Metil uchlamchi butil efiri ishlab chiqarishning zamonaviy texnologiyalarini tahlili

kirishmagan uglevodorodlar spirtdan tozalanadi va spirt jarayon uchun qaytariladi. Texnologik sxemada efirlarning ajralishi va sintezi k-3 reaksion-distilyatsion kolonnada amalga oshiriladi, bu qurilma 2 ta qismdan iborat. Rektifikatsiya jarayoni 1- qismda boradi, 2-qismda esa reaksiya amalga oshiriladi. Uglevodorodli fraksiya toza spirt bilan aralashtiriladi va adiabatik tipdagi bug‘latuvchi R-1 ga uzatiladi. Bu uskuna g‘ovaksimon, slindrik qurilma bo‘lib, katalizator bilan to‘ldirilgan. Reaksion massaning bug‘lanishi sababli 30-400C dan 70-800C gacha oraliqda turlicha miqdorda issiqlik yo‘qotiladi. Reaktordagi bosim orqali bug‘lanish jarayoni nazorat qilinadi. R-1 dan 2 oqimda, bug‘-suyuqlik aralashmasi K-3 kolonnaning katalizator qatlami ostidan kiritiladi. Bu kolonna 3 qismdan iborat: yuqori qavatida reaksiyaga kirishmay qolgan uglevodorodlardan metanol va efirlar ajratiladi; sintez va ularning chiqarib yuborilishi esa katalizator bilan to‘ldirilgan o‘rta qavatda ro‘y beradi. Patki qismda esa metanol va C4 uglevodorodalaridan metil uchlamchi efirining ajratish jarayoni olib boriladi. K-3 kolonnada tayanch taqsimlash tarelkalari ustida 3 qavat qilib katalizator joylashtirilgan. Metanol katalizator qatlamining eng yuqorisiga beriladi. Butan-butilen fraksiyasi kolonnaning yuqori qismidan olinib, suvli yuvish ustuni K-4 ga yuboriladi. U yerda metanoldan C-4 fraksiyani “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №2/2025 48 Кимё ва кимёвий технологиялар suvli yuvish amalga oshiriladi. Tayyor mahsulot ya’ni efir K-3 kolonnaning pastki qismidan chiqarib olinadi. 4-kolonna yuqori qismidan suv bilan ta’minlanadi va yuvilgan uglevodorodli fraksiya chiqarib olinadi va degidrogenlanish jarayoniga yuboriladi. Spirt bilan aralshgan yuvuvchi suv K-4 ustunning pastki qismidan chiqariladi va K-5 metanolni regeneratsiyalovchi kolonna uchun to‘yintiruvchi sifatida beriladi. Kolonnada issiqlik nazorati suv oqimi yordamida amalga oshiriladi. K-5 kolonnaning yuqori qismidan olingan spirt toza metanol bilan aralashtiriladi. Suvli aralashma K-5 ning pastli qismidan K-4 kolonnaning yuqori qismiga beriladi [1]. 1-rasm. Yarsintez institutidagi MUBE sintezi jarayonining sxemasi Jarayon dag‘al yuzali go‘vaksimon katalizator yordami bilan amalga oshiriladi va bu bizga katalitik distilyatsiya jarayonini tadbiq qilish uchun imkoniyat yaratadi. Bu texnologiya reagentlarning qarshiligi va mahalliy issiqlikning yo‘qotilishini ifodalaydi va shuning natijasida termodinamik qarshilikni yengish mumkin. Ekzotermik reaksiyaning issiqligi natijasida mahsulotlarni chiqarib yuborish va seperatsiya jarayonini davom ettirish mumkin bo‘ladi. Oxirgi mahsulotdagi MUBE ning konsentratsiyasi 99% ga teng bo‘ladi. «Chemische Werke Huels» firmasining jarayoni. Bu zavod Germaniyaning Marl shahrida joylashgan bo‘lib, asosan, zaxiralarni o‘rganish, xomashyolarni ekstraksiyalash va qayta ishlash texnologiyalarini istiqbollarini yaratish, logistika, qayta ishlash obyektlarni qurish va konlarni ishga tushirish bilan shug‘ullanadi. Metil uchlamchi efirning sintezi t<1000C haroratda kislotali ion almashinuvchi smolalar ishtirokida kechadi. Bu tenologiya boshqa texnologiyalardan farqi shundaki, bu texnologiya moslashuvchan xomashyoga ega qolaversa, konversiya va sifatli mahsuloti bilan farq qiladi. Optimal holatlarda izobutendan tashqari C-4 fraksiyaning barcha komponentlarida inert holatda bo‘ladi. Bu texnologiyada yuqoridagi moddalar hosil bo‘ladi va shuningdek diizobuten(kam miqdorda) va uchlamchi butil spirti kabi mahsolotlar ham chiqadi. Uglevodorodli fraksiya(I) va metanol(II) aralashtiriladi va trubali isitkich(1) ga yuboriladi va u suv bug‘i(III) yordamida qizdiriladi, undan keyin bu aralashma reaktor(2) ga o‘tkaziladi. 2-reaktor temperaturalari farqli bo‘lgan qismlarga bo‘lingan. Birinchi qismda asosiy reaksiya sodir bo‘ladi ya’ni izobutenning parchalanishi, va bu qism qo‘zg‘almas katalizatori mavjud bo‘lgan tubali reaktor hisoblanib, reaktorning bu qismida reaksiyaga kirishmagan moddalar yuqoridan pastga tomon harakat qiladi (2rasm). “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №2/2025 49 Химия и химические технологии 2-rasm. «Chemische Werke Huels» firmasining MUBE sintezi uchun sxemasi Reaktor (2) sovutish tizimi (3) bilan jihozlangan bo‘lib, bu tizim sovuqlik suv ta’minoti (IV) orqali bajariladi. Bu ta’minot issiqlikni yo‘qotish va umumiy haroratni saqlash uchun foydalaniladi. 2-reaktorning boshqa bir qismida reaksiya yakunlanadi. Reaktorning bu qismi shaxtali pech deb nomlanadi va jarayon past temperaturada boradi. Bu reaktordagi qoldiq mahsulot uglevodorodlar aralashmasi bo‘lib, benzin bilan aralashtirilishi uchun yuqori konsentratsiyali MUBE dan iborat (A). Keyingi texnologiya uch bosqichda amalga oshirilishi mumkin: distilyatsion kolonnalar (4,5) dan foydalanmagan holatda; ularning biridan foydalanish orqali; va shuningdek har ikkisidan foydalanish orqali amalga oshirilishi mumkin. Distilyatsiya jarayoni reaksiyaga kirishmagan uglevodorodli fraksiya (II) ni ajratish uchun juda ahamiyatlidir. Aralashma ishlatilgan uglevodorodli fraksiyani ajratish ustuni (4) kiradi, reaksiyadan keyin bu kolonnaning ostida MUBE kam miqdorda konversiyasiyalangan izobuten orqali kondensatsiyalanadi. Kolonnaning pastki qismida suvli qizdirgich (1) joylashgan, uglevodorodli fraksiya (II) kolonnaning yuqori qismi orqali chiqariladi, u shuningdek, sovutgich (6) va saqlagich (7) orqali o‘tib yakunda aralashtiriladi. 5-kolonnada metanolning regeneratsiyasi amalga oshiriladi. Jarayonning afzalligi shundaki, kimyo sanoatida foydalanish uchun maxsus markali MUBE olish bo‘lib hisoblanadi va qolaversa, jarayonni maxsus rejim bilan ta’minlaydi. Bu usuldan foydalanilganda metanolsiz tarkibli modda 2-distilyatsion ustunning ostidan chiqariladi. Bu uskuna distilyatsion kolonnalarga o‘xshash holatda ishlatiladi (4,5) [2] «Erdolchemies» firmasining jarayoni. Toza metanol (I) va jarayondan qaytgan metanol (II) aralashmasi qizdirish uchun issiqlik almashtirgich (3) orqali o‘tadi va keyinchalik ketma-ket joylashtirilgan reaktorlar (1,2) ga kelib tushadi va bu yerda MUBE ning sintezi ro‘y beradi. Keyinchalik reaksion aralashma (III) issiqlik almashtirgich (3) dan o‘tib, soviydi va 4-kolonnaga MUBE ning separatsiyasi uchun kiradi. Bu ustun 8-qaynatgich orqali qizdiriladi. Kolonnaning ostki mahsuloti issiqlik almashtirgich (III) ga yuboriladi va u yerdan MUBE (VI) chiqarib olinadi. Kolonnaning yuqori qismidan chiqarib olingan metanol sovutgich (6) ga beriladi va u yerda suvutib 5-qurilmaga yuboriladi, u yerda separatsiya jarayoni olib boriladi. Suyuq faza 4-kolonnaga qaytariladi, uglevodorodli gaz fazasi (V) esa 7-qurilmaga adsorbsiya qilish uchun yuboriladi. Jarayondan hosil bo‘lgan uglevodorodli faza (IV) yuqoridan chiqariladi va natijada metanol sistemaning dastlabki bosqichiga qaytariladi [3]. Jarayon uchta bosqichdan iborat (3-rasm): • Metil-uchlamchi-butil efiring sintezi; “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №2/2025 50 Кимё ва кимёвий технологиялар • C4 fraksiyasining distilyatsiyasi; • Metanolning ekstraksiyasi. 3-rasm «Erdolchemies» firmasi MUBE sintezining sxemasi Jarayon bir nechta afzalliklarga ega: • bu texnologiya xorijda eng kam energiya iste’mol qilinadiganlaridan biri sifatida ishlatiladi; • past narxdagi kapital xarajatlar; • trubali reaktorlardan foydalanmasdan reaksiyalarni amalga oshirishning mumkinligi; • istalgan tipdagi xomashyodan foydalanishning imkoni mavjudligi; • adsorbsiyani qo‘llash orqali metanolni ekstraksiya qilish uchun kam energiya iste’moliga erishish mumkinligi. «FNI» kompaniyasining MUBE ishlab chiqarish jarayoni. Fransiya neft instituti (FNI)- ommaviy izlovchi tashkilot bo‘lib, unga 1944-yilda Yoqilg‘i va moylar instituti sifatida asos solingan. Bu texnologiyaning vazifasi reaksiya dastlab asosiy reactor (1) da amalga oshadi, toki aniq konversiya bo‘lgunicha amalga oshiriladi va keyin jarayon qo‘shimcha reaktor (2) da boradi (4-rasm) [3]. Xomashyo sifatida katalitik krekingning C4 fraksiyasidan foydalanganda, reaktor ichidagi izobutenning parchalanishi 92-94% ga teng bo‘ladi. Ikkita reaktordagi umumiy konversiya 99.599.8% gacha yetishi mumkin. Metanolning miqdori stoximetrik bilan deyarli teng bo‘lib adsorbsiyani qo‘llab metanolni ekstraksiyalash uchun sharoit yaratadi. Uglevodorodli fraksiya (I), toza methanol (II) va jarayondan qaytgan metanol (III) bilan o‘zaro aralashtirilib, ketma-ket joylashtirilgan reaktorlar (1.2) ga 6-sovutgich orqali kiritiladi, undan so‘gra MUBE ajratish uchun separatorga beriladi va tayyor mahsulot 3-kolonnaning pastki qismidan chiqariladi. Kondensatsiyalangan uglevodorodli fraksiya 4-ekstraktorga metanolni ekstraksiyalash jarayonda tarkibida suvi bo‘lgan ishlatilgan uglevodorodli fraksiyani tozalash uchun yuboriladi. Metanolning aralashmasi va 4-qurilmadan chiqarilgan suvli metanol bilan ishlash ustuni (5) ga kiritiladi. 5kolonnada ajratilgan methanol (III) teskari ravishda jarayonga qaytarish uchun dastlab sovutgich (6) ga va undan keyin 7-sig‘imga o‘tib bir qismiga 5-kolonnaga qaytariladi qolgan qismi esa jarayonning boshiga yuboriladi. Suvli oqim (5) metanolni qayta ishlash ustuni 5-kolonnaga qaytarib beriladi [4]. “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №2/2025 51 Химия и химические технологии 4-rasm. «FNI» kompaniyasi MUBE sintezining sxemasi «Devi Macky» firmasining ishlab chiqarish jarayoni. Bu jarayonning tavsifi shundan iboratki, gaz qatlamida mavjud bo‘lgan uglevodorod sifatida n-butan xomashyo sifatida ishlatiladi. Jarayoning sxemasi bir qancha bosqichlarga bo‘lingan (5-rasm): n-butanning izobutenga izomerizatsiyasi; izobutanning izobutenga degidrogenlanishi; ko‘zda tutilgan mahsulot bo‘lmish MUBE olish uchun izobuten va metanolning reaksiyasi. 5-rasm. «Devi Macky» firmasining MUBE sintezi uchun sxemasi MUBE ning sintezi suyuq fazada t<1000C haroratda, jarayon katalizatori ion ko‘rinishida, nisbatan past bosimda amalga oshiriladi. MUBE distilyatsion kolonnada ajratiladi. Shuningdek, bu sxema metanolni ishlab chiqarish ustunini ham o‘z ichiga oladi. Xomashyo sifatida esa, muqobil manbalardan olingan izobuten ishlatiladi [5]. NIIMCK jarayoni. Bu jarayonni katalitik distilyatsiya usulidan foydalanib qo‘llash mumkin. Bu usulda izobutenning parchalanishi 99% va undan yuqorini tashkil qiladi. Bu usuldan foydalanish uchun katalizatorning sifati, mahalliy qolipga solingan sulfat o‘tkazgich kerak bo‘ladi. Jarayon bizga bir qancha afzalliklar beradi, misol uchun, yuqori darajadagi faollik, uzoq vaqt davomida foydalanish mumkinligi, ixcham o‘lchami va granulalar shakli. Bularning barchasi eng maqbul reaktorni yaratish uchun imkoniyat beradi. Bu reaktor reaksion-distilyatsion ustun hisoblanib, bu qurilma katalizatorli reaksion qism va rektifikatsion ustundan iborat. Bu texnologik sxemaning “Развитие науки и технологий” Научно–технический журнал №2/2025 52 Кимё ва кимёвий технологиялар ko‘zlangan mahsuloti 97-99% tozalikdagi MUBE i motor yoqilg‘isi komponenti sifatida ishlatiladi. Bu texnologiya 99.5% soflikda mahsulot olish uchun mo‘ljallangan va shuningdek distilyatsion kolonnada qo‘shimcha tozalashni amalga oshirish mumkin bo‘lib hisoblanadi [6]. Xomashyo sifatida tarkibida 10-65% (massa) izobuten saqlagan C4 fraksiyasi hisoblanadi. Zanjir metanolni qayta ishlash uchun mo‘ljallangan reaksion distilyatsion apparat (1) dan va 2absorbsion kolonnadan, jarayonda qo‘llanilgan UV fraksiyani yuvishni nazarda tutadi (6-rasm). 6-rasm. NIIMCK MUBE sintezining texnologik sxemasi Jarayondan qaytarilgan uglevodorodli fraksiya (VI) hamda toza metanol (II) ning aralashmasi 1-kolonnaning yuqori qismidan kiritiladi va pastki qismidan esa uglevodorodli fraksiya (I) beriladi. Reaksiyaga kirishmagan komponentlar va efir kolonna ichida ajratiladi. Kolonnaning pastki qismida MUBE (III) chiqariladi va ishlatilgan fraksiya esa yuqori qismidan chiqariladi va sovitgich (4)dan o‘tib, sig‘im (5) dan o‘tib, 2-kolonnaga kiritiladi va yuvish suvi (V) orqali ta’minlanadi. Ishlatilgan uglevodorodli (IV) fraksiya 2-kolonnaning yuqori qismidan va pastki qismidan suvli metanol fraksiyasi chiqarib, metanolni regeneratsiyalash kolonnasi (3) ga kiritiladi. Kolonnada methanol (VI) ajratiladi bir qismi aralashtirish uchun dastlabki bosqichga qaytariladi va qoldiq qismi kolonnaga qaytariladi. 1- jadvalda yuqoridagi texnologiyalar solishtirilgan. 1-jadval Turlicha texnologiyalarda MUBE ni ishlab chiqarishning parametrlari Nomlanishi NII “Yarsintez” Chemische Werke Huels Erdolchemie IFP Harorat,0C 67-75 50 15-150 40-90 Bosim, atm 4-12 10 2-20 3-20 Divinilbenzol bilan bog‘langan makrog‘ovakli sulfonlangan polistrol smolasi Kation almashinuv chi smola Metanoldan izobutilengacha molyar nisbati (1.1-1.7) :1 3.5:1 (2-5):1 (1.2-3):1 Katalizator KU-FPP, KIF-T Izobutilenning konversiyasi 98 99.8 99.7 99 MUBE uchun izobutilenning tanlovchanligi 97 70.4 77.2 98.4 Shu sababli eng maqbul jarayon bu FNI tomonidan taklif qilingan jarayon bo‘lib hisoblanadi, biroq bu jarayon murakkab sxema, ta’mirlash xarajatlarining qimmat ekanligi, energiya “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий–техникавий журнал №2/2025 53