1. Organikalıq sintezining aralıq hám zárúrli ónimleri. Polimer materialları ushın monomer hám shiyki zatlar

\ 6 -keste
Payda bolıp atırǵan bórekazni uglevodorod sheki onimsi quramına baylanıslılıǵı

Hosil bo‘luvchi komponentlar, % (mass.)	Etan pirolizi – 850-900, ^oC	Butan pirolizi – 800-850, ^oC	Birlamchi haydalgan benzin pirolizi - 800-900, ^oC	Engil gazoyl pirolizi - 750-800, ^oC
Vodorod	3,4	1,3	1,0	0,7
Metan	3,4	21,6	16,6	11,5
Atsetilen	0,2	0,4	0,4	0,3
Etilen	48,7	37,8	29,3	25,0
Etan	39,3	5,1	4,0	3,4
Propilen	1,1	17,3	16,4	14,5
Divinil	1,1	3,6	5,6	5,1
Butenlar	0,2	1,5	4,4	3,9
Benzol	0,6	2,5	7,1	7,0
Og‘ir smola	0,1	0,6	5,2	9,1

Tarmaqlanbaǵan normal dúzılıwlı parafin uglevodorodlar pirolizi nátiyjesinde eń kóp tómen olefinlar payda boladı. 1-kesteden etanni pirolizida etilenning shıǵımı eń kóp ekenligi kórinip turıptı. Uglevodorodlarni molekulyar salmaǵı artpaqtası menen etilen payda bolıwı azayadı, S4 olefinlar muǵdarı ko'payadi, etilen hám propilen qatnası azayadı. Izoparafinlar qıyınlaw pirolizlanadi hám payda bolatuǵın olefinlar muǵdarı kem boladı.

Sanaatda piroliz procesi isitiladigan trubkasimon pechlarda alıp barıladı. Processga tómendegi texnologiyalıq parametrler tásir etedi: temperatura, sheki onimdi reaktorga keliw waqıtı hám suw bug'i konsentraciyası (suyultirgich). Temperatura eliriwi menen reaksiya tezligi artadı. Piroliz procesi ónimliligi sheki onimdi reaksiya ortalıǵında bolıw waqıtına baylanıslı. Suw bug'ini piroliz reaktorlariga jiberiwden tiykarǵı maqset, uglevodorodlarni parsial basımın tómenletiw hám aralıq reaksiyalar tezligin kemeytiwden ibarat. Suw bug'i konsentraciyası artpaqtası menen etilen, buten, butadien payda bolıwı ko'payadi, aromatik uglevodorodlar shıǵımı azayadı.
Trubkasimon piroliz pechi 3-suwretde kórsetilgen. Piroliz procesi 850-870 oC júz boladı. Suyıq yamasa gazsimon janar may 2-gorelkaga jiberiledi hám ol erda qosıladı. Piroliz pechining 3-radiant seksiyasında 4-ta vertikal trubalar ámeldegi bolıp, ol erda piroliz procesi júz boladı. Reaktordagi process temperaturasınıń turaqlı bolıwına ayrıqsha itibar qaratıladı. Bólekan sawıpılǵan gazlar 5-konveksiya kamerasına keledi. Bul erdagi trubalar seksiyasında shiyki zat hám puw-ajratqısh kerekli temperaturaǵa shekem qızdırıladı, sonnan keyin olar trubalarning radiant seksiyasına keledi hám piroliz ónimleri keyingi qayta islew basqıshına ketedi.
Zamanagóy piroliz apparatları quwatı joqarı boladı (3-súwret). Piroliz procesi trubkasimon pechlarda alıp barıladı, onıń gorelkasiga janar may hám hawa jiberiledi. YOnuvchi gazlardıń konveksiya seksiyalarınan shıǵıs ıssılıǵı 2, 3 hám 4-ıssılıq almastırgichlarda piroliz procesine kiyatırǵan uglevodorod sheki onimsin puwlatıw hám qizdırıw, suw kondensatini qizdırıw ushın paydalanıladı.
Benzindi piroliz qılıw texnologiyalıq sxeması 4-suwretde kórsetilgen. Piroliz procesi 1-trubasimon pechda alıp barıladı, onıń gorelkasiga janar may hám hawa jiberiledi. YOnuvchi gazlardıń konveksiya kameralarınan shıǵıs ıssılıǵı 2, 3 hám 4-ıssılıq almastırgichlarda piroliz procesine kiyatırǵan uglevodorod sheki onimsin puwlatıw hám qizdırıw, suw kondensatini qizdırıw ushın paydalanıladı.

3-súwret. Piroliz pechining sxeması : 1-korpus ; 2-panel gorelkalar; 3-radiant kameralar ; 4-vertikal trubalar; 5-koveksion kamera.

Piroliz ónimlerin 1-trubkasimon pechdan shıǵıw temperaturası 850-870 oC. Olefinlardi polimerlanishini aldın alıw ushın, olar sawıpıladı, nátiyjede temperatura 500-700 oC ga túsiriledi, yaǵnıy shınıqtırıwǵa ushıratıladı. CHiniqtirishda puwlatıw buyımları qollanıladı.

Olar gaz trubkali 5, 8-utilizator qazanlarınan ibarat. Piroliz ónimlerin trubalarda háreketleniw tezligi joqarı bolǵanlıǵı sebepli, salmaqli bólekshelerdi diywalǵa jabısıp qalıw extimoli joǵaladı, ıssılıq uzatıw koefficiyenti ko'payadi hám 350-400 oC ge shekem sovush procesi tezlashadi. ZIA apparatına kiyatırǵan suw kondensatining ıssılıǵı esabına, joqarı basım daǵı (11-13 MPa) puw payda boladı, ol 6-shı jıynawıshda toplandı, keyininen 1-pechning qandayda-bir seksiyasında 450 oC ge shekem isitiladi.

4-súwret. Benzindi piroliz qılıw texnologiyalıq sxeması :
1-piroliz pechi; 2-4, 11-ıssılıq almastırgichlar; 5, 8- utilizator qazanlar ; 6 -puw jıynawısh ; 7- salmaqli fraksiya kolonnasi; 9 -nasoslar ; 10 -filtrler; 12-kiyim-kenshek fraksiya kolonnasi; 13-separator; 14-aylanba suwdı tazalaw blokı ; 15-aylanba suw ıssılıǵın reko'peratsiya qılıw blokı ; 16 - sholan.

Bólekan sawıpılǵan piroliz ónimleri 7-baslanǵısh fraksiyalash kolonnasiga jiberiledi. Ol erda kiyim-kenshek may hám salmaqli may esabına flegm payda boladı. Birinshi moyni puwlanıwı hám ekinshin jılıwı esabına piroliz ónimlerin 100-120 oC ge shekem sovushi júz boladı ; olardan salmaqli may kondensatsiyalanadi, ol bolsa 7-shi kolonnaning tómengi bóleginde koks hám sajani yig'adi. Bul qospadan 10 -filtrde koks ajraladi`, salmaqli moyning ıssılıgınan (filtratning) aylanba suwni qizdırıw ushın 11-ıssılıq almastırgichda paydalanıladı. 7-kolonnaning tómengi bólegindegi tabaqtan salmaqli may ajratıladı, odan ajıralıp atırǵan ıssılıq puw payda etiw ushın 8-utilizator kozonga jiberiledi. Payda bolǵan puw 2-ıssılıq almastırgichda isitiladi, ol bolsa piroliz ushın qollanılatuǵın uglevodorod sheki onimsine qosıladı. 100-120 oC ge shekem sawıpılǵan piroliz ónimleri menen suw bug'i 12-kolonnaga jiberiledi. Nátiyjede piroliz gazınan suw kondensatsiyalanadi, onı kiyim-kenshek may dep ataladı, piroliz gazı bolsa ajıratıw apparatına jiberiledi. Kiyim-kenshek may 13-separatorda suwdan ajratıladı, bir bólegi 7-kolonnaga flegma payda etiwge jiberiledi, kolgan bólegi bolsa apparattan shiǵarıladı hám keyingi islep shıǵarıw procesine jiberiledi. 13-separatordagi ıssı suw 14-tazalaw tarmogidan ótedi hám bir bólegi 11-ıssılıq almastırǵısh arqalı 8-utilizator qazanǵa qaytıp keledi, keyininen puw xolida piroliz procesine jiberiledi.

Kreking. Kreking processinde joqarı temperaturada qaynaydigan neft fraksiyasining úlken molekulaları kishi molekulalarǵa ajraladi`, nátiyjede benzin hám alkenlar payda boladı. Kreking 3 túrge bólinedi: gidrokreking, katalitik kreking hám termik kreking.
Gidrokreking. Bul processda krekinglanayotgan fraksiya júdá joqarı basım hám vodorod qatnasıwında qızdırıladı. Bunıń nátiyjesinde iri molekulalar bóleklenedi, vodorod birigiwi júz boladı hám kishi ólshem degi to'yingan molekulalar payda boladı. Gazoyl hám salmaqli fraksiyalardan benzin alıw ushın gidrokreking procesi qollanıladı. Kreking procesiniń tómendegi tkrlari ámeldegi: termik kreking, katalitik kreking, gidrokreking.
Termik kreking. YUmshoq yamasa qattı Parafinlerdi termik krekingi sanaatda n-C5-C20 uglevodorodli olefinlar alıw ushın qollanıladı. Texnologiyası boyınsha bul islep shıǵarıw neft ónimleri pirolizi hám termik krekingiga uqsaydı. Bólekleniw trubkali pechlarda 5500 C de alıp barıladı. Olefinlardi payda bolishini kóbeytiw ushın suw bug'i qollanıladı. Aralıq reaksiyalardı aldın alıw ushın kreking procesi 20 -25% parafinlar payda bolǵanǵa shekem alıp barıladı hám kiyim-kenshek fraksiyalar ajıratılǵannan keyin, taǵı processga qaytarıladı.
Kreking processinde 20%-ge shekem gaz hám suyıq uglevodorodlar (C5 hám joqarı ) sonıń menen birge 1-2% koks payda boladı. Suyıq uglevodorod ónimleri úlken qızıǵıwshılıq oyatadı, olardı gazdan ajıratıw hám aydaw nátiyjesinde túrli fraksiyalar alınadı.
Parafinni kreking procesi nátiyjesinde payda bolǵan suyıq ónimler fraksiya quramın tómendegi maǵlıwmatlar arqalı kóriw múmkin, %:
140 0 Cgacha (C5-C8)... .... .... ...20 ; 180-240 0 C (C11-C13)... .... ... 11-13
140 -180 0 Cgacha (C9 -C10 )... .. 10 -15; 240 -320 0 Cgacha (C14-C18).... 14-16
Bul fraksiyalardagi olefinlar muǵdarı 70-80% quraydı. Olardan 90 -95% shınjır aqırında qosbog'i bolǵan olefinlar, yaǵniy -olefinlar quraydı, sirt -aktiv elementlar sintezida olar zárúrli orındı iyeleydi.
Katalitik kreking. Kishi molekula massalı ónimler alıw ushın neft sheki onimsin termokatalitik qayta islew procesine katalitik kreking dep ataladı. Katalitik kreking nátiyjesinde joqarı oktanli benzinler, kiyim-kenshek gazoyl, C3-C4 uglevodorod gazları alınadı (to'yingan hám to'yinmagan ónimler qospası ). Katalitik kreking salıstırǵanda tómen temperaturada katalizator qatnasıwında alıp barıladı.
Katalitik kreking processinde uglevodorodlarni bólekleniwi alyumosilikat katalizatorlari qatnasıwında júz boladı. Bul katalizatorlar qatnasıwında bólekleniw reaksiyası ionlı mexanizm tiykarında júz boladı. Termik kreking bolsa erkin radikal mexanizm boyınsha júz boladı.
Katalitik kreking procesiniń maqseti oktan sanı 90 -92% bolǵan joqarı sapalı benzin alıw. Katalitik krekingda, tiykarınan Butan -butilen fraksiyasidan ibarat gazlar payda boladı. Katalitik kreking nátiyjesinde alınǵan gazoyldan saja hám naftalin, salmaqli gazoyldan bolsa joqarı sapalı “ignasimon” koks alınadı.
Alyumosilikat katalizatorlari tábiy hám sintetik boladı : tábiyge ılaylar mısal boladı, sintetik katalizatorlar sintez jolı menen alınadı.
Alyumosilikat katalizatorlari geweksimon elementlar bolıp sirt maydanı 100-600 m3/g ibarat. Daslep, tábiy aktiv ılay-montmorillonitdan (Na2 Al2 Si4 O12. 2 H2 O) paydalanılǵan. Sintetik alyumosilikat katalizatorlar amorf strukturaǵa iye. Olardı sintez qılıw ushın suyıq shıyshe Na2 O. 3 SiO2 hám Al2 (SO4) 3 bir-birine tásir ettiriledi. Bunıń nátiyjesinde alyumosilikat natriy Na2 O. Al2 (SO4) 3. 21 SiO2 payda boladı, keyinirek ol gidrogel xoliga ótedi.
Alkilaromatik uglevodorodlarni katalitik krekingi termik krekingdan parıq etedi. Bunda alkil shınjırı uzilmaydi, bálki dealkillaw nátiyjesinde aromatik uglevodorod hám olefin payda boladı. N-propilbenzolni katalitik krekingi nátiyjesinde benzol hám propilen, termik krekingda bolsa toluol hám etilen payda boladı :

Katalitik kreking procesine tómendegi tiykarǵı faktorlar tásir etedi: katalizator ózgesheligi, sheki onim sapası, temperatura, katalizator hám sheki onimdi óz-ara tásir waqıtı, katalizatorni qóllaw múddeti.
Bul processda 1-reaktor 2-shi regenerator menen ústpe-úst jaylasqan boladı, kolonnaning bálentligi 60 -70 metrden ibarat. 6 -oraylıq kótergish járdeminde ıssı hawa aǵımında kokslangan katalizator II-regeneratorga shiǵarıladı. Ol erga koksni túsiriw ushın 3-shi bólistiriliw torı arqalı isitilgan hawa jiberiledi. Regeneratorni sawıpıw ushın suwıq suwdan paydalanıladı, payda bolǵan puw bul óndiriste texnologiyalıq maqsetler ushın paydalanıladı. Iyis gazları menen qosılıp shıqqan katalizator bóleksheleri 1-siklon járdeminde ajratıladı hám olar 2-shi truba arqalı keyin basıp qaytarıladı. Tazalanǵan katalizator 4-truba arqalı 1-reaktorga jiberiledi, ol erda 7-shi bóliwleytuǵın tor arqalı uglevodorod sheki onimsi puwi da keledi. Kreking ónimleri 5-shi siklondan ótedi, ol erda olar katalizator bólekshelerinen ajratıladı hám keyingi islep shıǵarıw basqıshına jiberiledi. Isletilingen katalizatorga suw bug'i járdeminde ishlov beriledi, keyininen onı qayta qayta tiklew ushın jiberiledi. Túrli kreking hám piroliz processlerinde alınatuǵın gazlar strukturalıq jixatdan bir-birinen parıq etedi. Olardı úsh gruppaǵa ajıratıw múmkin:
1. Quramında C3 hám C4 uglevodorodlar kóp, lekin etilen kem bolǵan termik hám katalitik kreking gazları. Olardan propilen hám butenlar alınadı.
2. Piroliz gazları, olardan etilen hám propilen ajratıladı.
3. Suyıq neft ónimlerin piroliz gazları. Olardıń quramında C2-C4 olefinlar kóp boladı.
Katalitik kreking procesiniń sanaat apparatları bir neshe túrge bólinedi: 1) jıldam katlamdan ibarat iri granulalangan katalizatorli (ortasha ólshemi 2-5 mm); 2) poroshoksimon katalizator qatlamlı (120 -150 mkm); 3) tuwrı reaktorli (lift túrindegi).
Sanaatda eń kóp qollanılatuǵın usıllardan biri 2-shi usıl bolıp tabıladı. Bul usıldı flyuid-process dep ataladı. Bul processda mikrosferik katalizator qollanıladı, ol hawa yamasa bug'da muallaq xolatda turadı.
Mikrosferik katalizator qatnasıwında, yaǵnıy flyuid kreking procesi texnologiyalıq sxeması menen tanisamizz (9 -súwret).
9 -súwret. Flyuid-kreking procesi reaksiya tarmaǵı sxeması :
1-reaktor; II-regenerator; 1, 5-siklonlar;
2-katalizator trubalari; 3, 7-bólistiriw torı ; 4-aǵıs trubasi; 6 -kóteriwshi úskene.
Tema boyınsha sorawlar
1. Organikalıq elementlar óndiriwshi sanaat túrleri neshe?
2. Tiykarǵı organikalıq sintez ónimleri ushın qanday sheki onim man'balarini bilesiz?
2. Tiykarǵı organikalıq sintez ónimleri qóllaw tarawları.
3. Parafinlarga tariyp beriń hám mısallar keltiriń.
4. Olefinlarga tariyp beriń hám mısallar keltiriń.
5. Arenlarga tariyp beriń hám mısallar keltiriń.
6. Aralıq ónimler qanday payda boladı?
7. Monomerlar hám olardı sinflanishi.
8. Plastifikatorlar hám qóllaw tarawları.
9. Sintetik janar maylar, surkov mayları hám olarǵa qosılatuǵın qosımshalar.
10. Pestitsidlar hám ósimliklerdi ósiriw quralları.
11. Sirt aktiv elementlar turkimi.
12. Piroliz procesi.
13. Piroliz processinde júz bóliwshi baslanǵısh hám ekilemshi reaksiyalar.
14. Piroliz procesi mexanizmi.
15. Bórekazni uglevodorod sheki onimsi quramına baylanıslılıǵı.
16. Piroliz pechlari.
17. Benzindi piroliz qılıw texnologiyalıq sxeması.
18. Kreking processleri, túrleri.
19. Gidrokreking.
20. Termik kreking. Katalitik kreking.