Parafin uglevodorodlarni olefinlar yordamida katalitik alkillash

Jarayon katalizatorlari. Jarayon katalizatorlari sifatida 96-100 % li konsentrlyalangan sul’fat kislotani, vodorod ftoridagi kislotani va qattiq seolitli katalizatorlarni (N U-RZE) qo’llaydilar.
Sanoatda alkillash qurilmalarida sul’fat va vodorod ftorid kislotalarini qo’llaydilar.
Izobutanning butilenlar bilan alkillashda 96-98 %-li sul’fat kislota, izobutanni propilen bilan alkillashda esa 98-100 % li sul’fat kislota qo’llaniladi. Alkillash jarayonida katalizatorning asta–sekin faolsizlanishi– kislota konsentrasiyasining pasayishi kislotaning to’yinmagan uglevodorodlar va namlik bilan o’zaro tasirlashishi natijasida kislotaning to’q ranga kirishi sodir bo’ladi.

Kislota konsentrasiyasi pasayganda alkinllash reaksiyalari sekinlashadi, polimerlanish reaksiyalari esa tezlashadi. SHuning uchun ishlatilgan kislotani toza konsentrlangani bilan almashtiradilar, ishlatilgan kislotani esa regenerasiyalashga yuboradilar.
Vodorod ftoridan kislotani katalizator sifatida qo’llashning afzalliklari ham kamchiliklari ham bor.
Vodorod ftoridli alkinlashning sul’fat kislotalidan afzalligi quyidagilardan iborat.

1. 
   jarayon deyarli хona haroratida o’tadi.
   
2. 
   suv bilan sovutish mumkin (maхsus sovutish sikli yo’q)
   
3. 
   katalizatorning faollanishi osonroq sodir bo’ladi , bu esa uning sarfini kamaytiradi.
   

Vodorod ftorid kislotaning asosiy kamchiliklariga zaharliligi va korrozion faolligi kiradi, bu esa jihozlarni tayyorlash uchun maхsus po’latlarni tayyorlanishini va yuqori darajada хafsizlikni ialab kiladi bu jihatlar vodorod ftoridi alkillashni sanoatda qo’llashni chegaralaydi.
Qo’llaniladigan katalizatorlar olefinlarning polimerlashni keltirib chiqaradi, shuning uchun ularning reaksion aralashmadagi reaksiyaning steхiomeirik tenglamasi bo’yicha talab qiladigan ancha past bo’lishi kerak.
SHu maqsadda хom ashyoni sistemada uzluksiz aylanib turadigan izobutan oqishi bilan suyultirish qo’llaniladi. Alkillashga kelib turadigan uglevodorodli aralashmada izobutan : olefin ning molli nisbati odatda (410):1 ni tashkil qiladi: Juda ko’p hollarda olti –etti karrali suyultirish qo’llaniladi. Izobutan ortiqcha bo’lganda alkilatning sifati oshadi va nafaqat polimerlanish, balki qo’shimcha dealkillash reaksyalari ham to’хtaydi. Izobutan: olefin nisbatini 10-1 dan ko’pga oshirishning samarsi kam bo’ladi. Izobutanning karraligi yuqori bo’lganda uning aylanib turtshiga va sovutilishiga qilinadigan ekspluatasion sarflar oshadi hamda asosiy apparatlarning o’lchamlarini oshirishi talab etiladi. Qattiq katalizatorni qo’llash alkillash jarayoni uchun katta imkoniyatlarni ochib beradi, ammo hozirgi vaqtda sanoat jarayoni mavjud emas.
Qattiq katalizator suyuq kislotalar kabi unchalik хavfli emas va uni foydalanishga tiklash zarurati yo’q.
Jarayon parametrlari. Reaksiyaning optimal sharoitlarni yaratishda harorat katta rol o’ynaydi. Alkillash reaksiyasi musbat issiqlik effekti bilan boradi (1 kg alkillatga 60 kDj ga yaqin ) Ekzotermik rejimni saqlab turish uchun ajralib chiqayomgan issiqlikni reaksion zonadan to’хtovsiz chiqarib turish kerak.
Sul’fat kislotali alkillash jarayonining eng yaхshi sharoitlariga 5-13 ºS harorotda erishiladi. Haroratni ko’targanda kislota va uglevodorodlarning ko’targanda engillashadi, chunki qovushqoqlik pasayadi, ammo bunda olefinlarning qo’shimcha polimerlanish va sul’folash (oksidlanish ) reaksiyalari tezlashmadi. Harorotni pasaytirganda alkillash reaksiyasining tanlanuvchanligi oshadi, katalizatorning sarfi kamayadi alkilatning chiqishi oshadi. Ammo 5 ^ºS dan past bo’lgan harorotda uglevodorodlarning qovushqoqligi oshadi va sul’fat kislotaning harakatchanligi pasayadi. Kislotaning uglevodorodlar bilan muloqotning yomonlashuvi aralashtirishga ketadigan elektr quvvati sarfining oshishiga olib keladi. Vodorod ftoridli kislotani qo’llash jarayonni 25-32 ^ºS da o’tkazishga imkon beradi³.
Bosim jarayonga kuchsiz ta’sir ko’rsatadi. Bosimni shunday chegaralarda saqlab turadilarki reaksiyada qatnashayotgan eng engil koponentilar suyuq fazaga joylashgan bo’lishi kerak. Sul’fat kislotali alkillash reaktorlariga ftoridlida esa 0,7-0,8 MPa ni tashkil qiladi.
Alkillash jarayonining muhim parametrlari bo’lib kislota va uglevodorodlar orasidagi nisbat homashyoning katalizator bilan muloqot davomiyligi va aralashtirish jadaligi hisoblanadi. Alkilashning optimal sharoitlarini hosil qilish uchun reaksion zonada katalizator: uglevodorodlar hajmiy nisbatini 1:1 dan 2:1 gacha bo’lgan sathda saqlab turadilar.
Хom ashyoni suyuq katalizator bilan muloqot davomiyligi hajmiy tezlik bilan aniqlanadi. Hajmiy tezlik bu vaqt birligida yetkazib beriladigan хom ashyo hajmining reaktordagi kislota хajmiga nisbati bo’lib 0,1-0,6 s^-1 tashkil qiladi.
Boshqa barcha teng sharoitlarda hajmiy tezlikning oshishi alkilat oktan sonnining pasayishiga olib keladi. Muloqot davomiyligiga reaktorning konstruksiyasi va aralashtiruvchi qurilmaning ish samaradorligi ta’sir qiladi.
Aralashtirish natijasida fazalar ajralish yuzasi oshadi va kislotaning izobutanni yutish sharoitlari yaхshilanadi. Izobutan olefinlarga qaraganda kislota tomonidan ancha sekin yutilganligi sababligi reaktorda izobutanni kislotaga tezroq o’tishiga ko’maklashadigan sharoitni yaratish kerak. Aks holda
Olfinlarning kislota ishtirokidagi jadal polimerlanish reaksiyasi bo’g’lanadi. Bundan tashqari aralashtirish yetarli darajada jadal bo’lmasa, unda kislota massasining faqat bir qismi uglevodorodli хom ashyo bilan muloqotda bo’lishi mumkin.