uchun CO va N2 gazlarining 1:4 dan 1:8 gacha nisbatdagi aralashmasi olinadi. Jarayon 20—35 MPa bosimda 370—420°C haroratda rux- xromli katalizator ishtirokida olib boriladi. Metanolning unumi unchalik katta emas, shuning uchun sintez dastlabki gazlar aralashmasini ko‘p marta aylantirish (sirkulyatsiyalash) bilan amalga oshiriladi. Bosimning kamayishi yoki haroratning optimal qiymatidan ortishi metan, formaldegid, dimetil efir va yuqori spirtlar kabi qo‘shimcha mahsulotlar hosil bo'lishga olib keladi.
C0+3H2^CH4+H20+209 kJ 2C0+2H2<=*CH4+C02+252 kJ C0+H2^CH20+8,4kJ CH30H+nC0+2nH2->CH3(CH2)n0H+nH20
>
2CH3OH<
CH30CH3+H20
С
V''
Н3ОН+Н2^СН4+ Н20
Reaksiya jarayonida metanolning hosil bo‘lishi reaksion aralashma hajmining kamayishi bilan boradi, shuning uchun Le-Shatele prinsipiga muvofiq sistemada bosimning ortishi muvozanatning spirt hosil bo‘lishi tomonga siljishga hamda qo'shimcha reaksiyalaming borishini kamayishiga olib keladi. Reaksiya ekzotermik bo‘lganligidan haroratning ko‘tarilishi muvozanatni chapga siljitadi va sintez-gazning metanolga aylanish darajasini kamaytirad^hu bilan bir qatorda past
h
10 20 30 Bosim, MPa
40
102- rasm. Reaksion aralashmada metanolning muvozanat ulushining (miqdorining) bosim va haroratga bog‘liqligi.
aroratda muvozanat metanol hosil bo‘lishi tomonga kuchli siljiydi, ammo metanolning sintezlanish tezligi juda sust bo‘ladi hamda bunday sharoitda sintezni tezlatuvchi katalizator ham hozircha ma’lum emas. Shuning uchun ham sanoatda jarayon juda kichik harorat (20- 30°C) intervaliga olib boriladi.
Metanol unumining harorat va bosimga bog‘liqligini 102- rasmda ko'rish mumkin.
Sanoatda gazlar aralashmasini siqish uchun zarur bo‘ladigan energiya sarfiyotini kamaytirish uchun jarayon odatda 20-35 MPa bosimida olib boriladi. Amalda eng optimal sharoit yaratilganida ham gazlar aralashmasida reaktor orqali bir marta o‘tganida hosil bo‘ladigan metanolning unumi 5-20 % bo‘ladi. Shu boisdan dastlabki gazlar aralashmasida hosil bo‘lgan metanol ajratib olinib, reaksiyaga kirishmay qolgan gazlar yana qayta reaktorga kiritiladi, ya’ni bir necha bor sirkulyatsiya qilinadi, unum 84-87% ga chiqariladi. vJ>anoatda ikki xil katolizatordan foydalaniladi: 1) rux-xromli (8Zn0 Cr203 Cr03), u yuqori haroratga, kontakt zaharlariga chidamli, zaharlanganda ham yana qayta aktivlash mumkin, oson regeneratsiyalanadi, selektivligi yuqori. Buning uchun optimal sharoit 370-400°C va 25-30 MPa bosim; 2) mis katalizatori aktivligi juda yuqori, ammo kontakt zaharlariga va yuqori haroratga chidamsiz, qaytmas holda zaharlanadi. Shuning uchun ham 300°C va 15 MPa bosimda foydalaniladilar.
. Rossiya FA neft kimyo sintezi instititida o‘tkazilgan tekshiruvlar sintez reaksiyasi yuqoridagidan boshqa tartibda borishini ko‘rsatdi.
C02+3H2—> CH30H+H20. Lekin nima uchun metanol CO va H2 dan (sintez gazdan) olinadi? Gap shundaki, sintez gazda doimo C02 va suv bug‘larining aralashmasini (5 % gacha) bo'ladi. Bu miqdor reaksiya boshlanishi uchun kifoyadir. Metanol sintezida katalizatorlar ta’sirida uglerod (II) - oksid suv bug‘i kislorodi hisobga uglerod (IV) - oksidgacha oksidlanadi (busiz jarayon ketmas edi). _ '^.Metanol rangsiz suyuqlik 64,7°C da qaynaydi, suvda cheksiz eriydi, organik erituvchilar bilan istagancha aralashadi, o‘ta zaharli,
10 ml ichilsa ko‘r qiladi, 30 ml o‘limga olib keladi.
Dunyoda metanol ishlab chiqarishning yillik o‘sishi 15 % ni tashkil etadi. Vaholanki, 1970- yillarda metanolga kam ishlatiladigan mahsulot deb qaralgan. Undan formaldegid, dimetiltereftalat, metilamin, dimetisulfat, dimetilformamid, melamin, metilatsetat, metilakrilat, metilmetakrilat, yuqori molekular spirtlar va boshqa ayrim mahsulotlar olingan. ‘Endilikda metanoldan feenzin, dizel yoqilg‘isining yengil fraksialari, sirka kislota va sirka aldegid, olefinlar, etilen va propilen, etilenglikol, vinilsateat etilbenzol, stirol kabi ko‘p tonnali mahsulotlarni olish jarayonlari ishlab chiqilgan., Metanol
oziq-ovqat mahsulotlari uchun xomashyo bo‘lib qoldi va yaqin kelajakda kimyo sanoatining eng muhim mahsuloti bo‘lib qoladi.
2000- yilga kelib faqatgina AQShning o‘zida 150 mln tonnadan ortiqroq metanol ishlab chiqarildi. Metanol ishlab chiqarishning texnologik sxemasi 103- rasmda keltirilgan.
Suv
4
3
/
3*C
Э-1
XL
CO+H2 I , 1—1 ■' lJI M*
^
Xom
^ ^metanol
\
yLgLkdJ
103- rasm. Uglerod (II) oksidi va vodoroddan metanol sintezi qurulmasining sxemasi.
1 — kompressor; 2 — skrubber; 3 — aralashtirgich; 4 — filtr; 5 — issiqalmashgich; 6 — sintez kolonnasi; 7 — kondensator; 8 — separator;
9 — xom spirt yig‘gichi; 10 — sirkulyatsiya kompressori.
Oltingugurtli birikmalardan tozalangan dastlabki gazlar aralashmasi besh bosqichli kompressorda 1 dan 25 MPa gacha siqiladi. Uchin- chi va to‘rtinchi bosqichlar oralig‘ida gaz nasadkali skrubber (2) da C02 dan tozalash uchun 3 MPa bosim ostida suv bilan yuviladi. Kompressoming beshinchi bosqichidan chiqqan siqilgan gaz aralashtirgich (3)da moylardan tozalash maqsadida filtr(4)ga yuboriladi. So‘ngra gazlar aralashmasi issiq almashtirgichning (5) quvurlar oralig'idagi bo‘shlig‘i orqali o‘tkaziladi, u yerda chiqib (6) ketuvchi kontakt gazlari bilan 220°C gacha qizib sintez kolonnasiga kiradi.
Metanol sintezi kolonnaning (104- rasm) balandligi 12—18 m, ichki diametri 0,8—1,2 m, devorining qalinligi 0,04—0,1 m. Uglerod
oksidi uglerodli po‘lat bilan birikib, temir pentakarbonilini (Fe(CO)5) hosil qilib, po'latni emiradi, natijada qo‘shimcha reaksiyalar kuchayadi. Shuning uchun kolonnaning ichi va ba’zi bir qismlari qizil mis bilan qoplanadi yoki ligerlangan po'latdan yasaladi. ^ Sanoatda 2 tipdagi sintez 7 kolonnasidan foydalaniladi: l.Tokchali kolonna, bunda katalizator bir necha tokchalarga qo'yiladi va gaz tokchalar orqali o‘tadi. 2. Bir kolonnaning o‘zida katalizator qutisi, elektr qizdirgich va issiq almashtirgichlari bo‘ladi Kolonnadan chiqqan gazlar aralashmasi issiq almashtirgich quvurlari ichidan o‘tib ancha soviydi va kondensator (7) to'liq sovib hosil . bo'lgan «xom» spirt kondensatlanadi va separator (8)da reaksiyaga kirishmay
qolgan gazlardan ajralib yig‘gichga tushadi, gazlar esa kompressor orqali so'rib olinadi, aylanma gaz aralashtirgichda toza sintez gaz bilan qo‘shiladi. Shu yerda sikl qo‘shiladi.
v «Xom» spirt 92-93 % bo‘lib, tozalangach va rektifikatsiyalangach,
- 99,7 % toza metanol olinadi. 1 t. metanol olish uchun 700 m3 CO,
1400-2000 m3 H2 sarflanadi. Unum nazariy hisobning 84-87 % ni tashkil etadi. Metanol sintezi fizik-kimyoviy sharoitlari va uni amalga oshirish va texnologik rasmiylashtirilishi bilan ammiak sinteziga o‘xshaydi.\J8ftuning uchun ko'pincha har ikkalasi ham bir korxonaning o‘zida quriladi.
Etanol insoniyatga qadim zamonlardan beri ma’lum, uni XI— XII asrlardan buyon uzum vinosidan ajratib olib keladilar. 1748- yilda I. Bexer etanolni kartoshkadan ajratib olish usulini topdi. Etanol ishlab chiqarish hajmi jihatidan organik sintez mahsulotlari orasida oldingi o'rinlardan birini egallaydi. U uzoq yillar mobaynida g'alla, kartoshka, qand lavlagi kabi oziq-ovqat ashyolaridan biokimyoviy usullar yordamida olingan. 1930- yillaiga kelib yog'ochni qayta ishlash va qog‘oz sanoati chiqindilaridan sanoatda gidroliz spirti ishlab chiqarish o'zlashtirildi. Yog‘ochni kimyoviy qayta ishlash natijasida yog‘ochni qayta ishlash korxonalarida chiqindilar butunlay chiqmaydi, shu bilan birga etil spirti ishlab chiqariladi. 1 m3 yog‘och 275 kg donni yoki 700 kg kartoshkani o'rnini bosadi.
0‘zbekistonda etil spirti aynan shu usulda gidroliz zavodlarida ishlab chiqariladi. 1950- yillarga kelib uni, neftni qayta ishlash yoki pirolizning etilen fraksiyasi gazlarida sintetik yo‘l bilan ishlab chiqarish yo‘lga qo'yildi. Hoziigi davrda esa etanol uglevodorodli xomashyolardan sintezlab olinmoqda. Bu usulning naqadar ahamiyatli ekanligini quyidagi ma’lumotdan yaqqol ko‘rish mumkin. 6 tonna sulidan yoki 20 t kartoshkadan olinadigan etil spirtini 1 t etilendan sintezlash mumkin. 1955- yildan buyon texnik maqsadlar uchun ishlatiladigan spirt oziq-ovqat mahsulotlaridan olinmaydi.
Sanoatda etilenni gidratlashning sinitetik usuli ikki xil usulda amalga oshiriladi: sulfat kislotali gidratlash va bug* fazali katalitik gidratlash (katalizator yordamida suv bug‘ini etilenga to‘g‘ridan to‘g‘ri birik- tirish).
Sulfat kislotali gidratlashni A.M.Butlerov kashf etgan. Bu usulning kamchiligi, ko‘p bosqichli bo'lganligi hamda katta miqdor- dagi kislotani qayta ishlashga tozalashga to‘g‘ri kelishidadir. Shuning uchun bu usulda spirt ishlab chiqarish qisqarib bormoqda.
Dostları ilə paylaş: |