Mundarija: Kirish I. Adabiyotlar tahlili

I.3.Jarayonning katalizatorlari.
Ushbu katalizatorlar ikkita asosiy: degidrirlash-gidrirlash va kislota vazifasini bajaradi. Katalizatordagi degidrirlash-gidrirlash vazifasini VIII guruh metal lari bajaradi. Platina komponenti degidrirlash-gidrirlash reaksiyalari tezligini eng ko‘p oshiradi, chunki reaksiya tezligining ortishi aromatik uglevodorodlar hosil bo’lishiga olib keladi, koks hosil bo‘lishiga sabab bo‘luvchi oraliq mahsulotlami qisman yo‘qotadi. Katalizatordagi platina miqdori 0,3-0,6% tashkil qiladi. Platina miqdori kam bo‘Isa, zaharga bardoshlilik xususiyati kamayadi, platina ko‘p bo‘lsa, demetillash reaksiyalari kuchayishiga sabab bo’ladi.
Kislota funksiyasini katalizator tashuvchi-alyuminiy oksid bajaradi. Kislota funksiyasini kuchaytirish uchun katalizator tarkibiga galogen kiritiladi, asosan xlor, ftor. Katalizatordagi platinani boshqa metal larga (Re,Ge,Pb,Sn,Cd va h.k.) almashtirish aromatik uglevodorodlar olish unumdorligini ancha ko‘taradi. Bu katalizatorlar qo’llanilganda kokslanish jarayoni sekinlashadi, oraliq reaksiyalar kamayadi, parafinlami degidrosikllanish reaksiyasi ortadi, aromatik uglevodorodlar chiqimi ko‘payadi.
Eng ko‘p qo‘llaniladigan katalizatorlar bo‘lib bifunksionalli alyumoplatinali katalizatorlar hisoblanadi, ularda platina mayin dispersli holatda alyuminiy oksidining ustini qoplagan. Platina gidrogenlash va degidrogenlash reaksiyalarida faoldir. U arenlarning hosil bo‘lishiga va oraliq alkenlarning gidrogenlanishiga ko‘maklashadi. Katalizatorda platinaning miqdori odatda 0,3 – 0,65 % ni tashkil qiladi. Platinaning konsetratsiyasini oshirish katalizator faolligini va benzin oktan sonining oshishiga olib keladi. Ammo platinaning miqdorini ko‘p bo‘lishi ham maqsadga muofiq emas, chunki bunda benzinning chiqishini kamaytiradigan arenlarning dimetillanishi va sikloalkanlarning parchalanishi reaksiyalarining roli oshadi. Katalizator faolligini yo‘qolishiga asosiy sabab ularning kokslanishidir, shuning uchun uning barqarorligini oshirish koks hosil bo‘lishiga ta’sir ko‘rsatadigan modefikatsiyalangan qo‘shimchalarni kiritish bilan amalga oshiriladi.
Oxirgi yillarda katalitik riformingning rivojlinishi platinoreniyli katalizatorlar ishlab chiqish bilan bog‘liqdir. Bu katalizatorlarning tarkibida 0,3 – 0,6 % platina va 0,3 – 0,4 % reniy bor. Reniy platina bilan qotishma hosil qiladi va platina faolligining yo‘qolishiga to‘sqinlik qiladi, alkenlarni gidrogenlash yo‘li bilan koks hosil qilishni kamaytiradi. Bimetalli katalizatorlarni qo‘llash riforming bosimini 3,5 dan 1,5 – 2,0 MPa gacha pasaytirishga va oktan sonini 95 punkt (tadqiqot usuli bo‘yicha) bo‘lgan benzinning chiqishini taxminan 6 % ga oshirishga imkon beradi.
Riforming jarayonining kelajakda takomillashishi tarkibida reniydan tashqari iridiy, germaniy, qalay, qo‘rg‘oshin va boshqa metallar hamda nodir er elementlari – lantan, seriy, neodim qo‘shimchalarni saqlagan polimetalli katalizatorlarni ishlab chiqish yo‘li bilan amalga oshadi. Iridiyning ta’siri ko‘p hollarda reniyning ta’siriga o‘xshaydi. Germaniy, qalay, qo‘rg‘oshin katalitik jihatdan faol emas, ularni gidrogenoliz reaksiyalari (arenlarni demetillash, sikloalkanlarni parchalash)da katalizatorning faolligini kamaytirish uchun qo‘llaydilar, ya’ni ular selektiv zahar rolini o‘ynaydi. Oldinroq shu maqsadda katalizatorni oltingugurt bilan o‘lchangan zaharlash o‘tkazilgan. Polimetalli katalizatorlar bimetalli katalizatorlarning barqarorligiga egadir, ammo yaxshiroq tanlash qobiliyati bilan xarakterlanadi va benzinning ancha yuqori chiqishini ta’minlaydi. Polimetalli katalizatorlar xizmat qilish muddati 6 – 7 yil.
Shu bilan birga polimetalli katalizatorlarning afzalliklarini amalga oshirish uchun xomashyoni mukammalroq tayyorlashni (zaharlardan tozalash, quritish va boshqa) talab qilada.
Riforming katalizatorining kislotali funksiyasining alyuminiy oksidi bajaradi. U izomerlanish, gidrokreking va degidrotsikllanish reaksiyalarida katalizatorning faolligini belgilaydi. Al₂O₃ yuzasining kislotaligi Lyuis va Brensted markazlari bilan belgilangan. Brensted kislotaligi xemosorbsiyalangan suvning yoki protondonor OH – guruhlarining protonlari bilan aniqlanadi. Qizdirish yo‘li bilan OH – guruh-larini qisman yo‘qotganda yuzada koordinatsion – to‘yinmagan Al³⁺ ionlari qoladi, ular esa Lyuisning kislotaligi markazlari bo‘lib hisoblanadi. Kislotalagini oshirish uchun alyuminiy oksidiga 0,5-2 % xlorni kiritadilar. Xlor yuzadagi gidroksil guruhlari bir qisimning o‘rnini oladi va Al³⁺ kationi bir vaqtning o‘zida ikkita har xil anion bilan bog‘langan bo‘ladi. bunda elektronli simmetriya buziladi va O-H bog‘idan elektronlarni oqib ketishi kuzatiladi. SHu tufayli vodorodlarning harakatchanligi oshadi. Ish jarayonida xlorning bir qismi asosan xomashyoda bo‘lgan namlik bilan o‘zaro ta’siri natijasida yo‘qoladi. SHuning uchun riforming xomashyosiga qo‘yiladigan talablaridan biri bu suvning miqdori 10^-3 % dan oshmasligi kerak. xlorning mumkin bo‘lgan yo‘qotishlarini qoplash uchun xomashyo doimo yoki vaqti-vaqti bilan organik xlorlarning (dixloretan, uglerod tetraxlorid yoki etilxlorid) ma’lum miqdori kiritiladi.
Katalizator uzoq vaqt ishlatilganda platina kristallarining yopishishi va 5- 7 nm dan 20 nm gacha yiriklashishi sodir bo‘ladi. Bir vaqtning o‘zida tashuvchi (Al₂O₃)ning solishtirma yuzasi ham 120 dan 83 m²/g gacha pasayadi, bu esa faol markazlarning sonini kamaytiradi. Platinaning yuqori dispersligi platina va alyuminiy oksidi bilan hamda ba’zi bir metallar promotorlar bilan kompleks birikmalar hosil qiluvchi xlor qo‘shimchalari bilan saqlanib turiladi. Xomashyodagi oltingugurt, azot, suvning borligiga unchalik talabchan bo‘lmagan katalizatorlar ishlab chiqilyapti, bu katalizatorlarda platina seolitga kiritilgan. Katalizator-ning qayta tiklanishi (regeneratsiya)ni koks kuydirgandan keyin xlorli oksidlash bilan amalga oshiradilar.