Noorganik moddalar kimyoviy texnologiyasi

AMALIY MASHG’ULOT №11
MAVZU: METAN KONVERSIYASI MODDIY VA ISSIQLIK BALANSI, SARFLANISH KOEFFITSIENTINI ANIQLASH

Ammiak sintezi uchun 1:3 nisbatda azot vodorodli aralashma kerak bo‘ladi. Azot sanoatda suyuq havodan ajratish yo‘li bilan olinadi. Havo tarkibi hajm jihatdan o‘lchanganda 78 % azot, 21 % kislorod va 0,94 % argondan iboratdir. Yana havo tarkibida oz miqdorda CO₂, H₂, Ne, He, Kr, Xe lar uchraydi. Havo awal katta bosimda siqilib sovitiladi, suyultiriladi, so‘ngra suyuq havo tarkibidan komponentlaming qaynash haroratlarining har xilligidan foydalanib (Q.t: N2 -195.8°, 0 2-183°, Ar-185,7°C), rektifikatsiya minoralarida fraksiyalarga ajratilib toza holda N₂, O₂ va Ar olinadi.
Vodorod sanoatda turli yo‘llar bilan olinadi: 1. Metan va uni gomologlarini konversiyasi. 2.Qattiq yoqilg‘ini gazga aylantirganda hosil bo‘lgan CO ni konversiyasi. 3. Koks gazlarini ajratish. 4. Suvni yoki NaCl eritmasini elektroliz qilish orqali olinadi. Iqtisodiy ko‘rsatkichlari jihatidan eng arzon va asosiy sanoat usuli birinchi usuldir. Metan konversiyasining (konversiya lotincha conversio so‘zidan olingan bo‘lib, o‘zgarish,aylanish ma’nosini anglatadi) birinchi mahsuloti sintez gaz (mCO+nH2) deb ataladi. U vodorod olishdan tashqari metanol sintezi, yuqori molecular og'irlikka ega bo‘lgan spirtlar sintezi, sintetik benzin sintezi va boshqalar (so'nggi paytlarda CO gazi temir rudalaridan, temirni qaytarib, toza temir olishda ham ishlatila boshlandi) sintezida ham ko‘p ishlatiladi.
Konversiya usuli metanning suv bug‘i yoki kislorod bilan oksidlanishiga asoslangan:

Keyin hosil bo'lgan CO ni suv bug‘i bilan konversiya qilinadi.

Metanni suv bug‘i bilan konversiyasi reaksiyasini umumiy xolda quyidagicha yozish mumkin:

(endotermik reaksiya) metan va CO konversiyalari katalizatop ishtirokida (CH₄ uchun nikel,CO uchun temir, xrom, rux xrom misli katalizatorlar qo'llaniladi) boradi.Rux xrom misli katalizator qo'llanganda CO konversiyasi past haroratda(250—300°C) boradi. Konversiyalangan gaz tarkibida qolgan CO ning miqdori 0,2—0,4 % dan (hajm bo‘yicha) oshmaydi. Bunday hollarda ko'pincha CO dan tozalash uchun adsorbsion usul o‘miga faqat metanlash-gidrogenlashdan foydalanish mumkin. Yuqorida keltirilgan reaksiyalardan ma’lumki, olingan vodorod gazi toza emas, tarkibida 30 % gacha C 0 2 0,5-4 % gacha CO saqlaydi. Ozroq miqdor O₂ birikmalari bilan ifloslangan bo'ladi. Bu aralashmalar ammiak sintezida ishlatiladigan katalizatomi zaharlaydi. Shuning uchun ulami tozalash kerak bo'ladi. Vodorodni begona aralashmalardan tozalashning turli usullari qo'llaniladi: a) qattiq sorbentlar bilan aralashmalarni absorbsiyasi; b) suyuq sorbentlar bilan absorbsiyalanish; v)chuqur sovitish bilan aralashtirmalami kondensatsiyalash; g) katalik gidrogenlash va boshqalar; a) usul bilan begona qo'shimchalar kam bo‘lganda (S saqlovchi birikmalarda) qo'llaniladi; b) usul CO₂ va CO lardan tozalashda ishlatiladi; v) usul qimmatga tushganligi uchun hozirgi paytlarda ammiak ishlab chiqarishda qo'llanilmaydi (azotning boshqa birikmalari sanoatida qo'llanilmokda); g) usul C 0 2, CO va 0 2 ning miqdori kam bo'lganda qo‘llaniladi.