CO va H 2 aralashmasidan tanlangan katalizatorda yengil molekulyar sintetik olefin uglevodorodlarni olish jarayoni texnologiyasi

Kirish. Na-qo‘shimchali Fe-Zr katalizatorlari birgalikda cho‘ktirish va shimdirish usullari bilan tayyorlangan. Temir (III) nitrat nonagidrat Fe (NO3) 3 9H2O, 98,5%, sirkoniy (IV) nitrat pentagidrat (Zr-(NO3)4·5H2O, 98%, ) Zn(NO3)2 6H2O va suvsiz natriy karbonat (Metall manbalar sifatida Na2CO3, 99,9%, ) ishlatildi. Cho‘ktiruvchi sifatida ammiak eritmasi (25−28%) ishlatildi. Aralashtirilgan metall tuzi eritmasi (molyar nisbati Fe/Zr = 100/15) va ishqor eritmasi tomchilab stakanga doimiy aralashtirishda qo‘shildi. Aralashmaning pH darajasi 9,0 ± 0,1 da nazorat qilindi va jarayon harorati 70° C da saqlandi. 70° C da 4 soat davomida etgandan so‘ng, prekursor deionizatsiyalangan suv bilan tozalandi, keyinchalik 110° C da 12 soat davomida quritildi va 4 soat davomida 500° C da kalsinlanadi. Na-qo‘shimchali Fe-Zr katalizatorlari singdirish usuli bilan sintez qilindi. Fe−Zr prekursori kerakli konsentratsiyali Na2CO3 suvli eritmalari bilan singdirilgan. Keyin namunalar xona haroratida 24 soat davomida qaritildi, 110 ° C da 12 soat quritiladi va 4 soat davomida 500° C da kalsinlanadi. Namunalar Fe−Zr−xNa (x =0, 0.25, 0.5, 1.0 va 1.5) sifatida olindi, bu yerda x Na ning massa ulushi (%). Fe−xNa katalizatori xuddi shu tarzda Zr qo‘shilmagan holda olingan [1]. Katalizator granulalarga aylantirildi va bir xil diametrli 425-850 mm elakdan o‘tkazildi. Tajriba qismi. Tarkibi 25%Fe-10%Zn-5%Zr-1,5%Na/(Xovdak bentonit SiO₂) boʻlgan katalizatorni olishning oʻrganilgan bosqichlari asosida texnologik sxema ishlab chiqildi (1-rasm). Belgilangan fizik-kimyoviy xususiyatlarga ega mahsulot olish va minimal aralashmalar (temir, ruz, natriy va sirkoniy oksidi birikmalari) bo‘lgan cho‘kma hosil bo‘lgan cho‘kma bosqichini amalga oshirish imkonini beradi. Partiyali reaktor yordamida asosiy (eng elementar) texnologik sxema tanlandi; uni amalga oshirish hech qanday maxsus jihozlarni talab qilmaydi. Taklif etilayotgan texnologiyaning afzalliklari cho‘ktirish reaktsiyasining yon mahsuloti, ammoniy nitrat kontaktli massa yuvish bosqichining yo‘qligini o‘z ichiga oladi. Kontakt massasida bu tuzning parchalanish reaktsiyasi qo‘shimcha issiqlik manbai sifatida ijobiy rol o‘ynaydi, shuning uchun quritishdan keyin cho‘kmani termik ishlov berish jarayonida issiqlik bilan ishlov berish jarayonida energiya sarfini kamaytiradi. “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №5/2025 137 Химия и химические технологии 1-rasm. 25%Fe-10%Zn-5%Zr-1,5%Na/(Xovdak bentonitSiO₂) Tarkibli katalizator ishlab chiqarish printsipial sxemasi Ko‘rib chiqilayotgan texnologiyaning kamchiliklari kuchli kislotali muhitda cho‘ktirish jarayonini amalga oshirish zarurati, ammoniy nitratning parchalanish bosqichida azot oksidlaridan foydalanish zarurati, shuningdek, suspenziyani quritish va kontaktli massani isitish bosqichlarining nisbatan yuqori energiya talablarini o‘z ichiga oladi. Tajriba natijalari va ularning muhokamasi. Maxsus adsorbentlar yordamida turli xil qo‘shimchalardan tozalangan tabiiy gazni konversiyalanishidan olingan sintez gaz katalizator yuklangan reaktorga 1 ga 250o C haroratda 1.5 MPa bosimda yuborildi. Agar zarurat bo‘lsa katalizatorni qayta tiklash maqsadida havo oqimida reaktor 2 da katalizator regineratsiyalanadi va uglerod oksidlaridan batamom xoli bo‘ladi. Natijada hosil bo‘lgan mahsulotlar 3 ga separatorga yuboriladi va separatorni pastki qismidan suv ajralib chiqadi. Hosil bo‘lgan mahsulotlar tarkibida mavjud bo‘lgan sintez gazini qayta tiklovchi qurilma 4 ga yuboriladi. Hosil bo‘lgan katalizat 5 da rektifikatsion kalonnada fraksiyalarga ajratiladi. Kalonnaning yuqori qismidan metan ajralib chiqadi va kalonnaning pastki qismidan nisbatan og‘ir bo‘lgan uglevodorodlar aralashmasi 6 keriking qurulmasiga yuboriladi. Keriking qurulmasidan aralashmalar 7 separatorga yuboriladi va separatorning ostki qismidan nisbatan og‘ir uglevodorodlar ajratib olinadi. Rektifikatsionni kalonna 5 da yengil olifen qatori uglevodorodlar ajratib olinadi. 2-rasm. Is gazi va vodoroddan yengil olefin qatori uglevodorodlar olish jarayoni texnologik sxemasi “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №5/2025 138 Кимё ва кимёвий технологиялар 1 katalizator yuklangan reaktor; 2 katalizatorni qayta tiklovchi reaktor; 3 separator; 4 sintez gazni qayta tiklovchi reaktor; 5 hosil bo‘lgan maxsulotlarni fraksiyalarga ajratuvchi kalonna; 6 nisbatan hosil bo‘lgan parafinlarni kriking qilish qurulmasi; 7 separator. 10 mln.m3 quvvatga ega sintez gazni ishlab chiqaruvchi uskunaning moddiy balansi 1-jadvalda keltirilgan. 1-jadval Sintez gazini ishlab chiqarish uskunasining moddiy balansi Kirim Sarf t/g Og‘irligi% t/g Og‘irligi % СН4 2645,80 37,41 CО2 1785,81 26,58 H2О 522,72 10,4 СО 4122,54 61,87 CО2 722,86 9,1 Н2 111,19 1,61 О2 2924,26 41,28 H2 602,52 8,77 Н2 112,19 1,81 СН4 81,01 1,17 Jami 6927.9 100 Jami 6703,07 100 Sintez gazidan yengil olefinli uglevodorodlar olish uchun tanlangan katalizatorga, ya’ni uglerod oksidi va vodorod aralashmasiga nisbatan uglerod oksidi va vodoroddan yengil olefinli uglevodorodlar sintezining moddiy balansi 1-jadvalda keltirilgan. Iqtisodiy samaradorlik. Sintez-gazdan yengil olefin qatori sintetik uglevodorodlar olish texnologiyasini dastlabki texnik-iqtisodiy baholash ko‘rsatadiki, sintez gazni tanlangan katakizator ustidan o‘tkazib etilen ishlab chiqarishni yaratishga solishtirma kapital mablag‘lar etilen bo‘yicha yiliga 100 ming tonna va propilen bo‘yicha yiliga 77,7 ming tonna ishlab chiqarish quvvati bilan etilenning 1 tonnasiga qariyb 800 dollarni tashkil qiladi. UOP va Norsk Hydro firmalari baholashicha etilen bo‘yicha yiliga 400 ming tonna va propilen bo‘yicha yiliga 400 ming tonna ishlab chiqarish quvvati bilan metanoldan yengil olefin qatori sintetik uglevodorodlar ishlab chiqarishga kapital mablag‘lar 425 mln. dollarni tashkil qiladi, yaʼni etilenga hisoblaganda tonnasiga shunday ishlab chiqarishni yaratishga solishtirma kapital mablag‘lar 1000 dollardan oshadi. Uglevodorodli xom ashyodan etilen ishlab chiqarish bo‘yicha zamonaviy qurilmalar qiymati birlik quvvat hajmiga, qurilishning maʼlum sharoitlariga, foydalaniladigan xom ashyo turiga bog‘liq holda o‘zgaradi. 2-jadval Sintetik mahsulotlar uchun is gazi va vodoroddan yengil olefin qatori uglevodorodlar sintezining moddiy balansi Kirim Sarf t/g Og‘irligi % t/g Og‘irligi % CO 4252,24 85,8 CH4 191,22 4,12 H2 582,27 14,2 C2 = C4 124,12 73,1 C5 = C8 952,72 19,82 sintez-gaz 115,04 2,96 Jami: 4834,51 100 Jami: 1498,82 100 Yiliga 100-200 ming tonna o‘rtacha quvvatli zamonaviy etilen ishlab chiqarish qurilmasini yaratishga solishtirma kapital mablag‘lar sarfi xom ashyo sifatida foydalaniladigan qurilmalar uchun quyidagini tashkil qiladi:- Etan–tonnasiga 600-800 dollor, - Propan–tonnasiga 700-1000 dollar, - nafta–tonnasiga 1000-1300 dollar, - nafta va gazoyl aralashmasi–tonnasiga 1200-1400 dollar. “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №5/2025 139 Химия и химические технологии “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №5/2025 140