Mustaqil ish mavzu: propilen glikol olish texnologiyasi

3.Olefinlarni sulfat kislota yordamida gidrotatsiyasi
1873-yili A.M.Butlerov va V.Goryainovlar etilenni sulfat kislota yordamida gidrotatsiyasini batafsil o’rgandilar. Faqatgina 1939-yili neft gazlaridan etil spirtini olish bo’yicha birinchi sanoat qurilmasi ishga tushdi.
Hozirgi vaqtda sulfat kislota usuli va quyi molekulyar olefinlarni (etilen, propilen, butilenlar) to’g’ridan –to’g’ri gidratatsiyasi usullar sanoatda quyi spirtlar ishlab chiqarishda qo’llaniladi.
Jarayonning oddiyligi uni yuqori spirtlar ishlab chiqarishda qo’llash imkonini ochib bergan, biroq hozirgi vaqtgacha sanoatda qo’llanilmayapti. Sababi olefinlarni yuqori tozalik darajasida olishning qiyinligi, talaygina miqdorda yonaki maxsulotlarda ko’p bo’lmagan miqdorda spirtlarni salmog’i, cheklangan ehtiyojli ikkilamchi spirtlarni hosil bo’lishidir.
Faqat so’ngi yillarda neftkimyo sanoati tomonidan olefinlarni yuqori tozalik darajasida olish usullari (parafinlarni krengi va degidrogenlash, olefinlarni polimerizatsiyasi) ishlab chiqildi. Boshqa tomondan esa ikkilamchi yuqori yog’ spirtlariga ehtiyoj vujudaga keldi.
Olefinlarni gidrotatsiyasi jarayoni bosqichlari
Olefinlarni gidrotatsiyasi qaytar jarayon bo’lib, ikki bosqichda boradi:

1. 
   Sulfat kislota bilan olefinlarni absorbsiyasi;
   
2. 
   Alkilsulfatlarni gidrolizi:
   

Dialkilsulfat sulfat kislota bilan reaksiyaga kirishib alkilsulfat hosil qilishi mumkin:

Kislotani olefin bilan to’yinish darajasi qancha yuqori bo’lsa, reaksion aralashmada dialkilsulfatlar shuncha kam bo’ladi.
Olefinlarni gidrotatsiya reaksiyasida kislotalarni katalitik ta’siri alkilsulfatlarni hosil bo’lishi bilan bog’liq, shuning uchun reaksiyani temperatura chegarasi olefinlarni xili va tuzilishiga, ularni sulfat kislota bilan reaksiyaga kirishish qobiliyatiga bog’liqdir. Gaz holatidagi olefinlardan etilen sulfat kislota bilan eng qiyin reaksiyaga kirishadi, butilen va propilen yengilroq, izobutilen eng yengil reaksiyaga kirishadi.
Sulfatlash reaksiyasi sharoitlarini tanlash, nafaqat olefinlarni sulfat kislotaga absorbsiyasi tezligi bilan, yonaki reaksiya – olefinlarni polimerizatsiyasini davom etishi bilan ham o’zaro bog’liqdir.
Boshqa ahamiyatli ko’rsatkich olefinni sulfat kislotasi bilan to’yinish darajasidir. Mono- va dialkilsulfatlarni miqdori unga bog’liqdir. Olefin ortiqcha olinsa dialkilsulfat miqdori ortadi, biroq kislota sarfi pasayadi. Bu ahamiyatlidir, chunki sulfat kislota gidrolizdan so’ng suyulgan holda hosil bo’ladi va uni sarfini kamaytirish ishlab chiqarish iqtisodiyotida o’z aksini topadi. Shu bois sulfat kislota va olefin nisbati odatda 1:1,2/1,3 qilib olinadi.
Olefinlarning sulfat kislotaga absorbsiyasini tezligi bosimga bog’liq.60-70% propilen saqlovchi propan propilen fraksiyasi ishlatilganda bosim 8-10 at bo’ladi. Bosim propilenni sulfat kislotaga yutilish tezligini oshishiga yordam beradi. Absorbsiya vaqti 2,5 soat.

3. 
   Spirtlarni olish jarayonining 2-bosqichi alkil (I) va dialkilsulfatlar (II)ni gidrolizidir. Gidrolizda quyidagi reaksiya ketadi:
   

Gidroliz jarayoni 4-5 at bosimda va 92-95ºC temperaturada olib boriladi. Efirni salmog’ni kamaytirish uchun gidrolizni imkoniyat boricha tez o’tkaziladi va hosil bo’lgan spirtni aralashmadan tezda haydaladi (uni eritmadagi konsentratsiyasi ko’p bo’lmasligi uchun). Boshqacha bajarish ham mumkin: reaksion aralashma suv bilan suyultirilib, sulfat kislota va alkilsulfatlar eritmaga o’tkaziladi, dialkilsulfat esa pastki qatlam holida ajratiladi. Spirtni salmog’i 96-97%. Oddiy efir 1-2% miqdorda hosil bo’ladi.
Sulfat kislota bilan gidratatsiya jarayonini kamchiligi sifatida jarayonda sulfat kislotaning katta hajmlari ishtirokini, uni suyulishi va bug’latish zaruratini, apparaturani korroziyasi hamda zavod qurilishida capital sarf xarajatlar bilan bog’liq bo’lgan kata hajmdagi suyuqliklarni nasos yordamida bir joydan boshqa joyga o’tkazish zaruratini taqozo qiladi.
Olefinlarni sulfat kislota yordamida gidratatsiya qilish jarayoni reaksiyani to’g’ridan to’g’ri gidratatsiyada o’rinli bo’lgan konsentrlangan olefinlar (tozalik darajasi 95-98%) bilan emas, olefinlarni o’zida 30-50% saqlagan olefin fraksiyalari bilan olib borishga imkoniyat beradi.
Kapital qurilishga ajratilgan mablag’ va mahsulotni tannarxi bo’yicha olefinlarni sulfat kislota yordamida va to’g’ridan to’g’ri gidratatsiya qilish usullari deyarli bir xildir.


Xulosa
Xulosa qilib shuni aytish mumkinki to’g’ridan –to’g’ri gidratatsiya usuli o’ta istiqbolli, uning keyingi mukamallashtirilishi eng ko’proq aktiv katalizatorni tanlab olish bilan suyuq fazada gidratatsiya jarayonini olib boorish yo’llarini qidirib topish yo’llari bilan bog’liqdir; shu bilan birga jarayon temperaturasini pasaytirish va propilen konversiyasini oshirish mumkin bo’ladi. To’g’ridan –to’g’ri gidratatsiya usuli katta quvvatli qurilmalar yaratish imkonini beradi.
To’g’ridan –to’g’ri gidratatsiya usulining kamchiligi – katlizatorni tez-tez almashtirilishi va qimmatroq konsentrlangan propilen fraksiyasini ishlatilishidir. Shu sababli sanoatda ikki usul mavjuddir. AQSHda olefinlarni gidratatsiya qilishda sulfat kislota usuli qo’llaniladi. Hamdo’stlik mamlakatlarida to’g’ridan –to’g’ri gidratatsiya yo’li bilan etil spirti, sulfat kislota usuli bilan esa izopropil spirti olinadi.
Sulfat kislota bilan gidratatsiya jarayonini kamchiligi sifatida jarayonda sulfat kislotaning katta hajmlari ishtirokini, uni suyulishi va bug’latish zaruratini, apparaturani korroziyasi hamda zavod qurilishida capital sarf xarajatlar bilan bog’liq bo’lgan kata hajmdagi suyuqliklarni nasos yordamida bir joydan boshqa joyga o’tkazish zaruratini taqozo qiladi.
Olefinlarni sulfat kislota yordamida gidratatsiya qilish jarayoni reaksiyani to’g’ridan to’g’ri gidratatsiyada o’rinli bo’lgan konsentrlangan olefinlar (tozalik darajasi 95-98%) bilan emas, olefinlarni o’zida 30-50% saqlagan olefin fraksiyalari bilan olib borishga imkoniyat beradi.
Kapital qurilishga ajratilgan mablag’ va mahsulotni tannarxi bo’yicha olefinlarni sulfat kislota yordamida va to’g’ridan to’g’ri gidratatsiya qilish usullari deyarli bir xildir.