordagi suvning bug’lanishi hisobiga bartaraf etiladi. Natijada kalьtsiy gidroksid quruq holda ajralib chiqadi va undan qurilish materiali sifatida foydalanish mumkin. «Ho’l» tipidagi generatorlarda reagentlarning o’zaro ta’sirlashuv jarayoni quyidagi tizimlarga bo’linadi: «Karbid suvga», «Suv karbidga» va doimiy ta’sirlashuvchi tizim. «Karbid suvga» generatori quyidagi rasmda ifodalangan.
Rasm. 2. «Karbid suvga» tipidagi atsetilen generatorining tuzilishi: 1, 3- kalьtsiy karbid uchun bunker; 2- konussimon propka (tiqin); 4- sektorli baraban; 5- taqsimlovchi konus; 6- singdiruvchi quvur; 7- gidravlik zatvor; 8-korpus; 9-teshikli taxlam; 10- qisqichsimon qorishtirgich; 11-shlyuzli zatvor.
Apparat 3 4 qismigacha suv bilan (kalьtsiy gidroksid suspenziyasi) to’ldiriladi. Dastlab kalьtsiy karbid 50-80 mm hajmli bo’lakchalarda maydalanib, 1- oraliq bunkerga tushiriladi. So’ngra konussimon 2- propka ochilib, karbid ta’minlovchi 3- bunkerga tushiriladi, 4- sektorli baraban orqali karbid atsetilen miqdoriga bo’lgan ehtiyojga ko’ra karbidni dozirovkalaydi. Karbid bo’laklari 6- quvur orqali 5- konusga tushib generator hajmiga bir xilda taqsimlanadi. Kalьtsiy karbid 9- egilgan teshikli polionlarda parchalanadi va 10-
meshalka (qorishtirgich) orqali ularning usti doimiy tozalab turiladi. Kalьtsiy karbid parchalanishida atsetilendan tashqari ohak suti va shlam hosil bo’ladi. Atsetilen 7-gidravlik zatvor orqali olinib, ishlab chiqarishag yuboriladi. «Karbid suvga» tipidagi generatorning ishlab chiqarish quvvati soatiga 500 m 3 atsetilenni tashkil etadi. 4-amaliy ish. Atsetilen aralashmalari va ularni tozalash
Generatordan chiqayotgan atsetilen 99% tozalikda bo’lib, ozroq NH 3 , H 2 S, PH
3 singari aralashmalar ham mavjud. Albatta bu moddalar karbid tarkibidagi kalьtsiy nitrid, fosfid, amid singari birikmalardan hosil bo’ladi. СaS 2H 2 O Ca(OH) 2
H 2 S Atsetilenni bunday birikmalardan tozalash uchun ko’yidagi eritmalarni o’tkaziladi. H 2
4NaClO
2NaOH
Na
2 SO 4 4NaCl 2H
2 O
Bunday eritmalar atsetilen tarkibini yuqorida taqidlangan moddalardan tozalab, atsetilen sifatini yaxshilaydi. Atsetilen sanoat uchun eng muhim xom oshyolardan biri bo’lib, undan sirka kislota, vinilatsetat, vinilefirlar, vinilatsetilen singari moddalar ishlab chiqariladi. Qo’yida biz sanoat miqyosida atsetilen ishlab chiqarish texnologik tizim bilan tanishamiz.
Olefinlar organik va neftkimyo sintezi uchun noyob xomashyo hisoblanadi. Ularni quyidagi ikki guruhga ajratish mumkin. 1. Gazsimon yoki quyi molekulyar parafinlar. Bular etilendan boshlab to pentengacha (C 2 –C
) bo’lgan to’yinmagan uglevodorodlardir. 2. Yuqori molekulyar olefinlarga esa geksendan to oktadetsengacha (C 6 -C 18 ) bo’lgan to’yinmagan uglevodorodlar kiradi.
Barcha quyi olefinlar havo bilan portlovchi aralashma hosil qiladi. SHuningdek, zaxarlilik darajasi parafinlarnikidan keskin farq qilmaydi.
Olefinlar, parafinlardan nisbatan yuqori eruvchanligi, -bog’lari hisobiga sorbtsiyalanishi bilan farq qiladi. Olefinlar, parafinlarga nisbatan qattiq adsorbentlarga oson adsorbilanadi, mis-amiakli kompleks eritmalariga oson yutiladi, atseton, furfurol singari polyar erituvchilarda yaxshi eriydi. Olefinlarning bunday xususiyati, ularni parafinlardan ajratib olish imkonini beradi.
6 H 12 — 63,5–68 n - C
7 H 14 — 93,8–98,2 n - C
8 H 6 — 121–126 n - C
10 H 20 —
170–175
n - C 11 H 22 — 213–218
Tarmoqlangan zanjirli olefinlar, to’g’ri zanjirlilarga nisbatan past haroratda qaynaydi. Yuqori reaktsion qobiliyati va serobligi tufayli olefinlar organik sintez xomashyosi sifatida alohida ahamiyatga ega. Ulardan etilen va propilen AQSHda yiliga 15 va 7,5 mln. tonna ishlab chiqariladi. Buten va izopentenni kamroq miqdorda ishlab chiqarish yo’lga qo’yilgan.
Olefinlarni sanoat masshtabida neft mahsulotlarini va uglevodorod gazlarini krekinglash yo’li bilan olinadi. Bu jarayonlarni ikki guruhga bo’lish mumkin.
1. Parafinlarni termik krekinglash yoki piroliz. 2. Katalitik kreking. Birinchi usul to’g’ridan-to’g’ri olefin olish uchun yo’lga qo’yilgan bo’lsa, ikkinchi usul benzin ishlab chiqarish jarayonida qo’shimcha mahsulot sifatida vujudga keladi. Termik kreking va piroliz. Termik kreking jarayonida uglevodorodlardagi uglerod-uglerod bog’larining uzilishi hisobiga boruvchi reaktsiyalar muhim ahamiyatga ega. Bunday jarayonlar natijasida dastlabki moddalardan gazsimon va suyuq holdagi to’yingan va to’yinmagan uglevodorodlar aralashmasi hosil bo’ladi.
Neft mahsulotlari tarkibidagi tsiklik uglevodorodlar termik krekinglanganda yon zanjirining uzilishi, naftenli birikmalarda esa tsiklning ochilishi hisobiga olefinlar hosil bo’ladi.
Yuqorida ta’kidlab o’tilgan barcha reaktsiyalar katalizator ishtirokisiz erkin radikalli zanjir reaktsiyalarini vujudga keltiradi.
' R H C CH R ' R CH CH R 2 2 2 2 (zanjirning vujudga kelishi) H '
' R CH H C R ' R ' R CH CH R 2 2 2 2 (zanjirning uzayishi) 2 2
CH R ' R ' R CH H C R
Haroratning ko’tarilishi bilan molekulardagi parchalanish yanada chuqurlashib, degidrogenlashish va tsikllanish jarayonlarini vujudga keltiradi. 600–650 S da degidrogenlanish natijasida reaktsion qobiliyati yuqori bo’lgan dienlar hosil bo’ladi.
CH 2 CH–CH
2 -CH
3 — CH 2 CH–CH CH 2
Dienlarning olefinlar bilan o’zaro ta’sirlashuvi natijasida tsiklik olefinlar va ulardan aromatik va kondensirlangan aromatik birikmalar hosil bo’lishi mumkin.
(СH 2 ) 4 –CH
3 CH 3 + C
n H 2n (СH
2 ) 4 –CH 3 ———
3
–C n H 2n C 4 H 8 + C 3 H 6 C 5 H 10 + C 2 H 4 H 2 CH 2 CH
| CH
CH 2
CH 2 + || —
——
2 –2H
2
CH 2
HC CH 2 CH 2
HC
CH 2 CH 2 CH
| CH
CH 2
+ —
——
–2H
2
CH 2
HC CH 2 CH 2
HC
CH 2 CH 2 HC
CH
CH 2
HC
CH CH 2
CH 2 CH 2
CH 2
Neft mahsulotlari va gazlarni yuqori haroratda qizdirish natijasida oxirgi mahsulot sifatida uglerod va vodorod hosil bo’ladi.
C 3 H 8
2CH 4
C C 2 H
CH 4
C H 2
7-amaliy ish. Atsetilen ishlab chiqarish texnologik tizimi
«Xo’l» tipidagi generatorda atsetilen ishlab chiqarish texnologik tizimi qo’yidagi Rasm. 3.da tasvirlangan.
1-vagonetga; 2-monorelьs; 3-bosimli bak; 4,7-sovitgichlar; 5-tindirgich; 6-atsetilen generatori; 8,9,10- skruber; 11-gazolder; 12-olov to’sgich; 13-kompresor.
Kalьtsiy karbid 1-vagonetga orqali, 2-rels bilan 6-generator bunkeriga yetkazib beriladi. U yerda karbid suv bilan tasirlashib ohak sutini hosil qiladi. Hosil bo’lgan ohak suti 5-tindirgichga yuborilib unda ohak zaralaridan tindiriladi. Tozalangan kalьtsiy gidroksid eritmasi 4-sovitgich orkali 3-bosimli bakka yuborilib, u yerda biroz suv qo’shiladi, so’ng yana 6-generatorga yuboriladi. Generatorda hosil bo’lgan 50-60
S atsetilen 7-sovitgichda sovitilib kondentsatdan ajratiladi, undan 8-nosatkali skruberda sulьfat kislota bilan ishlanib amiak qoldiqlaridan tozalanadi, so’ngra gaz 9-skruberga yuborilib, natriy gipoxlorid bilan ishlanadi, undan 10-skruperda ishqor bilan ishlanib, xlor qoldiqlaridan tozalanadi. Tozalangan atsetilen 11-gazgoldirda yig’ilib, 13-kompresor orqali istemolchiga yuboriladi. Tizimdagi 12-saqlovchi gidravlik zatvor atsetilen bosimini tartibga solib turadi. 8-амалий иш. Ацетиленни углеводородлардан олиш.
Метан ва бошқа парафинлардан юқори ҳарорат остида пиролиз йўли билан ацетилен олинади. Жараён қўйидаги қайтар риакциялар билан ифодаланади.
2СН
4 С
2 Н 2 3Н 2
- Н 0 298
-376 кЖ моль
С 2 Н 6 С
2 Н 2 2Н 2
- Н 0 298
-311 кЖ моль
Реакция эндотермик бўлганлиги учун мувозанат 1000-1300 С дагина ўнгга силжийди. Метан учун эса бу кўрсатгич 1500-1600 С, суюқ углеводоролар учун эса 1200 С бўлганда жараён тезлашади. Ацетиленнинг парафинлардан ҳосил бўлиши радикал занжирли механизм бўйича боради.
Н С
С 2 СН 2 СН 2 Н 2 2 Н 2 3 Н 2 4
Ҳосил бўлган газ таркибида оз миқдорда бензол, СН 3 –С СН, СН 2 СН–С СН, СН С–С СН бўлади. Ушбу усул билан ацетилен олишнинг мураккаблик томони шундан иборатки, ҳосил бўлаётган ацетилен пиролизланиб С ва Н 2 га парчаланади. Буни қўйидагича ифодаланади: 2 2 2 2 Н 3 4 Н С 2 Н 3 Н С СН 2 2
Бу жараёнга барҳам бериш учун қўйидаги тадбирларни амалга ошириш лозим. Биринчи навбатда углеводородларни ўзаро таъсирлашувини қисқартириш ва уларни реакцион зонада бўлишлигини 0,01 секунддан оширмаслик чора-тадбирлари-ни амалга ошириш ва ҳосил бўлаётган ацетиленни бирданига сув пуркаш орқали «тоблаш» билан уларни пиролиздан сақлаб қолиш лозим.
Углеводородлар пиролизи орқали ацетилен олишнинг қуйидаги 4 усули мавжуд. 1. Регенератив пиролиз. Олов бардош ғиштли печларда ушбу пиролиз жараёни олиб борилади. Бунинг учун печ табиий газдан зарурий ҳароратгача, яъни 1200-1600 С гача қиздирилади. Сўнгра пиролиз қилинаётган газ юборилади ва яна печ қиздирилиб, олдинги ҳолат такрорланади. 2. Электрокрекинг. Электродларда 1000 В ҳосил қилиб электр ёй орқали пиролизланувчи хомашё ўтказилади, натижада ацетилен ҳосил бўлади. Бу усул тезкорлиги ацетилен қайта пиролизланиши содир бўлмаслиги билан аҳамиятга молик. Лекин энергиянинг кўп сарф қилишлиги ушбу усулнинг камчилигидир. Яъни 1 тонна ацетилен ишлаб чиқариш учун 13 000 кВт соат электр энергияси сарфланади. 3. Гомоген пиролиз. Бунда метан кислород билан ёқилиб 2000 С иссиқлик ҳо-сил қилинади. Унга пиролизланувчи хомашё юборилади. Ҳосил бўлган маҳсулот таркибий қисмларга ажратилиб, ундан олинган ацетилен истеъмолчига етказиб берилади. Бу жараёни камчилиги пиролиз натижасида ацетилен ва этилен аралашмаси ҳосил бўлишлигидир. 4. Оксидловчи пиролиз. Бу жараён углеводородларни оксидлаш орқали пиролизлаб ацетилен олишга асосланган. Бунда углеводородларнинг ёнишдаги экзотермик, пиролизланишдаги эндотермик жараёнлар битта аппаратга жамланган. Натижада энергия тежамкорликка эришилиб, иқтисодий жихатдан самарадор бўлган СН 5
3
СН 2 =СН
2
СН≡СН –Н 2
–Н 2
усул яратилган. Шунинг учун ҳам саноатда бу усулдан кенг миқёсда фойдаланилади.
izobutanni olishda, sintetik kauchuk xomashyosi va benzinni yuqori oktanli komponenti bo`lgan izopentanni olishda ishlatiladi. Izomerizatsiya katalizatori bo`lib alyuminiy xlorid xizmat qiladi. Jarayon 120-150
0 C harorat va 0,1 MPa gacha bosimda olib boriladi. Xomashyo sifatida pentan, butan va benzin fraksiyalari ishlatiladi.
Изопарафинларнинг нормал парафинларга нисбатан саноатда аҳамиятлироқ, чунки тармоқланган занжирли органик углеводородлар турли хил органик синтез учун хомашё ҳисобланади. Учламчи ва тўртламчи углеводородлар бензинни октанлар сонини оширувчи восита сифатида қўлланилади. Изомерланиш қайтар процессдир. Биз қуйидаги бутанни изомерланиш жараёнини кўрамиз.
бутан - CH 3 –CH
2 –CH
2 –CH
3
CH 3 –CH(CH 3 )–CH
3 - изобутанга полимерланади.
CH
–CH 2 –CH 2 –CH
2 –CH
3
CH 3 –CH(CH 3 )–CH
2 –CH
3
CH 3 –C(CH 3 ) 2 –CH 3 пентан
изопентан неопентан
Ушбу жараёнлар ҳароратга боғлиқ равишда турлича ўзгариши мумкин. Изопарафинларнинг миқдорини ўзгариши мувозанат системада ҳароратга боғлиқлиги қуйидаги чизмада ифодаланган. 0 25 50 75 100 100 200 300 400 500 Изобутан Изопентан Неопентан Тар
ки б ,% (мо л .) 3 1 2 1 2 3
1-Чизма. Бутан ва пентан изомерланишини мувозанат системада ҳароратга боғлиқлиги. изобутан (1), изопентан (2), неопентан (3).
Чизмадан кўриниб турибдики, изобутанинг мавжуд бўлиш жараёни паст ҳароратда содир бўлади. Худди шунингдек, неопентанда ҳам ҳароратнинг пасайиши билан асосий массанинг ортиб бориши кузатилган. Изопентан эса 200 С атрофида максимум даражада ҳосил бўлиш эҳтимоллиги мавжуд. Ҳароратнинг кўтарилиб бориши билан реакция унуми пасайиб боради, парафинлар изомерияси алюминий хлор, платина, алюминийсиликат, цеолитларда юқори унум билан содир бўлади. Бу Ҳарорат, С
жараён ион механизми бўйича карбокатион ҳосил бўлиши орқали содир бўлади. Бунда дастлабки крекинг натижасида ҳосил бўладиган олефинлар карбокатион ҳосил бўлишини бошлаб беради.
RCH CH 2 H–O–M
MO CH H C R 3
Изомерланишни тўла содир бўлиши учун AlCl 3 катализаторига қўшимча равишда сокатализатор – HCl қўшилиши лозим. Шундагина ҳамкорликдаги таъсир туфайли жараён ривожланади: RCH
2 HCl AlCl
4 3 AlCl CH H C R
карбокатион
Ниҳоят, карбокатион изомеризацияни бошлаб беради.
Изомерланиш жараёни хомашёларни ҳар бир реакторга кириб чиқиши натижасида ўртача 50-60% изомерланиш содир бўлса, жараён якунида реакция унуми 90% дан кам бўлмайди. Нафтенли углеводородларда циклнинг кенгайиши ёки ён занжирларнинг изомерланиш ҳисобига жараён содир бўлади.
Alkillsh. To`yinmagan uglevodorodlar bilan izoparafinlarni alkillash yuqori oktanli benzin komponentlarini olish maqsadida amalga oshiriladi. To`yinmagan uglevodorodlar sifatida propilen, butilenlar, amilenlar; izoparafin uglevodorodlar sifatida esa - izobutan yoki izopentanlar ishlatiladi. Masalan, izobutanni butilenlar bilan alkillab izooktan olinadi. Alkillash reaksiyasi katalizator sifatida sulfat kislota ishlatilsa 0 dan -10 0 C gacha haroratda yoki vodorod ftorid ishtirokida bo`lsa, 25-30 0 C da amalga oshiriladi. Benzolni alkillash. Benzolni to`yinmagan uglevodorodlar (etilen, propilen) bilan alkillashda katalizator sifatida fosfat - yoki sulfat kislotalar, alyuminiy xlorid, alyumosilikatlar va boshqalar xizmat qiladi. Jarayon qaysi katalizator ishlatilishiga bog`liq holda 50 dan 450 0 C gacha harorat va 1 dan to 3 MPa gacha bosimda ketadi. Benzolni alkillash mahsulotlari sintetik va qator kimyoviy mahsulotlar ishlab chiqarishda qo`llaniladi. СH 3
Download 0.86 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|