Нефтни қайта ишлашда гидрогенлаш жараёнлари 15. 1–§. Гидрогенлаш жараёнларини синфланиши

Гидротозалаш жараёнининг катализаторлари. Гидротозалаш
жарёнида турли заҳарлар билан заҳарланишга қарши турадиган
катализаторлар, ўзгарувчан валентликка эга бўлган Ni, Co, Mo, W каби
металларнинг оксид ва сульфидлари шунингдек, бошқа қўшимчалар
қўшилган алюминий оксиди ишлатилади Ҳозирги замон гидротозалаш
жараёнларининг кўпчилигида алюмокобальтмолибденли (АКМ) ёки
алюмоникельмолибденли (АНМ) катализаторларни қўллайдилар. Бу
катализаторлар 10–14 % MoO3 ни ва фаол –Al2O3 да 2–3 % промотор (СоО
ёки NiO) ни сақлайдилар. Бошланғич операциялар босқичида ёки хомашё
(занжири)нинг бошида гидротозалаш катализаторларни H2S ва Н2 оқимида
олтингугуртлашга дучор қиладилар: бунда катализаторнинг фаоллиги
ошади.
Водород сульфиддан ташқари H2S гача осон гидрогенланадиган
бошқа олтингугурт сақлаган бирикмаларни ҳам ишлатадилар, бу
бирикмаларни хомашё оқимига меъёри билан юборадилар. Катализатор
билан боғланган олтингугуртнинг миқдори 4–6 % ни ташкил қилади.
Саноат катализаторлари катта танлаш қобилиятига эга. АКМ
катализатори иштирокида катта тезлик билан С–S боғларнинг узилиши
билан борадиган реакциялар амалга ошади, бу катализатор алкенларни
тўйинтириш, C–N ва С–О боғларнинг узилиш реакцияларида анча
~ 444 ~
фаолдир. С–С боғларнинг узилиши содир бўлмайди. Бу катализатор ҳар
қандай нефт фракцияларини гидротозалаш учун деярли яроқлидир. АНМ
– катализатори полициклик аренларни тўйинтириш ва азотли
бирикмаларни гидрогенлаш реакцияларида анча фаолдир, шунинг учун
уни каталитик крекингнинг оғир юқори ароматланган хомашёсини
тозалашда тавсия этадилар. Алюмоникел– ва алюмокобалтьволфрамли
катализаторлар (АНВ ва АКВ) парафинларни гидрогенловчи тозалаш,
мойларни гидрогенлаш жараёнларида азот сақлаган ва ароматик
бирикмаларни чуқур гидрогенлаш учун мўлжалланган.
Ҳозирча бу катализаторларни кам қўллаяптилар, аммо улар оғир хом
ашёни қайта ишлашда кенг қўлланлиши мумкин. Охирги йилларда юқори
фаоллиги ва барқарорлиги билан ажралиб турадиган цеолит негизли
катализаторлар кенг тарқаляпти. Иш жараёнида катализатор кокс билан
қопланади ва ўзининг фаоллигини йўқотади. Уни тиклаш учун
катализаторни регенерациялайдилар, бунинг учун унинг юзасидаги
коксни 530 0С гача бўлган ҳароратда куйдирадилар.
Гидротозалаш катализатори фаоллигининг табиати тўғрисидаги савол
ҳозирча ўзини ечимини топмаган. Сульфидирлангандан кейин АКМ
катализатори таркибида молибденнинг оксиди ҳам, сульфидлари ҳам
мавжуд. Йиғиндили стехиометрик фаза МоО2 +МоS2 нинг ҳосил бўлишига
эмас, балки MoOxSy(x+y=3) ҳосил бўлишига тўғри келади, шунинг билан
бирга молибден ташувчи мустаҳкам боғланган турли валент ҳолатларда
(4+ дан 6+ гача) мавжуддир. Молибден ва вольфрам оксидлари n–ярим
ўтказгичлар (электронли) бўлиб ҳисобланади. Уларнинг фаоллиги юзада
эркин электронларнинг борлиги билан белгиланади, бу электронлар
адсорбцияланиш, гетеролитик парчаланиш ва адсорбцияланган органик
молекулаларнинг гидрогенланишига ёрдам беради.
Оксидли АКМ– катализаторлар Со2+ ионларининг Al2O3 га сингдирилиши ва молибденнинг Al2O3 билан кучли электронли ўзаро
таъсирлашиши кузатилади, бу эса эҳтимол, гидрогенлаш–дегидрогенлаш
фаол марказлар сонининг ошишига ёрдам берса керак.
Сульфидли катализаторлар р–ярим ўтказгичлар бўлиб ҳисобланади.
Бу моддаларнинг тешикли ўтказувчанлиги олтингугуртнинг қўшимчалари
билан белгиланади. Шунинг учун вольфрам сульфидининг формуласи
WS2 эмас, балки WS2,2 дир. Тешикларнинг таъсирида катализаторлар
юзасида органик муҳитда гетеролитик жараёнлар содир бўлиши мумкин
Сульфидирланган контактларда кобальт СоМоS2 фаза ҳолида
аниқланади.
Шундай қилиб, гидротозалашнинг сульфидирланган катализатор–
лари бифункционал бўлиб ҳам ионли ҳам радикалли жараёнларни
тезлаштириши мумкин.