Ўзбекистон Республикаси Олий ва махсус ўрта таълим вазирлиги олий ўқув юртларининг талабалари учун дарслик сифатида тавсия этган

11-§ Этаннинг дегидратланишининг физика-кимёвий характеристикаси
Этан ва бошқа парафин углеводородларнинг дегидратланиш реакцияси иссиқлик ютилиши билан боради, у қайтар реакциядир — ҳарорат ортганда ва босим камайганда мувозанат реакция маҳсулотлари ҳосил бўлиш томонига силжийди: Бу иккала факторнинг мувозанатга миқдорий таъсирини қуйидаги маълумотлардан кўриш мумкин:
32-жадвал

Ҳарорат, °С да	Этиленнинг концентрацияси 0,49 Мн/м^2 да, ҳажмига кўра % ҳисобида
627 827 1027	9,1 33,3 47,1

33-жадвал

Босим, Мн/м^2 да	Этиленнинг концентрацияси, 827°С да, ҳажмига кўра % ҳисобида
0,49 0,981 1,47	33,3 27,4 2-4.0

Этаннинг пиролизида (юқори ҳароратларда парчаланиши), шунингдек бошқа реакциялар ҳам боради, уларнинг турли-туманлиги ҳақида маҳсулотларнинг таркибидан хулоса чиқариш мумкин. Масалан, 800°С да, атмосфера босимида ва реакция вақти 1,5 сек бўлганда (ҳажмига кўра % ҳисобида): 36,5% С₂Н₄, 40,8% Н₂, 2,9% СН₄, 0,3% С₃Н₈, 0,6% С₃Н₆12% С₄ ва ундан юқори углеводородлар, 17,2% реакцияга киришмаган С₂Н₆ лардан иборат аралашма ҳосил қилинган. Шунингдек смоласимон моддалар ва кокс ҳам ҳосил бўлади. Алкенларнинг термик парчаланиши, уларнинг полимерланиши ва циклланиши натижасида ҳамда углеводородларнинг термик крекинги учун хос бўлган бошқа реакцияларда қўшимча маҳсулотлар ҳосил бўлади. Этаннинг юқорида санаб ўтилган барча маҳсулотлар ҳосил қиладиган пиролиз реакцияси тенгламасини тузинг.
Этаннинг пиролиз тезлиги ҳарорат ортиши билан қуйидагича ўзгаради: агар тезликни 825°С да бир деб олсак, ҳарорат 100° га ортганда у тахминан 15 га тенг бўлади. Бироқ мураккаб реакцияларнинг бориш қонуниятларига мувофиқ маълум ҳароратда ҳосил бўладиган этилен миқдори максимумга етади. Бундай боғлиқлик реакция вақти учун ҳам кузатилади. Иккала фактор — реакциянинг ҳароратси ва вақти ўзаро боғлиқ максимал миқдорда этилен ҳосил қилиш учун ҳарорат ортиши билан реакция вақтини камайтириш керак. Экспериментал маълумотларнинг кўрсатишича хом ашё массасига кўра сув буғи 10% ва атмосфера босимида ҳарорат 825°С га ва реакция вақти 1 сек га яқин бўлганда этиленнинг максимал чиқими 54% га яқин бўлади. Физика-кимёвий маълумотларни қўшиб, реакцияни қисқача қуйидагича тавсифлаш мумкин: бу эидотермик, мураккаб, қайтар, гомоген реакциядир.

12- §. Этандан этилен ишлаб чиқаришнинг оптимал шароитлари

Айни ҳолда оптимал шароитлар танлашда даставвал қўшимча газ ҳолатидаги, смоласимон ва қаттиқ моддаларнинг ҳосил бўлишини минимумга етказишни мақсад қилиб қўйиш керак. Бу масалани ҳал этишга қайтар ва мураккаб масалаларни бошқариш қонуниятлари ёрдам беради.
Босим танлаш. Реакцияни иложи борича жуда паст босимда ўтказиш мақсадга мувофиқдир. Аммо реакция ўтказиладиган аппаратда вакуум ҳосил қилиш қийин. Қайта ишлаётган газнинг босимини бошқача йўл билан камайтириш—уни сув буғи билан суюлтириш мумкин. Шунга кўра мувозанат қулай томонга силжийди ва шу билан бир вақтда қўшимча маҳсулотлар, хусусан, каттиқ моддалар ҳосил бўлиши хам камаяди (нима учун?).
Реакция ўтказиш учун ҳарорат ва вақт танлаш. Ҳарорат кўтарилганда мувозанат керакли томонга силжийди ва этиленнинг ҳосил бўлиш тезлиги ортади. Аммо ҳарорат ва вақтнинг таъсири реакцияга киришиб бўлган этанга қараганда этиленнинг чиқими учун муҳим аҳамиятга эга.
Процесснинг технологик схемаси қандай? Реакция мураккаб бўлгани учун газлар аралашмаси реакторда чиқишда таркибида реакцияга киришмаган кўп этан бўлгани учун этанни циркуляция қилиш керак (аммиак ишлаб чиқаришда азотводород аралашмасининг циркуляциясига ўхшаш). Йўлдош газлар ёки бошқа манбаларни ажратиш билан ҳосил қилинган этан циркуляция қилинаётган газ ва сув буғи билан аралаштирилади ҳамда оптимал ҳароратгача қиздирилади. Этаннинг пиролизи ҳам худди пропаннинг пиролизи каби трубасимон печларда ўтказилиб, бундай печлар нефтни ҳайдаш ва нефть маҳсулотларини-термик крекинглаш мақсадларида, аммо жуда юқори ҳароратларда ишлатилади. Шунинг учун трубасимон печлар жуда пишиқ, легирланган пўлатлардан ясалади. Иссиқликни бевосита қайноқ иссиқлик ташувчи узатиб турадиган бошқа тип реакторлар ҳам топилган. У реакторнинг „қайнаётган" қаватида жойлашиши ёки оғирлик кучи таъсирида аралашиб кетиши мумкин. Бундай реакторлар фойдали бўлиб, уларда керакли маҳсулотлар трубасимон печлардагига қараганда кўп ҳосил бўлади. Аралашма қайноқ зонадан чиққан заҳоти тезда совитилади (нима учун, қаидай қилиб?). Кейин яна совитилганда смола ажралиб чиқади. Этилен, этан ва бошқа моддаларни турли методлар ёрдамида ҳосид қилиш билан газлар аралашмасини ажратиш мумкин. Водород ҳосил қилиш мақсадида кокс газини ажратиш учун қўлланиладиган метод энг кенг ёйилган бўлиб, у газлар аралашмасини жуда паст ҳароратларгача совитишга ҳам-а ҳосил бўлган фракцияларни аралашмалардан тозалашга асосланган. Бу метод билан газлар аралашмасидан ундаги этиленнинг 98% ини ажратиб олиш ва ҳаммаси бўлиб 0,02% га яқин қўшилма бўлган маҳсулот ҳосил қилиш мумкин. Янги ишлаб чиқаришни яратишда – этанни пиролиз қилишда кимё технологиясининг илгари топилган умумий қонуниятларидан ва баъзи маҳсулотларнинг ишлаб чиқарилиш тажрибасидан фойдаланилган. Жадвал чизинг ва унда бу боғланишларни ёзиб кўрсатинг.

Қандай қонуниятлардан фойдаланилган

Илгари қандай ишлаб чиқаришларда учраган

Кейинроқ амалга оширилган пропаннинг пиролизи этаннинг пиролизига ўхшашдир. Пропилен ва этилен ҳосил бўладиган реакцияларнинг тенгламаларини тузинг. Этан ва пропанни пиролиз қилишнинг оптимал ҳароратсини аниқланг. Пропанни пиролиз қилишнинг технологик схемасини ва пропанни пиролиз қилинадиган реакторларни этанни пиролиз қилинадиган реакторга ўхшатиш мумкинми?
Нефтнинг енгил суюқ фракцияларини пиролиз қилиб, этилен ва пропилен олиш мумкинми? Хом ашё танлаш маҳаллий шароитларга боғлиқ.. Масалан, Японияда, ўзининг нефть ва йулдош нефть газлари бўлмагани учун этилен қуйи октанли бензин фракцияларини пиролиз қилиб олинади; АҚШ да— йўлдош нефть газларини пиролиз қилиб олинади.

13-§. н- бутан ва н- бутиленларни дегидратациялашнинг физика-кимёвий характеристикаси

1,3-бутадиен (дивинил) ишлаб чиқаришнинг кўп усулларидан кўпроқ тежамлилиги энг арзон хомашё — йулдош нефть гази ёки нефть маҳсулотлари ишлатиладиган усулдир. Масалан, бутандан дивинил олиш учун сарфланадиган маблағ этил спиртдан дивинил олишга сарфланадиган маблаҳдан уч ҳисса кам.
Бутан ва бутиленлар қиздирилганда (катализаторлар иштирокисиз) ажралиш реакциялари бориб, С-С боғ узилади, чунки боғнинг узилиш энергияси (272 кж/моль) С-Н боғнинг узилиш энергияси (363 кж/моль) дан кичик. Пиролиз натижасида метан, этилен, пропилен, этан, пропан, смоласимон моддалар ва кокс ҳосил бўлади. Қандай реакциялар натижасида бундай маҳсулотлар ҳосил бўлади?
Реакцияларнинг тегишли тенгламаларини ёзинг.
Бироқ селектив таъсир этувчи катализаторлар қўлланиб, реакцияларни дегидратловчи маҳсулотлар ҳосил бўлиш томонига йўналтириш имконияти бор. н-бутаннинг дегидратланиши натижасида н-бутиленлар аралашмаси ҳосил бўлади:
С₄Н₁₀  С₄Н₈ + Н₂ – Q (1)
Бутиленлар дегидратланганча ёки изомерланиши натижасида қўшбоғнинг жойини ўзгартириб, бевосита дивинилга айланади:
С₄Н₈  СН₂ қ СН - СН қ СН₂ + Н₂ - Q (2)
Ҳарорат ортганда ва босим камайганда (1) ва (2) реакцияларнинг мувозанати дегидратланиш томонига силжийди.