1.2 Parafinlarni aromatlash reaksiyalari
Neftni qayta ishlash sanoatida polimerlash jarayoni asosan oktan soni ≈80
teng bo’lgan di-, tri – va tetrapropenlarni qayta ishlab polimer benzin olish uchun
qo’llaniladi. Undan tashqari propen va buten saqlagan aralash xom ashyodan di-,
tributenlar va polimer benzin olish mumkin. Jarayondagi katalizatorlar fosfor
kislotasi asosida tayyorlanadi. Jarayonning termodinamikasi va mexanizmi
Quyidagi jadvalda polimerlanish reakstiyasidagi propen va butenlarning ayrim
xarakteristikalari keltirilgan
13
Polimerlangan alkenning polimerlash issiqlik effekti 1 71 8
моль ni
tashkil
Kj
etadi. Standart sharoitda 500-550K haroratda polimerlanish erkin
gibss energiyasining kamayishi bilan boradi. Normal tuzilishga ega bo’lgan 1-
alkenlarnikiga nisbatan, kerakli izoalkenlarning hosil bo’lishida Gibss energiyasi 1
2 19 моль dan past va tarmoqlangan alkenlar hosil bo’lishi bilan boradigan
Kj
polimerlanishda standart Gibss energiyasining pasayishi ko’proq bo’ladi.
Bosimning ortishi bilan polimerlanish tengligi darajasi ortadi. С Н reakstiyasi
bo’yicha polenning o’zgarish darajasini bosimga
1
3 6 6 12 2С Н bog’liqligi.
Polimerlanish karboniy kationli mexanizm bo’yicha borib, bunda alkenlar
gaz fazasida bo’lib reakstiya katalizator yuzasida boradi. Shuning uchun
14
karbokationlar faqat qarama – qarshi ionlar donalarida adsorbstiyalangan
ko’rinishda bo’lishi mumkin. Boshqacha aytganda buni ionli juftlikday ko’rish
mumkin, bu erda anion katalizator fazasiga kiradi. Suyuq katalizator qo’llanilganda
reakstiya katalizator plenkasida boradi va ionli juftliklarning bir qismi kinetik
mustaqil ionlarga dissostiyalanishi mumkin. Polimerlanishning mexanizmini
quyidagi sxema ko’rinishida yozish mumkin: 1). Alkenning protoklanishi: Alken
molekulasiga π-bog’ bo’yicha karbokationlarning birlashishi: larning bog’lari
mustahkamligi bir xil deb hisoblasak, bu
С6Н13
А va
С3Н7
reakstiyani
issiqlik effekti nolga yaqin. Kichik ion anion bilan kuchli reakstiyaga kirishadi va
reakstiya endotermik bo’ladi. 3). Katalizatorga protanning berilishi: Bu reakstiya
natijasida alkenlar hosil bo’ladi: Agar ikkala geksan ham (I) iondan hosil bo’lsa
edi, 4-metil 2-pentenning chiqishi, 4-gistil 1-pentenning chiqishidan yuqori
bo’lishi kerak edi, chunki birinchi holatda reakstiyaning issiqlik effekti 1 6 8
моль ga yuqori. 4-metil 2-pentenga
Kj
nisbatan 4-metil 1-pentenning chiqishi 4
marta ortiq. Ehtimol bu 4-metil 1- pentenning quyidagi sxema bo’yicha hosil
bo’lishi bilan bog’liqIkkilamchi ionning birlamchi ionga izomerlanishi 1
80
моль issiqlikni
Kj
sarflanishi bilan bog’liq. Lekin ikkinchi bosqich 1
65 моль
yuqori issiqlik
Kj effektida boradi.) Shuning uchun agar polimerlash protonning
berilishidan tez borsa, reakstiyaning bir qismi yana ham tezroq bo’lishi kerak. 4)
Proton alken molekulasiga qaytariladi: yoki Protonning karbonstionli propenga
qaytarilishi natijasida 4-metil 1-pentenning hosil bo’lish reakstiyalari issiqliklari
nisbati bir xil. 3 va 4 reakstiyalar natijasida bir xil mahsulot hosil bo’ladi shuning
uchun ularni qaysi biri borayotganini aytish qiyin. 4 reakstiya ekzotermik, 3
reakstiyaning tengligi o’ngga qarab ortadi shuning uchun katalizatorning
kislotaliligi uncha katta emas. 3 reakstiya katta tezlikda boradi chunki bu reakstiya
monomolekulyar, 4 reakstiya esa ikkinchi darajali, farqi shundaki aktivlanish
energiyasi u yuqori bo’lmasligi kerak. Geksil ionning katalizatordan geksen holida
ajratilishigacha ion (F) izomerlanishi mumkin.
15
(II)- (V) karbokationlarni katalizatorga protonlarni berilishida 2-metil 2-
penten, 2- metil 3-penten, 3-metil 2-penten, 2-metil 1-penten, 2,3-di metil 1-buten
va 2,3 dimetil 2-buten hosil bo’ladi. C6 ionlari ham keyinC3 ionlari singari propen
bilan ta’sirlashadi va natijada ionil karbokationlari hosil bo’lib ularning stabillashi
natijasida nonenlar aralashmasi hosil bo’ladi. C6 ionlari reakstiyalaridan tashqari
C9 ionlarining ham buzilishi bo’lishi mumkin, bu reakstiya oldingi reakstiyadan
endotermik С5Н10
С4Н9
hisoblanadi. Energetik jihatdan C9 ionlarining
С4Н8
va С5 Н11
lar С12Н25 ionining
hosil bo’lishi qulaydir.
Polimerizastiyaning keyingi bosqichlarida buzilishi natijasida iptenlar va oktenlar
hosil bo’lishiga olib keladi, natijada molekulada uglerod atomlari soni 3 dan ko’p
bo’lgan polimerlar hosil bo’ladi. Polimerlarning hosil bo’lishi quyidagi ikkilamchi
reanlarda boradi: С9Н18
С9Н19
С6Н12
С3Н7
6) Gidrid – ionni ajratish: C)A reakstiyalar natijasida alkenil ionlari va
alkanlar hosil bo’ladi. Alkenil ionlarining keyingi o’zgarishlari katalizator yuzasiga
mustahkam bog’langan yuqori to’yinmagan mahsulotlar hosil bo’lishiga olib
keladi. Bu o’zgarishlar quyidagi sxemadagi borishi mumkin. mahsulotlar.
Quyidagi tipdagi reakstiyalar natijasida kam miqdorda stikloalkanlar va
stikloalkenlarni hosil bo’lishi ham kuzatiladi.
16
C3-C4 alkenlarni polimerlash natijasida benzinning qaynash temperaturasi
chegarasidagi izoalkenlar aralashmasi olishda kationli polimerlashning har xil
katalizatorlari ishlatiladi.asosan amalda ikki xil farfor kislotasi asosidagi
katalizatorlar qo’llaniladi. Suvda P2O5 ning erishi natijasida gamma fosfor
kislotalar hosil bo’ladi. Eritma tarkibida 72,4% P2O5 ning bo’lishida H3PO4
ortofosfat kislotasi hosil bo’ladi. Uning zichligi 1870 kg/m3 suyuqlanish harorati
42,30C, qaynash harorati 255,30C ga teng. Eritma tarkibida R2O5 ning ortishi
bilan (qator) molekulasida 105 gacha fosfor bo’lgan qator polifosforli kislotaar
hosil bo’ladi. Tarkibida 79,7% P2O5 saqlagan eritma H4P2O7 tarkibga ega bo’lib,
pirofosfor kislotasi deyildi. Bu tarkibli R2O5 ni kislotada 14% ortofosfat, 38%
pirofosfor 23% tri-,13% tetro-, 7% penta-, 2% geksa-,1% gepta- va oktafosfat
kislota izlari aralashmasidan iborat bo’ladi. Bunday kislota 610C da suyuqlanadi
va 4270C da qaynaydi. Fosfor kislotalarining kuchi P2O5 miqdori ortishi bilan
ortadi. 72,4% Gashmet kislotalilik funkstiyasi – 4,66 ni tashkil etadi. P2O5 80%
P2O5 (≈110% H3PO4) kislotasi uchun – 5,72 ni tashkil etadi. SiO2 ga .
Polimerizastiya
xemosorbstiyalangan H3PO4 uchun H0=-5,6 5,6 8,2 Н0
katalizatori sifatida fosfor kislotasining aktivligi uning konstentrastiyasi ortishi
bilan ortadi. H3PO4 ning miqdori 100 dan 110% gacha oshganda kislotalilik 10
marta ortsa, reakstiyaning tezligi 3 marta ortadi. Kislota konstentrastiyasining
keyingi ortishi katalizatorni aktivligini pasayishiga va natijada katalizatorda
smolasimon mahsulotlar to’planishiga olib keladi. H3PO4 ning jarayon uchun
optimal miqdori 108-110%ni tashkil etadi. Reakstiya haroratida kislota ustidagi
17
suvning to’yingan bug’ bosimi kislota konstentrastiyasida ortiqroq. Agar xom
ashyoda suv bug’i bo’lmasa, kislota degidratlanadi va uning konstentrastiyasi
ortadi. Agar xom ashyoda suv bug’i miqdori ortiq bo’lsa, unda kislota
konstentrastiyasi va uning aktivligi pasayadi. Shuning uchun kislota
konstentrastiyasini kerakli maromda ushlab turish uchun xom – ashyodagi
namlikni boshqarib turish kerak. Polimerizastiya katalizatori sifatida ikki xil
ko’rinishdagim fosfor kislotasi foydalaniladi. Qattiq fosfor kislotasi – kizelgur
poroshogiga (infuzornaya zemlya, kremniy oksidi amorf) ortofosfat kislotasi
shimdirilib, tabletka holiga keltirilib 300-400 0C da toblanib tayyorlanadi. Fosfor
kislotasi kizelgur poroshokini bog’laydi va tabletka kerakligicha mustahkam
hisoblanadi, lekin u namlanganda kislota qovushqoqligi pasayib uning mexanik
mustahkamligi pasayib ketadi. Katalizatorning yaqinlashtirilgan tarkibi
quyidagicha Р2О5 SiO2
2Н2О
Fosfor kislotasi qisman SiO 2 bilan ximiyaviy
bog’langan, qisman fizikaviy adsorbstiyalangan. Kvarstdagi suyuq fosfor kislotasi
katalizatori kvarstli qumga kislota plyonkasi yotqizilgan. Bu katalizator suv bilan
yuvish orqali engil regenerastiyalanadi va toza kislotani tez yutadi. Kvarst
donalarining maydalanish darajasi ortishi bilan uning solishtirma yuzasi ortadi,
lekin katalizator qatlamining gidravlik qarshiligi ham ortadi. Oddiy hollarda qvarst
donalarining o’lchami 0,7-0,9 mm ni tashkil etadi. Bu katalizatorning kamchiligi
shundaki kvarst yuzasidan kislotaning mexanik olib ketilishidadir. Ikkala
katalizatorni solishtirma yuzasi 2-4 m2 /g uncha katta emas. Harorat Ishlab
chiqarish sharoitlarida qo’llaniladigan harorat (175-2450C) intervalida reakstiya
tezligi asosan modda almashinish, aktivlanish energiyasi 1
20 30 моль lar orqali
aniqlanadi.
Do'stlaringiz bilan baham: |