Izobutilenni laboratoriyada olish
Laboratoriya sharoitida toza izobutilen faqat izobutil yoki uchlamchi butil
spirtini degidratatsiyalab olinadi. Uchlamchi spirtdan suv xammadan xam yaxshi
shavel kislotasining ta’sirida qizdirilganda ajralib chiqadi. Bunda spirtni va kislotani
suvli eritmasini qaytar sovutgich bilan jixozlangan kolbada 80
o
C gacha qizdiriladi.
Ancha toza izobutilenni shu spirtlarda 250-300
o
C da aktiv ammoniy oksid
ishtirokida degidratatsiyalab olish mumkin. Xosil bo’layotgan gaz spiral shaklidagi
shisha naydan o’tkaziladi. Mayda muz bilan tuz aralashmasiga botirib qo’yilgan
bo’lib, u yerda gaz spirtdan va suvdan xalos bo’ladi. Keyin gaz uglekislota va efir
aralashmasida sovutiladi. Natijada gaz suyuqlanadi. Suyuq izobutilen past xaroratda
xaydaladi va izobutilen propilendan ajratib olinadi.
Izobutilenni olishni sanoat usullari
Izobutilenni sanoat usulida olishning eng eski usullaridan biri bu uni kreking
gazlaridan o’rtacha suyultirilgan sulfat kislota bilan absorbsiyalab ajratib olishdir.
Barcha monoolefinlar ichida izobutilen u bilan oson ta’sirlashadi. Natijada
uchlamchi butilsulfat kislota xosi bo’ladi va uni yana izobutilenga qaytarishadi.
Izobutilen sovuqda 63% sulfat kislota bilan deyarli 100% absorbsiyalanadi. Past
xaroratlarda (+10 ÷ -10
o
C) izobutilenni polimerlanish xisobiga yo’qotilishi kam
bo’ladi, ammo harorat ortishi bilan polimerlanish xisobiga yo’qotilish ortadi. Kislota
konsentratsiyasini ortishi ham izobutilenni yo’qotilishlarini ko’paytiradi. Buni
oldini olish uchun reaksion aralashmani o’ta sovutish kerak. Bundan tashqari kislota
konsentratsiyasini ortishi bilan boshqa to’yinmagan uglevodorodlarni ham sulfat
kislota bilan ta’sirlashishi kuzatiladi. Izobutilenni olish uchun xomashyo sifatida
kreking-gazning butan-butan fraksiyasi xizmat qiladi. Gaz aralashmasi -10 ÷ +30
o
C
da 60% sulfat kislotadan o’tkaziladi yoki gazlar aralashmasini avval suyultirib keyin
shu sharoitda sulfat kislota bilan ekstraksiyalanadi. Ikkinchi usul texnologiya nuqtai-
nazaridan qulayroq bo’lib, uning asosida uzluksiz jarayon yaratilgan. Jarayon
amalga oshiriladigan absorberlar ilonsimon sovutgichlar va qorishtirgich bilan
jixozlangan. Uchlamchi butyl sulfat kislota saqlovchi reaksion aralashmani
absorberlardan so’ng o’ta qizigan bug bilan gidrolizlanadi va uchlamchi butil spirti
olinadi. Olingan spirt 35% sulfat kislota bilan degidratatsiyalanadi. Bu usulda
qimmatbaxo jixoz va uskunalar ishlatiladi va ishlatilgan kislotani qaytarish
jarayonining murakkabligi bilan ajralib turadi. Bu usulni rivojlantirib, yangi usul
taklif qilishgan. Unga ko’ra uglevodorodlar aralashmasini 65% li sulfat kislota bilan
ekstraksiyalab ajratib olingan suyuqlik kislota konsentratsiyasi 45% bo’lguncha suv
bilan suyultiriladi. Keyin past bosimda qizdirilib to’g’ridan-to’g’ri gaz holidagi
izobutilen olinadi. Olingan gaz ishqor bilan yuviladi, sovutilib spirt va polimerlardan
tozalanadi. So’ng suv bilan yuvib bosim ostida suyultiriladi. Ishlatilgan kislota yana
65% konsentratsiyagacha bug’latilib, ekstraksiya qaytariladi.
Izobutil spirtini katalitik degidratatsiyalash izobutilen olishning yangi
texnologiyasidir. Dastlabki xomashyo uglerod oksidi va vodoroddan yuqori
bosimda sintez qilinadi. Degidratlanishni 360
o
C va biroz yuqori bosimda
aktivlangan alyuminiy oksidi ishtirokida etil spirtini degidratatsiyalashda
qo’llaniladigan jix,ozga olib borishadi. Xom izobutilen sovutilib suvdan va spirt
buglaridan tozalanadi, 5 atm bosimda suyultirilib 75 ta likopchali kolonnada xdydab
tozalanadi. Natijada 98%-li izobutilen olinadi.
Izobutilen tabiiy gazdan kam olinadi. Bu usul gazga boy davlatlarda sanoat
miqyosida uzlashtirilmoqda. Tabiiy gaz quyi xaroratda fraksiyalarga ajratiladi.
Izobutilen olish uchun yo sof izobutandan, yo butan fraksiyasidan foydalaniladi.
Texnik izobutan to’g’ridan-to’g’ri 500-600
o
C larda degidrogenlanadi. Bunda
jarayon pirolitik katalizatorsiz yo katalizator ishtirokida olib boriladi. Pirolitik
jarayon qo’shimcha maxsulotlarning hosil bo’lishi bilan boradi. Katalizator odatda
xrom oksidi mustaxkamlangan silikagel qullanilsa degidrogenlash saylanma va
pastrok xaroratlarda 350-400
o
C ketadi. Bunda qo’shimcha reaksiyalarni ketishini
minimumga tushirish sharti reaksiya sharoitini anik ushlab turishdir. Bu usuldan
farqli butan fraksiyasi asosida izobutilen olish samaraliroqdir. Butan fraksiyasini
avval izobutan bilan boyitiladi. Buning uchun butanni izobutangacha izomerlanadi
va faqat shundan keyin izobutan izobutilenga degidrogenlanadi. N-butanni
izomerlanishi muvozanatli reaksiya bo’lib, muvozanat shartiga bosim, xarorat va
katalizator miqdori sezilarli ta’sir ko’rsatadi. Katalizator sifatida suvsizlantirilgan
alyuminiy xlorid quruq vodorod xlorid ishtirokida, bor ftorid va suvsiz vodorod
ftorid, alyuminiy bromidlar ishlatiladi. Alyuminiy bromidni xullas izobutanni
chiqish unumini oshiradi (78-82%), ammo jarayon sekin ketadi. Sanoatda suyuq
fazada izomerlanishni quydagicha olib boriladi: suyultirilgan n-butan ma’lum
miqdordagi alyuminiy xlorid bilan aralashtiriladi va hosil bo’lgan suspenziya
reaktorga uzatiladi. Reaktor inert tuldiruvchi, masalan, maydalangan kvars bilan
to’ldiriladi. Reaktorda 12-35 atom bosim va 50-150
o
C xarorat ushlab turiladi.
Xarorat katalizator miqdori va vodorod xlorid miqdori bilan belgilanadi. Bir
vaqtning o’zida reaktorga ma’lum miqdordagi vodorod xlorid va suyuq n-butan
beriladi. Ikkala suyuqlik to’ldiruvchidan oqib tushib aralashadi; bunda uglevodorod
bilan alyuminiy xloridni kompleksi hosil bo’ladi. Natijada izomerlanish sodir
bo’ladi. Uglevodorodlar aralashmasi reaktordan apparatga beriladi, u yerda
alyuminiy xlorid ajratib olinadi va keyin bosim ostida haydalib aralashma vodorod
xloriddan holos bo’ladi. Ajratib olingan vodorod xlorid yana qaytib reaktorga
beriladi. Vodorod xlorid qoldig’idan aralashma ishqorni suvli eritmasi bilan yuvib
tozalanadi. Ma’lum vaqt oralig’ida reaktordan katalizator avtomatik chiqariladi va
qayta tiklanadi (regeneratsiya). Ishlab chiqarish jarayonining ikkinchi bosqichi
izomerlangan uglevodoroddan izobutilen olishdir. Buning uchun izomerlanish
bosqichida hosil bo’lgan maxsulot to’g’ridan-to’g’ri degidrogenlanadi yoki tozalash
maqsadida izomerlanish maxsuloti rektifikatsiyalanadi.
Butan fraksiyasi asosida izobutilen ishlab chiqarishning uchinchi usulida
avval degidrogenlash olib borilib butilenlar aralashmasi olinadi va keyingi
bosqichda bu aralashma izomerlanib izobutilenga aylantiriladi. Bu usulda kam
degidrogenlash katalizatori ushlab alyuminiy oksidga yuritilgan xrom oksidi
qo’llaniladi. Degidrogenlashning optimal xarorati 500
o
C. Degidrogenlash
atmosfera bosimida olib boriladi, sababi bosim biroz ortib ketsa ham jarayon
butadiyen hosil bo’lishi tarafga burilib ketadi. Degidrogenlash maxsuloti taxminan
25% butilenlardan kamda vodoroddan, quyi uglevodorodlardan, reaksiyaga
kirishmagan butandan iborat bo’ladi. Bu aralashma bosim ostida siqiladi,
uglevodorodlardan ajratiladi va rektifikatsiyalanadi. Butan jarayonga qaytariladi,
butenlar izobutilenga qayta ishlanadi. Buten-1 va buten-2 ni izobutilenga izomerlash
uchun katalizator sifatida fosfor kislota shimdirilgan kremnezem silikagel yoki
shamot, alyuminiy oksidi va x.k. ishlatiladi. Jarayonni xarorati 250-540
o
C qilib
ushlab turiladi, gazlar aralashmasini katalizator bilan kontakt vaqti 0,2-2 sek, bosim
atmosfera bosimi yoki biroz kutarilgan bo’ladi. Kislota tabiatidagi katalizatorlar
izobutilenni polimerlanishini yuzaga chiqargani uchun dastlabki butilen aralashmasi
suv bug’i bilan suyultiriladi. Bu polimerlanish ehtimolini keskin kamaytiradi.
Butanni degidrogenlanishi va hosil bo’lgan butilenlarni izomerlanishi bitta
bosqichda olib borsa bo’ladi. Buning uchun tarkibiga degidrogenlash katalizatori -
xrom oksidi yuritilgan alyuminiy oksidi - va izomerlanish katalizatorlari silikagelga
yuritilgan toriy oksididan iborat kompleks katalizator qo’llaniladi.
Polimerlanish uchun qo’llaniladigan izobutilen juda toza bo’lishi kerak.
Butan fraksiyasidan olingan izobutilen tarkibida butilenlarni bo’lishi uni
polimerlanishiga halaqit beradi. Bu izobutilenni tozalash qiyin, sabab izobutilen va
butilenlarni qaynash xaroratlari bir-biriga juda yaqin. Shu sababli izobutilen spirtni
degidrogenlab olingan izobutilen osonroq tozalanadi va polimerlanishga yengilroq
uchraydi.
Toza izobutilen past xaroratda suyuq xolda inert gaz ostida saklanadi. Bu uni
kislorodni oksidlovchi ta’siridan saqlaydi, peroksidlar hosil bo’lishining oldini
oladi.
Izobutilen saqlanadigan sisternalar yumshoq varaq po’latdan payvandlanadi
va ularni sovutish etaklari (rubashka dlya oxlajdeniya) bilan jixozlanadi. Sisterna
ichi korroziyaning oldini olish maqsadida bo’yaladi. To’ldirishdan oldin sisterna
quritilishi kerak, undan xavo quruq azot yoki quruq tabiiy gaz bilan siqib chiqariladi.
Izobutilenning fizik va fiziologik xossalari.
Izobutilen - C
4
H
8
, Jeneva nomlanishi bo’yicha 2-metilpropen (yoki u-butilen,
R- metilpropilen yoki a,a-dimetiletilen) rangsiz, yoqimsiz, yorituvchi gazning xidiga
o’xshash xidli suyuqlik. U (-6,9
o
C) da oson suyuqlanadi. Barcha yengil uchuvchan
uglevodorodlar singari havo bilan portlovchi aralashmalar hosil qiladi.
Izobutilen molekula og’irligi 56,1, suyuqlanish harorati - (-140,35
o
C),
qaynash xarorati - (-6,9
o
C), singdirish ko’rsatgichi 1,3814 (-25
o
C), zichligi 0,6002
(15,6
o
C); suyuqlanish issiqligi 25,265 kal/g (-140,35
o
C), bug’lanish issiqligi 87,7
kal/g (25
o
C), yonish issiqligi 11516,7 kal/g (25
o
C).
Do'stlaringiz bilan baham: |