Neftni qayta ishlashda qo'llaniladigan katalizatorlar reja

Kimyoviy usullari. Heft va neft mahsulotlari tarkibidagi uglevodorodlarning harorat, bosim, katalizatorlar, kimyoviy reagentlar ta'sirida chuqur strukturaviy o'zgarishga asoslangan. Bu usullar juda muhim neft mahsulotlarini miqdorini ko'paytirish (masalan benzin) uchun, neft mahsulotlarini sifatini oshirish (masalan, benzinning oktan sonini oshirish, uchun, ayrim individual gomologlarini) olish uchun hamda kimyo sanoatining xomashyolarini (vodorod, sintez-gaz, atsetilin, alkenlar, diyenlar va boshqalarni) olish maqsadida qo'llaniladi. Sanab o'tilgan usullardan neft mahsulotlarini termik va katalitik krekinglashning turli xillari eng ko'p qo'llaniladi.
Neft va neft mahsulotlarini qayta ishlovchi apparatlar jarayonning uzluksizligini, asosiy mahsulotning yuqori unumda chiqishini, iqtisodiy samaradorlikni, katta mahsuldorlikni ta'minlashi kerak. Neftni qayta ishlovchi apparatlarni uch guruhga bo'lish mumkin: xomashyoni qizdirishni va o'zgarishni ta'minlovchi pechlar va reaktorlar, mahsulotlarni bir-biridan ajratish uchun rektifikatsiya kolonnalari (ustunlari), issiqlikni bekorga chiqib ketmasligi ya'ni, undan foydalanish uchun (utilizatsiyalash uchun) hamda sovitilishi kerak bo'lgan mahsulotlarni sovitish uchun issiq almashtirish apparatlari.
Neftni qayta ishlashning fizik usullari. Neftni qayta ishlash va qaynash harorati farqiga qarab alohida fraksiyalarga (distillatlarga) ajratish, bir bosqichli yoki ikki bosqichli apparatlarda amalga oshiriladi. Birinchi holda jarayon atmosfera bosimida olib boriladi. Bunda turli motor yoqilg'ilari va mazut (qaysiki, ular kimyoviy qayta ishlanadi) hosil bo'ladi. Ikki bosqichli qurilmalarda neft avval atmosfera bosimida haydalib motor yoqilg'isi va mazut olinadi. So'ngra mazutdan past bosimda haydab turli surkov moylari va gudron olinadi. Gudron keyin qayta ishlanib pyok, asfalt va neft koksi olinadi. Ikkala bosqichni birlashtirish katta iqtisodiy samara beradi va bunday qo'shma apparat atmosfera - vakuumli quvursimon qurilma (AVQ) deyiladi. AVQning muhim sxemasi 95- rasmda berilgan. Unda neft nasos bilan quvursimon issiq almashtirgichlarga navbat bilan ko'tarib beriladi, u yerda 170—180°C gacha qizdiriladi, so'ngra quvursimon pechga o'tib 320°C *gacha qizib suyuq va bug' holatda rektifikatsiya kilonnasining ostki qismiga boradi. U yerda bug'lanadi va bug' mazutning suyuq qismidan ajraladi.
Bug' yuqoriga ko'tarilib, fraksiyalarga: solyar moylari (300-350°C, 5 %), kerosin (200-300°C, 19 %), ligroin (160-200°C, 8 %)ga ajraladi. Bu fraksiyalar sovitilgach, yig'gichlarga borib to'planadi. Benzin (170°C gacha 15 %) kolonnaning yuqori qismidan bug' holatda chiqarib olinadi va awal issiq almashtirgichdan (toza neft bilan) so'ngra kondesatorda kondensatlangan suyuq holda suvda ajratish uchun tindirgichga oqib o'tadi. Olingan benzinning bir qismi yuqori haroratda qaynovchi fraksiya bug'larini kondensatlash uchun kolonnani sug'orishga qaytariladi. Bu benzin sifatini yaxshilaydi. Kolonnaning ostgi qismidan neftning asosiy tarkibiy qismlarini qaynash haroratini pasaytirish uchun o'tkir bug' kiritiladi.
Katalizatorning sistemaga kiritish usuli va uni regeneratsiya qi- lish yo’li bilan jarayonni texnologik bejash farqlanadi. Odatda, kata- lizator sistemaga uch usul bilan kiritiladi:

1. 
   Suspenziyalashtirilgan katalizatorli sxema.
   

Juda maydalangan yoyuvchi (kizelgur) yuzasida kobalt metali o‘tirib qoladi va so‘ng reaktorga keladi.
Usul kamchiliklari: apparaturaning eroziyasi, katalizator tayyor- lash operatsiyalarining murakkabligi va beso‘naqayligi.

2. 
   Ikki reaktorli va triadali sxemalar.
   

Katalizer-apparat yuzasiga kobalt metalli o’tirib qolgan statsi- onar yoyuvchi bilan to’latiladi. Shu apparatning o’zida 150-180°C haroratda va 200-300 atmosfera bosimi ostida kobalt karbonili hosil bo‘lishi va ularni xomashyoda erib ketishi amalga oshadi. Shunday yo‘l bilan tayyorlangan katalizator karbonillash reaktoriga boradi.

3. 
   Tuzli sxemalar.
   

Kobalt reaktorga yog‘ yoki naften kislotalarning tuzi ko‘rinishida kiritilib, so‘ngra reaksiya sharoitlarida kobalt karbonillari hosil bo‘ladi:

2. Katalizatorni regeneratsiya qilish usullari

1. 
   Kobaltni ajratish uglerod oksidi yo‘q paytda uni yoyuvchi- pemza yoki kizelgur yuzasiga o‘tqazish orqali amalga oshiriladi.
   
2. 
   Kobaltni shavel kislota yoki kuchsiz kislotalar yordamida par- chalagach, kobalt filtrlanadi.
   

Ushbu usul bilan zanjirida uglerod atomi juft son bo‘lgan bir- lamchi spirtlar olinadi.
Usul GFR, Yaponiya, AQSH, Hamdo’stlik davlatlarida amalga oshirilgan. Sintez uch bosqichdan iborat:

1. 
   Yuqori uchalkilaluminiylarni sintezi:
   

Ikkala reaksiya 40-120 atmosfera bosimi ostida va 100-120°C haroratda olib boriladi.

2. Yuqori uchalkilaluminiylarni havo yoki kislorod bilan 20­100°C da oksidlab, aluminiy alkogolyatlarini hosil qilish:

3. Alumiiy alkogolyatlarini spirtgacha gidrolizlash 25-150°C da suv yoki sulfat kislota yohud ishqor (NaOH) larning suvli eritmalari- ni ta’sir ettirish bilan amalga oshiriladi.

Jarayonning kamchiliklari

1. 
   Birinchi bosqichda toksik, yong‘in jihatdan xavfli va portlash xavfi bor moddalar (aluminiy uch etil va yuqori aluminiy uchalkil- lar) ishlatilishi;
   
2. 
   Bir tonna spirt olish uchun aluminiy katta sarfi (60-100 kg).
   
3. 
   Quyi spirtlar - etil, butil spirtlar hosil bo‘lishi, ularni ushbu usul bilan olish iqtisodiy yaxshi emas, C₂₀- spirtlarga esa barqaror talab yo‘q.
   
4. 
   Bosimni qo‘llanilishi jarayonni qimmatlashtiradi.
   

Biroq yuqorida sanab o‘tilgan hamma kamchiliklarni xomashyo- ning arzonligi kompensatsiyalaydi, bundan tashqari, zanjirida ugle- rod atomi juft son bo‘lgan spirtlar hosil bo‘ladi va ularni bir-biridan oson ajratib olish mumkin. Ular asosida biologik to‘la parchalanish qobiliyatiga ega bo‘lgan sintetik yuvish vositalari olinadi.
Ikki atomli spirtlarni olish
Ikki atomli spirtlardan eng ko‘p ahamiyat kasb etgani etilen- (CH2OH-CH2OH) va propilenglikol (CH3-CH0H-CH20H) lardir.
Ikki atomli spirtlar erituvchi sifatida, sintetik mahsulotlar (lavsan tolasi), antifriz ishlab chiqarishda ishlatiladi.
Etilenglikol olish usullari
Etilenglikol quyidagi usullar bilan olinadi:

1. 
   Dixloretandan:
   

Uchinchi usul eng kelajagi porloq usuldir; 1- va 2- usullarda xlor katta miqdorda sarf qilinadi hamda xlor mineral tuz (CaCl₂) ko‘rinishida chiqarib olinadi.
Etilenglikol ishlab chiqarish uchun ilk
mahsulotlarni olish
Etilenglikol ishlab chiqarish uchun ilk xomashyolar sifatida dix- loretan, etilenxlorgidrin va etilen oksidi kerak bo‘ladi.
1. Dixloretan. Dixloretan etilenni 20-40°C haroratda xlorlash yo‘li bilan olinadi:

Yonaki reaksiyalarni (etilenni chuqurroq xlorlash) bostirmoq uchun reaksiya zonasiga kislorod va temir xlorid (FeCl₃) kiritiladi.

3 Etilenning Sigler katalizatorlarida anionli

polimerizatsiyasi
Etilenning kompleks metallorganik katalizatorlarda polimerlanish reaksiyasi anionli polimerizatsiya usuli bilan amalga oshiriladi:

1. 
   zanjirning o‘sishi:
   

С 2 H 4 + Al (C 2 H 5)3 ^ C 2 H 5 - CH 2 - CH 2 Al (C 2 H5)2 ^ C 2 H 5( CH 2 CH 2) n+1 Al (C 2 H5)2

2. 
   zanjirning uzilishi:
   

C2H5 (CH2CH2)n+1 Al(C2H5 )2 ^ H(C2H5)n CH = CH2 + Al(C2H5)
Katalitik kompleksning nisbatini o‘zgartirib, turli molekular og‘irlikka ega bo‘lgan polietilen olish mumkin:
Al(C2H₅)3:TiCl₄=1:1-1:1,2. Mol og’irlik 70000-350000;
Al(C₂H₅)₃:TiCl₄=2:1. Mol og‘irlik 3 mln. gacha (qayta ishlash qiyin);
Al(C₂H₅)₃:TiCl₄=1:2. Mol og‘irlik < 30000.
Odatda, Al(C2H5)3:TiCl₄=1:1,2 nisbat ishlatiladi. 1 kg polietilen uchun Al(C₂H₅)₃- 0,2%, TiCl₄- 0,3% sarf bo‘ladi. Katalizator suvga va kislorodga ta’sirchan bo‘ladi.
Al(C2H5 )3 + izo - C3H7OH ^ AL(OC31
Shu bois xomashyoda kislorod va namlik bo‘lmasligi kerak.
Reaksiya tugagach katalizatorni yo‘qotib tashlash uchun izopro- pil spirti va benzin aralashmasi bilan yuviladi polietilen:
Al(C2H5 )3 + izo - C3H7OH ^ AL(OC3H7 )3 + 3C₂H
Benzin quyi molekular polietilenni eritadi. Biroq hamma katali- zatorlarni polietilendan to‘la yuvib tashlash imkoniyati yo‘qligi sa- babli polietilen yuqori bosimli polietilenga nisbatan quyi dielektrik xossalarga ega bo‘ladi.