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

35-жадвал

Ҳарорат, ^0С ларда	Изопентаннинг изомелинларга айланиш даражаси, % ларда
440 490 545 605 695	20 40 60 80 95

Оптимал шароитлар мураккаб қайтар реакцияларни бошқариш қонуниятлари асосида танланади; изопентан ёпиқ ҳалқада циркуляция қилинади; мунозанат иложи борича керакли томонга силжийдиган ҳарорат танланади, асосий реакциянинг тезлиги эса қўшимча реакциянинг тезлигидан анча катта бўлади, бирикиш вақти қатъий чегараланади. Процесс 575⁰ С га яқин темперагурада, изопептаннинг айланишини 40% гача етказиб (изопентан 70% бўлган мувозанатда), аммо селективлиги юқори бўлганда ўтказилади -реакцияга киришмаган изопентаннинг 82% га яқини изоамиленларга айланади. Изоамиленларни дегидратларни ҳам худди н-бутиленни дегидратлаш каби паст босимда ўтказиш мақсадга мувофиқдир, шунинг учун изоамиленлар сув буғи билан аралаштирилади. Бир босқичли процессда 560°С га яқин ҳароратда ва бирикиш муддати 4 сек. га яқин бўлганда изопентандан изоамиленларни ажратиб чиқармасдан изопрен олиш мумкин. Бир ўтишда ҳосил бўладиган изопрен миқдорн 40% га тенг.
Кўп, минг тоннали ишлаб чиқариш учун етарли миқдор азопентанни қандай манбалардан олиш мумкин? Изопентанни тоза ҳолда йўлдош газдан, шунингдек нефтни стабилизациялаш газларидан (ундан эриган газларни чиқариб юбориш) ажратиб олиш мумкин. У нефтни ҳайдашнинг энг осон фракциясида - бензин газида ҳамда крекинг маҳсулотларида (изоамиленлар билан бирга) бўлади.

17-§. Бензинларни ароматизациялаш ҳамда ароматик углеводородлар ишлаб чиқариш муаммоси

Нефть маҳсулотларини каталитик крекинглаш нефтдан бензин ва бошқа мотор ёқилғилари олишни кўпайтиришга ва шу билан бир вақтда тўғри ҳайдаш йўли билан олинган ҳамда термик крекинг бензинига қараганда детонацияга энг чидамли маҳсулот ишлаб чиқаришга ёрдам беради. Аммо у ҳам ҳозирги замон талабларини қондира олмайди. Юқори октанли бензин ишлаб чиқариш масаласи - нефтни қайта ишлаш саноати олдида турган энг муҳим масалалардан биридир. Бу масалани ҳал этиш йўллари баъзи углеводородларнинг октан сонларини тақкослашни кўрсатиб беради: Н—гексан учун—25, Н-гепсан учун —0, циклогексан учун—77, метилциклогексан учун—71, бензол учун —108, толуол учун— 104.
Демак, бу масала нефть маҳсулотларини бундай кимёвий қайта ишлаш йўли ҳал этилиб, унда нормал парафин ва нафтен углеводородларнинг катта қисми ароматик углеводородларга айланади. Бундай процесс, реформинг номи билан саноатда амалга оширилган ва жуда тез суръатлар билан ривожланмоқда.
Юқори октанли ёқилғи ишлаб чиқариш масаласи билан бир вақтда бошқа масала—органик синтез саноати процессларини ароматик углеводородлар билан таъминлаш масаласи ҳам пайдо бўлди; бундай органик синтезлар сони тўхтовсиз ортиб бормоқда, ишлаб чиқариш маштаблари эса кенгаймоқда. Ароматик углеводородларни нитролаш, сульфолаш ва хлорлаш (нитробензол ва бошқа нитробирикмалар, бензол-сульфокислоталар, хлорбензол, хлорорганик инсектицидлар ва юзлаб бошқа маҳсулотлар олиш) билан бир қаторда ён занжиридан оксидланиб бензой ва терефтал кислоталар ҳосил қилиш ҳамда фтал ва малеин ангидридлар ҳосил бўладиган деструктив оксидланиш процесслари катта ахамият касб этади. Ароматик углеводородлари алкиллаб этилбензол (ундан эса стирол) ва изопропилбензол (кумал) — фенол ва ацетон ишлаб чиқариш учун ишлатиладиган хом ашё олинади. Турли маҳсулотлар, шу жумладан юқори молекуляр маҳсулотлар ишлаб чиқаришда ароматик углеводородларнинг қанчалик роль ўйнаши ҳатто ана шу қисқа мисоллардан ҳам кўриниб турибди. Нефть маҳсулотларини пиролиз қилиш натижасида (шароитларига кўра кокслаш процессига ўхшайди) ароматик углеводородлар ҳосил булади: Боку нефтидан олинадиган керосин 800°С да пиролиз қилинганда 6,5% га яқин бензол ҳосил бўлади. Бироқ селектив таъсирга эга катализаторлар қўлланилганда такқослаб бўлмайдиган даражада яхши натижаларга эришилади. Бундай катализаторларни 1911 йилдаёқ Н.Д.Зелинский топган эди. Масалан, платина ва баъзи бошқа металлар циклогексаннинг бензолга айланишини тезлаштиради:
С6Н12  С6Н6 + 3Н2
Метилциклогексаннинг дегидратланишидан толуол ва бошқа шунга ўхшашлар ҳосил бўлади. н-гексаннинг бензолга, н-гептаннинг толуол ва ҳоказоларга айлантирадиган каталитик реакцияларнинг топилиши
(дегидроциклизация) Зелинский ва бошқа олимларнинг мактабига мансубдир;
С6Н14  С6Н6 + 4Н2
Масалан, н-гептандан 490°С да, атмосфера босимида, катализаторда (алюминий оксид сиртидаги хром (III)-оксид Сг₂О₃ бир марта ўтганда гептан массаси ҳажмининг 40% миқдорида толуол ҳосил бўлади. Ҳарорат ҳамда дастлабки углеводород молекуласидаги углерод атомларининг сони ортиши билан бу реакцияларнинг тезлиги ҳам ортади. Масалан, бир хил шароитларда гексаннинг ўзгариш даражаси 19,5%, гептанники — 36%, октанники — 4б% га тенг.
Асосий реакциялар билан бир вақтда албатта, қўшимча шу жумладан, конденсирланган бирикмалар ҳосил қиладиган реакциялар ҳам боради. Натижада катализатор сиртида кокс ажралиб қолади. Бу процесснинг бошланғич босқичи - икки молекула бензолдан бир молекула дифенил ҳосил бўлишидир:
2С₆Н₆  С₆Н₅ –С₆Н₅ + Н₂
Водород босими ортганда ноқулай шароитлар яратилади. Нафтен углеводородларни дегидратлаб ва парафин углеводородларни дегидроциклизация қилиб бензинларнинг октат сонини ошириш ва индивидуал ароматик углеводородлар ишлаб чиқариш ҳажмини амалда чексиз кўпайтириш мумкин.

18-§. Ароматик углеводородлар ҳосил қилишнинг оптимал шароитлари

Ароматизациялаш учун қандай хом ашёдан фойдаланиш энг мақсадга мувофиқ? Хом ашёда ароматик углеводородларга айланиш хусусиятига эга нормал парафин ва нафтен углеводородлар анча миқдорда бўлиши керак.
Циклогексан, гексан ва уларнинг яқин гомологларининг қайнаш ҳароратсидан кўриниб турибдики, қонга ишлаб реформинг-бензин олиш учун тўғридан-тўғри ҳайдаб олинган, қайнаш ҳароратлари тахминан 180°С га тенг бўлган бензинлар ва лигроинлар тўғри келади. Тоза углеводородлар олиш учун яхшиси қисқа ҳарорат доирасида қайнайдиган фракцияларни танлаш керак.
Саноатда катализатор сифатида алюминий оксид сиртидаги платина (0,5% яқин) энг кўп қўлланилади. Бу катализатор юқори селективликка эга, аммо унга сульфидли бирикмалар қўшилади. Кокс ҳосил бўлиш тезлигини камайтириш учун реакцион аралашма таркибига водород (1 моль углеводородга 10 мольгача) юборилади. Бунинг учун реакторда юқори босим (хом ашё таркиби ва ишлаб чиқариш мақсадларига қараб 2—7 Мн/м² га яқин) сақлаб туриш керак. 500°С га яқин ҳарорат оптимал бўлиб, бу ҳароратда асосий каталитик реакциялар етарли даражада тез боради. Мисол учун қайнаш ҳароратси 85 – 110⁰С оралиғида бўлган нефть фракциясини қайта ишлаш ҳақидаги қуйидаги маълумотларни келтирамиз: 490 С, 2 Мн/м² да ароматик углеводородлар чиқими 35% га яқин. Шу билан бир вақтда қўшимча маҳсулот - концентрланган водород ҳам ҳосил бўлади. У аммиак синтез қилиш, гидрокрекинглаш (Н₂ иштирокида крекинглаш) ёки нефть маҳсулотларини тозалаш (гидротозалаш) учун ишлатилади.
Технологик процесснинг схемаси қандай? Сульфидли бирикмалардан тозаланган нефть фракцияси айланаётган водород билан аралаштирилиб печда қиздирилади ва платина катализаторли реакторга киритилади. Содир бўладиган процесс бутунлай эндотермик бўлгани учун реакция вақтида иссиқлик бериш керак, шу мақсадда реакторларга иситгич ўрнатилади. Буг-газ аралашмаси совиганидан кейин водород конденсирланиб бўлган суюқликдан ажратилади ва унинг бир қисми реакторга қайтарилади. Бир нечта реактор ўрнатиб, булардан биттаси навбат билан коксни ёндириб, катализаторни регенерациялаш учун ўчириб турилади.