Şə
kil 5.18. Xlorid turşusunun istehsalı prosesinin texnoloji
sxemi:
1 – ikikonuslu soba; 2 – borulu hava soyuducusu; 3 – su
soyuducusu; 4 – adiabatik absorbsiya qüll
əsi; 5 – qrafit
soyuducu; 6 – tutum; 7 – sanitar qüll
əsi; 8 – lampa; I – hidrogen;
II – xlor; III – su; IV – buxar; V – hazır m
əhsul, 31% - li xlorid
tur
şusu; VI – 1-1,5% - li xlorid turşusu; VII – atmosferə atılan
qazlar.
N.Ə.Səlimova, B.Ş.Şahpələngova
158
5.5.2. Hidrogenxloridin ən ixtisaslaşmış tətbiqi
və emal istiqamətləri
Xlor kimya s
ənayesində qiymətli bir xammaldır. Ondan
müxt
əlif növ kimya məhsullarının alınmasında istifadə olunur.
Lakin eyni zamanda xlor v
ə onun birləşmələri güclü toksiki
xass
əyə malikdirlər. Odur ki, onların ətraf mühitə atılması ciddi
reqlamentl
əşdirilməlidir. Sintetik xlorid turşusu quru
hidrogenxloridin su il
ə absorbsiyasından alınır. Qazların
t
əmizlənməsi, yaxud sənaye tullantılarından hidrogen xloridin
ayrılması v
ə utilizasiyasının dəqiq istiqamətinin seçilməsi
konkret variantların texniki-iqtisadi c
əhətdən müqayisəsi ilə
h
əll edilir. Bir çox istehsal prosesləri üçün xarakterik olan
s
ənaye tullantıları kimi çıxan qazların və ventilyasiya
tullantılarının hidrogenxloridd
ən təmizlənməsi üçün mövcud
olan texnoloji prosesl
ərdən əksəriyyəti absorbsiya və
adsorbsiya üsullarına
əsaslanır.
Ümumiyy
ətlə götürdükdə bütün xlorlaşma proseslərində
çoxlu miqdarda hidrogenxlorid ayrılır. Xlor üzvi sintez
prosesl
ərinin əsas xüsusiyyətlərindən biri ondan ibarətdir ki,
burada istifad
ə olunan xlorun 50%-i hidrogenxloridə çevrilir.
Bu prosesl
ərə metanın və onun törəmələrinin əvəzedici xlorlaş-
ması prosesl
əri daxildir. Polixloralkanların dehidroxlorlaşması
v
ə ya onların tamamilə xlorkarbonlara xlorlaşması prosesləri də
hidrogenxloridin
əmələ gəlmə mənbəyinə aiddir. Digər tərəfdən
qliserinin xlorüzvi yarımm
əhsullarının iştirakı ilə bir sıra
detergentl
ərin və digər flüor və silisium üzvi birləşmələrin
alınmasında da çoxlu miqdarda hidrogenxlorid ayrılır. Burada
dem
ək olar ki, bütün ilkin xlor və xammal hidrogenxloridə
çevrilir. Buradan görünür ki,
əlavə alınan hidrogenxloridin
s
ənaye qazlarının tərkibindən ayrılması və onun səmərəli
istifad
ə olunması problemi çox aktual və vacib məsələlərdəndir.
Bu problemin birinci h
əlli onun məqsədyönlü emalı ilə yenidən
xlorun alınması prosesind
ə istifadəsindən ibarətdir. Bu halda
Ümumi kimya texnologiyası
159
defisit olan xlora q
ənaət edilir. Digər tərəfdən yan məhsul kimi
alınan hidrogenxloridin s
əmərəli istifadəsi ümumilikdə xlor
s
ənayesinin inkişafına təkan ola bilər. Hidrogenxloridin xlorid
tur
şusu kimi xalq təsərrüfatında və digər kimya sənaye
sah
ələrində tətbiqi çox məhduddur.
Bel
əliklə, yan məhsul kimi alınan hidrogenxloridə tələbat
o q
ədər də böyük deyildir. Bu da onun asan daşınıla bilən
olmaması il
ə izah olunur, həm də tara və avadanlıqların
korroziyadan mühafiz
əsi də nəzərə alınmalıdır. Xlorid turşusu
b
əzi hallarda, məsələn, oduncağın hidrolizi və metalların
kimy
əvi üsulla təmizlənməsi proseslərində sulfat turşusunu
əvəz edə bilər. Xlorid turşusunun qatılaşdırılması – mühüm
utilizasiya üsullarından hesab olunur, lakin bu halda alınan qatı
xlorid tur
şusu üzvi qarışıqlarla çirklənmiş olduğundan onun
t
ətbiqi məhdudlaşmış olur. Hidrogenxloridin ən ixtisaslaşmış
t
ətbiqi onun kimyəvi emalı ilə aşağıda göstərilən 3 istiqamətdə
mümkündür:
1.Hidrogenxloridin oksidl
əşməsi ilə xlorun alınması;
2.Doymamı
ş birləşmələrin hidroxlorlaşma prosesinin
aparılması;
3.Karbohidrogenl
ərin oksidləşdirici xlorlaşması.
Müasir dövrd
ə vinilxloridin kombinə olunmuş üsulla
alınması prosesi m
əhz hidrogenxloridin utilizə olunmasına
əsaslanır. Bu halda etilenin xlorlaşması ilə dixloretan, sonra
dixloretanın pirolizi il
ə vinilxlorid və hidrogenxlorid alınır.
Alınan hidrogenxloridin asetilen il
ə qarşılıqlı təsirindən isə
vinilxlorid sintez olunur:
C
2
H
4
+ CI
2
→
C
2
H
4
CI
2
.....(5.44)
C
2
H
4
CI
2
→
C
2
H
3
CI + HCI .......(5.45)
_________________________
C
2
H
4
+ CI
2
+ C
2
H
2
→
2C
2
H
3
CI .......(5.46)
Bu cür prosesl
ərdə ucuz yan məhsul olan hidro-
genxloridd
ən istifadə alınan vinilxlorid qətranının ucuzlaşma-
N.Ə.Səlimova, B.Ş.Şahpələngova
160
sına s
əbəb olur. Hidrogenxloriddən oksidləşdirici xlorlaşma
prosesl
ərində istifadə olunması həm hidrogenxloridin oksidləş-
m
ə, həm də xlor qazlarının qatılaşdırılması proseslərini ixtisar
edir v
ə eyni zamanda da prosesin termodinamiki və kinetiki
xüsusiyy
ətlərini yaxşılaşdırır.
Vinilxloridin balansla
şdırılmış sxem üzrə alınması:
C
2
H
4
+ CI
2
→
C
2
H
4
CI
2
→
C
2
H
3
CI + HCI ...(5.47)
C
2
H
4
+ 2HCI + ½ O
2
→
C
2
H
4
CI
2
+ H
2
O ....(5.48)
v
ə ya cəmi:
C
2
H
4
+ CI
2
+ ½ O
2
→
C
2
H
3
CI + H
2
O ......(5.49)
Bu proses s
ənayedə çox geniş tətbiq olunur. Son
dövrl
ərdə bir sıra potentlərdə qatı sulu katalizator məhlullarının
(CuCI
2
, FeCI
2
) i
ştirakı ilə 180
0
C – d
ə, 2,0 MPa təzyiq altında
aparılan oksidl
əşdirici xlorlaşdırma prosesləri haqqında
m
əlumatlar verilmişdir. Bu proseslərin üstün cəhəti ondan
ibar
ətdir ki, burada suyun buxarlanması ilə ekzotermiki
reaksiya
istiliyi
sistemd
ən çıxarılır, prosesdə tullantı
hidrogenxlorid istifad
ə olunur. Quru hidrogenxloriddən istifadə
olundu
ğundan avadanlıqların korroziyası da baş vermir.
S
ənaye qazlarının tərkibindən hidrogenxloridin ayrılması
əsasən su və ya qələvi məhlullarının absorbsiyası ilə həyata
keçirilir. Burada
əsas problem avadanlıqların korroziyaya
u
ğramasıdır. Buna görə də avadanlıq və aparatların tez-tez
d
əyişdirilməsi, yaxud onların daha bahalı materiallardan
hazırlanmasının vacibliyi ortaya çıxır. Bu c
əhətdən absorbsiya
prosesi kaustik soda m
əhlulu ilə aparılarsa daha məqsədəuyğun
olar. Dig
ər tərəfdən hidrogenxloridin tam absorbsiya olunması
absorberin qurulu
şundan da asılıdır. Bunu nəzərə alaraq,
absorberl
ərin düzgün seçilməsi problemini də həll etmək
lazımdır. Çıxan qazların t
ərkibində hidrogenxloridin qalıq
miqdarı 30 mq/m
3
– d
ən artıq olmamalıdır. Bu cür halda
atmosferin mühafiz
əsi tam təmin oluna bilər.
Ümumi kimya texnologiyası
161
6. Üzvi maddələrin kimyəvi texnologiyası
6.1. İzoprenin istehsal texnologiyası
Sintetik kauçuk istehsalı üçün monomer alınmasının
ən geniş yayılmış sənaye üsulları dehidrogenləşmə
reaksiyalarına
əsaslanır. Bu üsulla divinil, izobutilen, stirol,
α
-
metilstirol, izopren alınır.
İzopren ümumi və xüsusi təyinatlı sintetik kauçuk və
plastik kütl
ələrin istehsalında mühüm əhəmiyyəti olan
monomerl
ərdən biridir. Onun əsasında poliizopren kauçukları
alınır ki, o da xalq t
əsərrüfatının müxtəlif sahələrində geniş
istifad
ə olunur.
Hal – hazırda uzun müdd
ətli elmi tədqiqat işləri
n
əticəsində kimyaçılar izoprenin alınması üçün çox sayda
reaksiya i
şləyib hazırlamışlar. Lakin bunların çox az hissəsi
s
ənaye miqyasında tətbiq sahəsi tapmışdır. İzoprenin alınma
üsulunu istifad
ə olunan xammala görə bir neçə yerə bölmək
olar:
-
İzoprenin izopentan və izoamilenlərin katalitik
dehidrogenl
əşdirilməsi üsulu ilə alınması;
-
İzoprenin propilendən alınması;
-
İzoprenin asetilen və asetondan alınması;
-
İzoprenin izobutilen və formaldehiddən alınması.
Müasir dövrd
ə izopreni sənaye miqyasında əsasən neft
m
əhsullarının katalitik krekinqi və pirolizindən alınan
izopentanlar v
ə amilenlər fraksiyasından birbaşa və ya 2 mər-
h
ələli dehidrogenləşdirilmə yolu ilə alırlar. Bundan başqa
izopreni neftin maye m
əhsullarının C
5
fraksiyasının t
ərkibin-
d
ən də ayırmaq olar. Digər tərəfdən səmt qazlarının tərkibin-
d
ən ayrılan izopentan fraksiyasının dehidrogenləşdirilməsi
yolu il
ə də izopren almaq olar.
Ümumiyy
ətlə, izoprenin tətbiq sahəsi çox müxtəlifdir.
Sintetik kauçuk v
ə lateks istehsalı sahəsindən başqa izopren
N.Ə.Səlimova, B.Ş.Şahpələngova
162
h
əm də plastik kütlələr və üzvi sintez istehsalı proseslərində də
geni
ş tətbiq sahəsi tapmışdır. Pentan və amilenlərin qeyri
m
əhdud ehtiyatlarının olması sintetik kauçuk sənayesi üçün
geni
ş perspektivlər açır.
İzoprenin aşağı molekullu polimerləri (molekula çəkisi
≈
1500) özlülü maye olub çox yüks
ək dielektrik, termiki və
n
əmliyə qarşı çox davamlı xassələrə malikdir. Sintetik kauçuk
v
ə lateks istehsalı sahələrindən başqa izopren, həm də plastik
kütl
ələr istehsalında tətbiq olunaraq, çox geniş çeşiddə plastik
kütl
ələrin alınmasında monomer kimi istifadə edilmişdir.
İzoprenin tətbiq sahəsinin yüksək sürətlə artması bu monome-
rin istehsalı prosesinin daha da t
əkmilləşdirilərək genişləndiril-
m
əsinin vacibliyini bir daha sübut edir.
İzopren kauçukları ümumi təyinatlı kauçuklar sinifinə aid
edilir. Dünya miqyasında izopren kauçukları h
əcminə görə an-
caq butadien-stirol kauçuklarından geri qalır.
6.1.1. Xammal və alınan məhsulların seçilib
ə
saslandırılması
İzopren istehsalı prosesində əsas xammal izopentan –
amilen fraksiyası,
əsas məhsul isə izopren hesab olunur. Odur
ki, xammal v
ə alınan məhsulun seçilib əsaslandırılası vacib
m
əsələlərdən hesab olunur.
İ
zopentan – izoamilenlərin xassələri və əsas alınma
üsulları
İzopren istehsalında xammal kimi əsasən izopentan –
amilen fraksiyası istifad
ə olunur. Pentan metan sırası
karbohidrogenl
ərə aid olub nisbi sıxlığı 0,626 q/sm
2
, qaynama
temperaturu 36,07
0
C, 20
0
C temperaturda buxar t
əzyiqi
420,2mm.cv.st., suda h
əllolması 0,0006 sm
3
/sm
3
(16
0
C
temperaturda), sındırma
əmsalı
3575
,
1
20
=
D
n
-dir. Hava il
ə
partlayı
ş həddi 1,45
–
7,5% v
ə ya 41
–
240 q/m
3
–dir. Kimy
əvi
Ümumi kimya texnologiyası
163
c
əhətdən üzvi birləşmələr içərisində nisbətən inertdir, eyni
zamanda güclü narkotik xass
ə daşıyır. Bir sıra parafin
karbohidrogenl
ərinin
fiziki
xass
ələri
c
ədvəl
6.1
–
d
ə
göst
ərilmişdir.
Cədvəl 6.1
Bir sıra doymamış karbohidrogenlərin fiziki xassələri
Adı
Nisbi sıxlı
ğı,
20
4
d
Qaynama
temperaturu,
0
C
Sındırma
əmsalı,
t
D
n
Butilenl
ər
0,631
-10
-6
1,3792
Penten-1
0,641
30-31
1,3748
Penten-2
0,650
36,4
1,3828(sis-)
2-metil buten-2
0,662
28,4
1,3878
2-metil buten-1
0,650
31,5
1,3778
Heksen-1
0,673
63,5
1,3877
2,3 dimetilbuten
0,6817
61,5-62,0
1,4622
Olefin karbohidrogenl
əri etilendən butilenə kimi qaz
halındadır. Pentan v
ə pentenlərin qaynama temperaturları bir-
birl
ərinə çox yaxındır. Odur ki, onların ayrılması üçün adi
rektifikasiya
prosesi
kifay
ət deyildir. Penten-1-in
(
3
2
2
2
CH
CH
CH
CH
CH
−
−
−
=
) kondensl
əşmə temperaturu –
6,3
0
C, kritik temperaturu 146,2
0
C, kritik t
əzyiqi 3,89 MPa olub,
hava il
ə partlayış təhlükəli qarışığı 1,6
÷
9,4 (h
əcm.% ilə)
nisb
ətində yaranır. Penten-2 – (
3
2
3
CH
CH
CH
CH
CH
−
−
=
−
),
kondensl
əşmə temperaturu +3,7
0
C, kritik temperaturu 157
0
C,
kritik t
əzyiqi 4,02 MPa, hava ilə partlayış təhlükəli qarışığı
1,6
÷
9,4 (h
əcm.% ilə) nisbətində yaranır. 2 metil buten – 2-nin
qaynama temperaturu +28,4
0
C.
İzoprenin istehsalı prosesində
istifad
ə olunan əsas xammal alkenlər sinifinə aid olan
izoamilenl
ərdir. Təbiətdə alkenlər alkanlara nəzərən daha az
miqdarda rast g
əlinir. Bu alkenlərin yüksək reaksiya qabiliyyəti
N.Ə.Səlimova, B.Ş.Şahpələngova
164
il
ə əlaqədardır. Odur ki, alkenləri müxtəlif reaksiyalarla
alırlar:
1. Alkanların krekinqi il
ə:
M
əsələn:
2
2
2
2
H
H
C
H
C
n
n
n
n
+
→
+
.............(6.1)
2.
Q
ələvilərin
spirtli
m
əhlullarının
t
əsiri
il
ə
monohallogenalkanların dehidrohallogenl
əşdirilməsi ilə;
O
H
NaCI
H
C
CI
H
C
n
n
spirt
NaOH
n
n
2
2
)
(
1
2
+
+
→
+
.......(6.2)
3. 150
0
C temperaturda suuducu reagentl
ərin iştirakı ilə
spirtl
ərin dehidratasiyası ilə; Dehidrohallogenləşmə və
dehidratasiya reaksiyalarında hidrogen atomu
ən az hidrogeni
olan karbon atomundan qoparılır.
O
H
H
C
OH
H
C
n
n
SO
H
n
n
2
2
1
2
4
2
+
→
+
........(6.3)
4. Qon
şu karbon atomlarında hallogen atomu olan dihal-
logenalkanların aktiv metalların t
əsiri ilə dehallogenləşməsi
üsulu il
ə;
3
2
2
2
3
2
2
2
2
CH
CH
CH
CH
CH
Zn
CH
CH
CH
CHCI
CI
CH
ZnCI
−
−
−
=
→
+
−
−
−
−
−
.................(6.4)
5. Alkanların 500
0
С temperaturda dehidrogenləşdirilməsi
üsulu il
ə;
Alkenl
ər polimer materialların (plastmas, kauçuk və
plyonkalar) alınmasında istifad
ə olunur: propilen (propen)
3
2
CH
CH
CH
−
=
v
ə butilenlər (buten-1 və buten-2) əsasən
spirtl
ər və polimerlərin alınmasında istifadə olunur.
İzopentenlər
(2-metilbuten)
3
2
3
2
)
(
CH
CH
CH
C
CH
−
−
=
sintetik kauçuk monomerl
ərinin istehsalında istifadə olunur.
6.1.2. İzoprenin xassələri və əsas alınma üsulları
İzopentenlərin dehidrogenləşdirilməsi prosesinin əsas
m
əhsulu 2 – metil butadien –1,3 və ya izoprendir. İzopren
butadien –1,3 molekulunda ikinci karbon atomunda olan
Ümumi kimya texnologiyası
165
hidrogen atomunun metil qrupu il
ə əvəz olunmasından alınan
butadien homoloqudur.
İzopren –
2
3
2
)
(
CH
CH
CH
C
CH
=
−
=
,
ümumi formulu
С
n
H
2n-2
, molekulunda iki ikiqat rabit
əsi olan,
doymamı
ş alifatik karbohidrogenlər – alkadienlər sinifinə
aiddir, molekul kütl
əsi 68,09, qaynama temperaturu –
(+34,07
0
C),
ərimə temperaturu – (-146,1
0
C), sıxlı
ğı (maye
halda) – 0,681q/sm
3
, sındırma
əmsalı -
20
D
n
=1,4206, buxar-
lanma istiliyi – 6,7 kkal/q,
ərimə istiliyi – 16,8 kal/q, polimer-
l
əşmə istiliyi – 17,9 kkal/mol, sıxılma istiliyi – 11089 kkal/q
olan adi
şəraitdə rəngsiz qazdır, hava ilə partlayış təhlükəli
qarı
şığı 1,66
÷
11,5% (h
əcm, % ilə) nisbətində yaranır. İzopren
divinild
ən 2,5 dəfə artıq toksiki xassəli olub narkotik təsirə
malikdir. Onun buxarlarının havada buraxıla bil
ən qatılıq həddi
40 mq/m
3
q
əbul edilmişdir. Alkadienlərin kimyəvi xassələri
ikiqat rabit
ələrin vəziyyətindən asılıdır. Tərkibində iki ədəd
ikiqat rabit
əsi olan dien karbohidrogenləri (əsasən divinil,
izopren v
ə dimetilbutadien) polimerləşmə xassəsinə malik olub,
xass
əcə təbii kauçuka oxşar məhsullar əmələ gətirirlər. Bəzi
dien karbohidrogenl
ərinin fiziki xassələri cədvəl 6.2-də
göst
ərilmişdir.
Cədvəl 6.2
Bəzi dien karbohidrogenlərinin fiziki xassələri.
Adı
Nisbi sıxlı
ğı,
20
4
d
Qaynama
temperaturu,
0
C
Allen (propadien)
0,662
-34,3
– 34,0
Butadien -1,3
0,650
-6
– 4,5
Piperilen (pentadien 1,3) 0,676–0,691
42,03 – 44,07
İzopren
0,691
34,08
Dimetilbutadien -1,3
0,7262
68,5 – 68,7
N.Ə.Səlimova, B.Ş.Şahpələngova
166
Dien karbohidrogenlərinin toksikoloji xassələri: Nar-
kotik xass
ə təsirinə görə müvafiq olefin karbohidrogenlərinə
n
əzərən daha güclü təsir göstərir. Molekulunda karbon atomla-
rının sayı artdıqca narkotik t
əsiri artır, zəncir şaxələndikcə təsir
azalır. Dien karbohidrogenl
ərinin qaz və ya buxar halında selik-
li qi
şaya olan təsiri müvafiq parafin və olefin karbohidro-
genl
ərinə nəzərən daha güclüdür. Xroniki zəhərlənmə zamanı
dien karbohidrogenl
əri parenximatoz orqanların hemodinamiki
v
ə distrofizik dəyişikliyə məruz qalmasına səbəb olur. İzop-
renin doydurulmu
ş qatılığı – 2048 mq/l (20
0
C), iyi 0,01 mq/l
miqdarında hiss olunur.
İzopren istehsalı qurğusunda çalışan iş-
çil
ər A markalı filtrləyici sənaye əlehqazlarından istifadə etmə-
lidirl
ər. Dien karbohidrogenlərinin yüksək qatılığında isə izolə-
edici
şlanqlı əlehqazlardan istifadə olunmalıdır.
İ
zoprenin alınma üsulları –
İzopren ilk dəfə 1860-cı ildə
ingilis kimyaçısı Vilyams t
ərəfindən təbii kauçukun destruktiv
pirolizi il
ə alınan parçalanma məhsullarından ayrılmışdır. 1984-
cü ild
ə Tilden izopreni terpentin yağının pirolizi ilə almış və
onun qurulu
şunu vermişdir. Bundan sonra izoprenin təbii
kauçukun
əsas strukturuna oxşar olduğu məlum oldu və buna
gör
ə də bu sahədə tədqiqat işləri sürətlə aparılmağa başlandı.
İkinci dünya müharibəsi dövründə ABŞ-da terpenlərin pirolizi
yolu il
ə izopren alınmağa başlandı. Xammal kimi şam qətranın-
dan alınan, t
ərkibində 98% C
10
H
16
terpen karbohidrogenl
əri
olan izoprenin tsiklik dileri olan skipidardan istifad
ə olunurdu.
Terpenl
ərin pirolizi zamanı terpenlər depolimerləşərək izoprenə
çevrilmi
şlər. Bu halda izopren nisbətən az çıxım və az qatılıqda
alınmı
şdır. Terpenlərin ehtiyatları çox məhdud olduğuna görə
sonralar izoprenin neft xammallarından daha effektiv sintez
üsulları i
şlənib hazırlanmağa başlandı. İzoprenin çoxsaylı alın-
ma üsullarından a
şağıda göstərilən 4 üsulu sənaye miqyasında
t
ətbiq olunur:
1)
İzobutilenin formaldehidlə kondensləşməsi üsulu ilə
izoprenin alınması;
Ümumi kimya texnologiyası
167
2)
İzopentanın ikimərhələli katalitik dehidrogenləşdiril-
m
əsi ilə izoprenin alınması;
3)
İzoamilenlərin katalitik dehidrogenləşdirilməsi ilə
izoprenin alınması;
4) Propilenin dimerl
əşməsi və sonra da alınan metilpen-
tenl
ərin demetanlaşdırılması ilə izoprenin alınması.
Xarici ölk
ələrdə sənaye miqyasında izoprenin əsasən 2
alınma üsulu t
ətbiq olunur: izoamilenlərin dehidrogenləşdiril-
m
əsi və propilenin dimerləşməsi.
Dostları ilə paylaş: |