Нефть ва газни қайта ишлаш жараёнлари ва ускуналари Ўзбекистон Республикаси Олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги олий ўқув юртлари бакалавриатининг «Нефть ва нефть-газни қайта ишлаш технологияси»

Водородсизлантириш. Тўйинган углеводородлардан тўйинмаган углеводородларни олиш (масалан, бутандан бутилен, бутилендан бутадиен, изопентандан изоамилен, изоамилендан изопрен олиш ва ҳоказо) мақсадида молекула таркибидан водородни ажратиб чиқариш водородсизлантириш жараёнининг асосини ташкил этади. Жараён хромалюминийли катализаторлар иштирокида, ҳарорат 530-600⁰С бўлганда, атмосфера босимида ёки вакуум остида олиб борилади. Водородсизлантириш йўли билан этилбензолдан стирол, изопропиленбензолдан эса α – метилстирол олинади.
Полимерланиш. Кичик молекулали моддалар (мономерлар) нинг катализаторларнинг иштироки билан ўзаро таъсири натижасида юқори молекулали модда (полимер) ни олиш полимерланиш жараёни деб юритилади. Ушбу жараён катализаторлар иштирокида олиб борилади. Пластмассалар, синтетик каучуклар, мойлар ва бошқа маҳсулотларни олишда полимерланиш жараёнидан фойдаланилади. Масалан, катализатор (фосфор кислотаси) иштирокида пропиленнинг полимерланиши орқали ювувчи воситалар ишлаб чиқаришда қўлланилинадиган пропилен тетрамери олинади. Пропиленнинг полимерланиши натижасида юқори сифатли пластмасса (полипропилен) ишлаб чиқарилади. Изобутиленнинг полимерланиши орқали қаттиқ полиизобутилен (молекуляр массаси 200000 атрофида) ёки суюқ полиизобутилен (молекуляр массаси 10000 атрофида) олинади.

18.2. НЕФТКИМЁВИЙ ЖАРАЁНЛАРНИ СИНФЛАШ

Нефть ва газни кимёвий йўл билан қайта ишлаш технологиясида ҳар хил реакциялардан фойдаланилади. Уларнинг кўпчилиги саноат реакторларида амалга оширилади. Кимёвий реакциялар одатда умумий аломатларга асосланган ҳолда синфланади.
Кимёвий реактор конструкцияси ва жараённи бошқариш усулларини танлаш учун реакцион системанинг фазавий таркиби муҳим аҳамиятга эга. Реагентлар ва маҳсулотларнинг фазавий таркибига кўра, кимёвий реакциялар гомоген ва гетероген бўлиши мумкин. Гомоген реакцияларда реагентлар ва маҳсулотлар битта фаза (суюқ ёки газсимон) да бўлади. Масалан, газсимон углеводородларни пиролиз қилиш гомоген реакцияни ташкил этади.
Гетероген реакциялари юз берганда энг ками билан битта реагент ёки маҳсулот реакцияда қатнашаётган бошқа компонентлардан фарқ қиладиган фазавий ҳолатда бўлади. Агар икки фазали системалар «газ-суюқлик», «газ-қаттиқ модда», «суюқлик-қаттиқ модда», «суюқлик-суюқлик» (иккита ўзаро аралашмайдиган суюқликлар), «қаттиқ модда-қаттиқ модда» ҳолатида бўлса, уч фазали реакцион системалар эса турли вариантларда учрашиши мумкин. Қаттиқ катализаторларнинг устидаги буғ фазасида юз берадиган жараёнлар гетероген реакцияларга мисол бўла олади.
Реакцияларнинг амалга ошириш механизми бўйича ҳам кимёвий жараёнлар синфланади. Ушбу принципга биноан, реакциялар оддий (бир босқичли) ва мураккаб (кўп босқичли), жумладан параллел, кетма-кет ва кетма-кет-пареллел йўналишда бўлиши мумкин. Агар оддий реакциялар битта босқичдан иборат бўлса, мураккаб реакциялар эса бир неча параллел ёки кетма-кет босқичлардан ташкил топган бўлади.
Реакцияларда қатнашаётган молекулаларнинг сонига кўра, кимёвий жараёнлар моно-, би- ва учмолекулали реакцияга ажралиши мумкин. Кинетик тенгламанинг кўриниши (реакция тезлигининг реагентлар концентрацияларидан боғлиқлиги) кимёвий жараёнларнинг тартиб бўйича синфланиши учун аломат ҳисобланади. Реакцияларнинг тартиби деганда кинетик тенгламадаги реагентлар концентрациялари даража кўрсатгичларининг йиғиндиси тушунилади. Ушбу аломат бўйича кимёвий реакциялар биринчи, иккинчи, учинчи, касрий тартибли бўлиши мумкин.
Кимёвий реакциялар тезлигини ўзгартириш учун махсус моддалар – катализаторлар ишлатилиши ёки ишлатилмаслигига кўра, бундай реакциялар каталитик ёки нокаталитик жараёнлар деб аталади. Нефть ва газни қайта ишлаш технологиясида учрайдиган кимёвий жараёнларнинг кўпчилиги каталитик реакциялардан ташкил топган. Бундай жараёнларда катализаторлардан фойдаланиш орқали бир неча ижобий ҳолатлар юзага чиқади: реакциялар анча паст ҳароратларда олиб борилади; реакцияларни керакли йўналишлар бўйича олиб бориш мумкин; хом ашёлардан асосий маҳсулотларни ажратиб олиш даражаси юқори; қўшимча реакцияларнинг бориш тезлигини сусайтириш имконияти мавжуд.
Нокаталитик жараёнлар юқори ҳароратлар таъсирида олиб борилади. Бундай жараёнлар қаторига қуйидагиларни киритиш мумкин: суюқ ва газсимон углеводородли хом ашёни пиролиз қилиш; кокслаш; термик крекинг ва бошқалар.
Ҳар қандай кимёвий реакция пайтида иссиқлик эффекти юз беради. Иссиқликнинг ютилиши билан борадиган реакциялар эндотермик, иссиқликнинг ажралиб чиқиши билан юз берадиган реакциялар эса экзотермик деб аталади. Мураккаб кимёвий жараёнларда иккала хил реакциялар ҳам юз бериши мумкин. Бундай ҳолатларда якуний катталик, яъни умумий иссиклик эффекти ҳисоблаб чиқилади. Крекинг, пиролиз, каталитик риформинг эндотермик реакциялар ҳисобланса, гидрогенизация, алкиллаш, полимерланиш реакциялари эса экзотермик жараёнларга мисол бўла олади.