Нефтни қайта ишлашда каталитик жараёнлар фанида маърузалар матни

9 – маъруза
Нефт дистиллятларини гидрокрекинг жараёнлари

Гидрокрекинг жараёни нефт дистиллятларидан маълум катализатор ва жараённи ўтказиш шароитини аниқлаб, кенг асортиментда нефт маҳсулотлари катализатор иштирокида, водороднинг юқори парциал босими остида, чуқур каталитик ўзгартиради.

Гидрокрекинг жараёнида водородни сарф бўлишига ва жараённинг шароитига қараб, гидрокрекинг қилинадиган хом-ашёдан бензин дизел ёқилғисини чиқиш миқдорини кўпайтириш мумкин.
Нефтни қайта ишлашда риформинг жараёнининг қурилмаларини кўпайиши натижасида водороднинг миқдори кўпайди. Шунинг асосида гидрокрекинг жараённинг қуввати тезлик билан ошди.


Гидрокрекинг жараёни кимёси ва кинетикаси

Гидрокрекинг жараёнида углеводородларни асосий ўзгариши катализаторнинг гидирилаш ва кислотали хоссаларига боғлиқ. Гидрокрекинг жараёнида ҳар хил хоссага ва таркибга эга бўлган катализаторлар ишлатилади.

Гидрокрекинг жараёнида ишлатиладиган катализаторлар юқори гидрилаш ва қисман кислотали фаолликка ёки паст гидридлаш ва юқори кислотали хоссага эга бўлиши мумкин.
Гидрокрекинг жараёни шароитида хом-ашё таркибидаги алканлар қуйидаги ўзгаришга учрайди.

С_nН_2n2Н₂С_mН_2mқ2+С_n-mН_(n-m)қ2

С₈-С₁₃қН₂  2 изо С₄Н₁₀
С₁₀Н₂₂Н₂  2 изо С₅Н₁₂
С₁₆Н₃₄ Н₂  2С₈Н₁₈
С₂₀Н₄₂Н₂  2С₁₀Н₂₂

Юқори кислотали фаолликка эга бўлган катализаторлари иштирокида алканлар гидрокрекинг шароитида карбокатион механизми бўйича қуйидаги схема билан кўрсатиш мумкин: (Д- гидридлаш – дегидридлашнинг фаол маркази, КН – кислотали фаол марказ).

С – С – С – С – С – С – С

Д
С – С – С  С – С – С – С
КН
С – С – С – С^ – С – С – С

изо – С₈Н₁₈
изо – С₈Н₁₆ изо – С₈Н₁₈
 RН * изо С₈Н₁₈R^

ДН

Д+Н₂

и

зо С₈Н₁₇^


ДН


C_8-nH_18-2n

C_8-nH_18-2n
RH C_8-nH_18-2nR^

изо С_8-nH_18-2n

C_nH_2n  C_8-nH^_17-2n _ Д+Н₂


H₂Д
C_nH_2n2


Молекуласида учта углерод атомидан кам бўлган газларни ҳосил бўлиши, кучли эндотермик реакция бўлганлиги учун, гидрокрекинг шароитида метан ва этан газлари ҳосил бўлмайди.
Юқори кислотали ва мўътадил гидридлаш фаолигига эга бўлган катализаторларда карбонкатионларни тўйиниши, таркибида углерод атомлари кўп бўлган углеводни парчаланиш даражаси юқори кўрсаткичда бўлмайди. Шунинг учун реакция натижасида изобутан чиқиши кўпайиб. Алканларни изомери ҳосил бўлими бир мунча паст даражада ҳосил бўлади. Молекуласида углерод атомлари кўп бўлган карбокатионларни изомерланиши оша боради.
Юқори гидридлаш хусусиятига эга бўлган катализаторларда карбокатионларни тўйиниши кучли бўлиб, натижада молекуласида кўп углерод атомлари бўлган алканлар ҳосил бўлади. Гидрокрекинг шароитида изоалканларни нормал алканларга нисбати унга юқори бўлмайди.
Карбокатионларни изомерланиши юқори фаолланиш энергиясини талаб қилинганлиги учун гидрокрекинг шароитида ҳароратни кўтариш унинг парчаланиши тезлигига нисбатан секинлашади. Натижада гидрокрекинг маҳсулотлари таркибида изоалканларни нормал алканларга нисбати пасаяди.
Тармоқланмаган алканларга нисбатан учламчи углерод атомлари бўлган изоалканларни гидрокрекинг ва каталитик крекинга учраш тезлиги юқори бўлади.
Циклоалканлар ҳам алканларга ўхшаб, юқори кислота хоссасига эга бўлган катализаторлар таъсири натижасида гидрокрекинг шароитида парчаланади. Циклоалканларни ҳалқаси мустаҳкам бўлганлиги учун уни
ўзгариши қийин. Аминоциклогексан ва углерод атоми ундан ошиқ бўлган углеводород бирикмалар парчаланганда асосан изобутан ва циклооктан ҳосил бўлади.
Амино – циклогексан (С₁₀ ва ундан юқори углерод атоми) қисқа алкил гуруҳи бўлган бирикмалар гидрокрекинг шароитида қуйидаги механизм билан ўзгариш кетади:



Юқори кислотали хоссага эга бўлган катализаторлар иштирокида бициклик циклоалканлар моноциклик циклопентанларнинг ҳосилаларига айланади.
Декалиннинг қисқартирилган ўзгариши қуйидаги схемада кўрсатилган:
1) карбокатионларни ҳосил бўлиши:

2) ионларни изомерланиши, кейинчалик барқарорлашуви:

3) ионларни изомерланиши ва кейинчалик парчаланиши:

Паст даражада кислотали хоссага эга бўлган катализатор иштирокида асосан амил гуруҳини гидрогенализ ҳам кетади.

Аренлар

Аренларни гидридлаш жараёнида реакция иссиқлик ажраб чиқиши билан содир бўлади.

Термодинамик жиҳатдан полициклик углеводородларни гидридланиши босқичма-босқич кетиб гидридланган ҳалқа гидрогенализга учрайди ва деалкиллаш реакциялари кетади: