Uglerod oksidi va vodorod asosidagi sintezlar

KIRISH
“NAVOIYAZOT” AKSIOYADORLIK JAMIYATI - O’zbekistondagi yirik kimyo sanoati korxonasi . O’zkimyosanoat davlat –aksiyadorlik kompaniyasi tarkibida.Korxonada 70 dan ortiq turdagi mahsulotlar , organik va noorganik kimyoviy mahsulotlar ishlab chiqariladi . 1964-yilda Navoiy kimyo kambinati nomi bilan ishga tushurildi Shu yili kuchsiz azot kislotasi ishlab chiqarish bo’yicha korxonada 1-agregat foydalanishga topshirildi 1965-yildan ammiak korxona to’liq hajmda ishga o’tdi. 1970 yil 31 dekabrda atsetilen ,setaldegid ishlab chiqarish obyektlari foydalanishga topshirildi.1971 yil 7 yanvarda birinchi gazsimon ammiak , 8 yanvar kechasi azot kislotasi olindi.
1971 yil 31-martda quyidagilar qatorga qoshildi: Kuchsiz azot kislotasi 3-navbati amaldagi sexi, ammiak silitrasi ishlab chiqarish 3-navbati ob’ektlari
1975-yil Navoiy kimyo kambinati “Navoiyazot “ ishlab chiqarish birlashmasiga aylandi. 2019-yil 28- dekabr kuni ishga tushurilgan Polivinilxlorid, kaustik soda , va metanol ishlab chiqarish majmuasi Xitoyning “China CAMC Engineering Co LTD” va “HQC Shanghai Company”komponiyalar konsorsiumi bilan hamkorlikda amalga oshirildi. Yangi korxonada yiliga 100 mimg tonna polivinilxlorid, 75 ming tonna kaustik soda , 300 ming tonna metanol ishlab chiqariladi. Polivinilxlorid, kaustik soda , va metanol ishlab chiqarish majmuasi yurtimiz korxonalarini zarur xomashyo bilan taminlaydi. Shuningdek har yili 40 million dollarlik mahsulot eksport qilish rejalashtirilgan . Yangi majmuada 900 dan ziyod ish o’rni yaratilgan.
-Bu polivinilxlorid, kaustik soda , va metanol kabi mahsulotlarga avtomobilsozlik, to’qimachilik metallurgiya, kimyo, neft gaz tarmoqlari, elektr texnikasi , qurulish materiallari ishlab chiqarishda talab yuqori. Davlatimiz rahbari “Navoiyazot” jamiyatidagi uchta yirik investitsiya loyihasini amalga oshirish oson bo’lmaganini qayd etib o’tdilar.
Uglerod oksidi va vodorod asosidagi sintezlar
Uglerod oksidi asosidagi organik sintez oxirgi o‘n yilliklar ichida sanoatda tatbiq etishda katta ahamiyatga ega bo‘ldi. Asosan amaliyotda qo‘llanilganlari quyidagi jarayonlardir:
1) uglerod oksidi va vodoroddan alifatik uglevodorodlar va spirtlar olish uchun qo‘llaniladigan sintezlar;
2) olefinlarni oksosintezi yoki gidrofillash jarayonlari natijasida aldegid va ulardan-birlamchi spirtlar olish;
3) karbon kislotalar va ularning hosilalarini sintezi (murakkab efirlar, angidridlar va x.k.)
CO va H₂ avvaldan ma’lum reaksiyalaridan biri bosim ostida, 200-250 ^oC temperaturada nikel metali katalizatori ishtirokida metan hosil bo‘lish reaksiyasi hisoblanadi:
CO + 3H₂  CH₄ + H₂O

20 yillarda E.Fisher va G.Tropsh tomonidan CO va H₂ aralashmasiga ishqoriy metallar katalizatorlari ishtirokida 10-15 MPa bosim ostida kislorodli birikmalar aralashmasi, bosimni 3 MPa pasayishi natijasida asosan uglevodorodlar hosil bo‘lishi aniqlandi. Kobalt ishtirokidagi reaksiya natijasida suv ajralishi, temir bilan esa uglerod ikki oksidi hosil bo‘ladi:

Uglevodorodlarni Fisher va Tropsh usuli bilan sintez jarayoni qaytmas tarzda va juda katta miqdorda issiqlik ajralishi bilan sodir bo‘ladi. (165-205 kDj olingan uglevodloroddagi xar bir CH₂ guruh uchun). Eng samarador katalizator sifatida arzon temir qo‘llaniladi, promotor sifatida 0,5% K₂O qo‘llaniladi, jarayon xarorati 220-320 ⁰C va bosimi 1,5-2,5 MPa tashkil etadi.
Jarayonning ikki turi mavjud. Qo‘zg‘almas va qo‘zg‘aluvchan qatlamli katalizatorlar ishtirokida olib boriladi, ikkala xolatda ham issiqlikni tashqariga chiqarishning samarali usuli qaynovchi suv kondensantni sovutish va yuqori bosimli bug‘ni generirlashdan foydalaniladi.
Uglevodorodlar sintezini nafaqat CO va H₂ dan emas, balki metanolni seolitlar bilan katalizlash orqali ham olish mumkin. Uning ikki xil usuli sanoatga tadbiq etilgan:
1). Qo‘zg‘almas katalizator qatlamli adiabatik reaktorda ikki bosqichda amalda oshiriladi. Birinchi bosqichda metanolni degidratlanishi natijasida dimetil efiri va suv Al₂O₃ dagisi muvozanatli mahsulotlar aralashmasi hosil bo‘ladi. Ikkinchi reaktorda 340-410 ⁰C va 2 MPa bosimda seolit ishtirokida 80%-dan yuqori chiqim bilan benzin va gazsimon uglevodorodlar hosil bo‘ladi.
Gazsimon uglevodorodlar 7-9 marta ortiqcha miqdorda ikkinchi bosqichli reaktorga retsirkulyasiyalanadi, bu esa reaksiya issiqligini akkumlyasiya qilish va jarayonni adiabatik sharoitda o‘tkazish imkoniyatini yaratadi. Gazlar issiqligi bug‘ olishda qo‘llanidi.
2). Jarayon qo‘zg‘aluvchan qatlamli katalizatorli reaktorda 400 ⁰C va 0,1-0,3 MPa bosimda bir bosqichda amalga oshiriladi. Bu sharoitda hosil bo‘lgan issiqlik ichki sovutish vositalari yordamidaamalga oshiriladi.
Hosil bo‘lgan benzin tarkibida etarli miqdorda aromatik uglevodorodlar bo‘ladi, ularni ekstraksiya usuli yordamida ajratish mumkin. Gazlar tarkibida past olefin va parafinlar bo‘ladi Kuchsiz kislotali alyumosilikatli yoki borsilikagelli seolitlar ishtirokidagi katalitik jarayonda olefinlar chiqimi ortadi. Birinchi katalizatorlar ishtirokida etilen ko‘proq miqdorda hosil bo‘ladi, ular 300 dan past yoki 500 ⁰C ga yaqin temperaturada ishlaydi, ikkinchi katalizatorlar ishtirokida esa propilen va buten miqdori ko‘payadi, jarayon temperaturasi 550 ⁰C tashkil qiladi.
SHunday qilib, SO va N₂ organik sintez mahsulotlari ishlab chiqarishda istiqbolli xom-ashyo hisoblanadi (parafin, past va yuqori olefinlar,aromatik uglevodorodlar olishda qo‘llanilad)
CO va H₂ asosida metanol sintez qilish. Metanol olish.

YUqorida bayon etilganidek, EFisher va G.Tropin yuqori bosim ostida CO va H₂ asosida kislorodli birikmalar (sintol)- spirtlar, aldegidlar, ketonlar, karbon kislota va murakkab efirlar sintez qilishdi. Ushbu birikmalar sintetik yoqilg‘i sifatida o‘z o‘rnini topmadi, lekin ular asosida ba’zi bir yangi jarayonlar yaratildi. Jumladan, temir katalizatorligida, promotor sifatida oksidlar va ishqorlar qo‘llanilib 160-190 ⁰C va 20-30 MPa bosim ostida chiziqli tuzilishga ega bo‘lgan yuqori birlamchi spirlar olish mumkin. Rux oksidi ishqor bilan promotirlangan 400-475 ⁰C va 20-40 MPa bosimda past spirtlar aralashmasi metanoldan boshlab, biroq izobutanol miqdori ko‘proq hosil bo‘ladi. Lekin ushbu jarayonlar orasida eng ahamiyatli bo‘lgani metanol sintezi hisoblanadi.

Metanol rangsiz suyuqlik bo‘lib, etanolga o‘xshash xidga ega, t_suyuq=64,7 ⁰C. Suv va boshqa organik suyuqliklar bilan yaxshi aralashadi. U yonuvchan havo bilan 6-34,7% aralashmasi portlaydi, hamda zaxarli bo‘lgani sababli katta xavfga ega.
Metanolning asosiy qismi formaldegid olish uchun qo‘llaniladi. SHuningdek, u murakkab efirlar olishda oraliq mahsulot va metillovchi vosita sifatida ishlatiladi.
Metanolning bir qismi erituvchi sifatida ishlatiladi, lekin uning zaxarliligini e’tiborga olgan xolda, boshqa erituvchi tanlash maqsadga muvofiq bo‘ladi. Bundan tashqari, metanol motor yoqilg‘isini komponenti sifatida yuqori oktanli qo‘shimcha sifatida yoqilg‘iga qo‘shiladi (uchlamchi butilmetil efiri) va uglevodorod yoqilg‘ilari, past olefinlar va boshqalar sintezida istiqbolli oraliq mahsulot sifatida qo‘llanishga tavsiya qilinmoqda.
Uglerod oksidi va vodorod asosida metanol olish qaytar ekzotermik reaksiya asosiy sodir bo‘ladi:

Jarayon ekzotermik bo‘lgani uchun temperatura ko‘tarilishi bilan muvozanat konstantasi kamayadi uning qiymati 300 ⁰Cda 2,31610^-4, 400 ⁰C da 1,09110^-5 teng bo‘ladi. SHuning uchun bosimni ko‘tarish talab qilinadi, chunki reaksiya natijasida gaz aralashmasi xajmini kamayishi kuzatiladi.
Metanolni hosil bo‘lish mexanizmini quyidagi sxema bo‘yicha ifodalash mumkin:

Oraliq mahsulotlar: dimetil efiri (metanolni degidratatsiyasi hisobiga), metan (metanol va CO ni gidrirlash mahsuloti), uglerod ikki oksidi va suv hosil bo‘ladi:

SHuningdek, oz miqdorda boshqa spirtlar, aldegidlar va atseton hosil bo‘ladi, lekin mis xrom oksidlari va ruxmisxromli katalizatorlar ishtirokida reaksiya selektivligi yuqori bo‘ladi, 95% ortadi.