Katalitik modifikasiyalash
Yüklə 3,92 Mb. Pdf görüntüsü
|
| 18.1-jadval
Sanoatda qo’llaniladigan, yog’ bilan himoyalangan nikelli katalizatorlar to’g’risida ba’zi ma’lumotlar Markasi Firma Mamlakat Katalizatorni vazifasi N-222; H-222 Engelhard Gollandiya, AQSh Umumiy foydalanish uchun katalizatorlar. Pricat 9910 G-53 Unichema Sud-Chemie Germaniya, AQSh Germaniya, AQSh Yog’ va moylarni oziqa va texnik salomaslargacha gidrogenlash uchun N-235 Pricat 9920 G-95 K Engelhard Unichema Sud-Chemie Gollandiya, AQSh Germaniya, AQSh Germaniya, AQSh Oziqa salomasi ishlab chiqarish uchun selektiv gidrogenlash katalizatorlari SP-10 Pricat 9908 Engelhard Unichema Gollandiya, AQSh O’rtacha erish haroratiga ega qattiq 229 G-111 Sud-Chemie Germaniya, AQSh Germaniya, AQSh qondolatchilik yog’lari ishlab chiqarish uchun oltingugurtli katalizatorlar N-140 Pricat 9932 KE FC 40 Engelhard Unichema Sud-Chemie Gollandiya, AQSh Germaniya, AQSh Germaniya, AQSh Erkin yog’ kislotalari va texnik yog’larni chuqur gidrogenlash uchun katalizatorlar Yog’, moy va yog’ kislotalarini gidrogenlashda qo’llaniladigan nikel katalizatorlarning umumiy texnik tavsifi. 18.2-jadval Ko’rsatkichlar nomi Tavsif Tovar shakli Yuqori dispersli katalizatorning yuqori haroratda eruvchan yog’dagi suspenziyasi. Jigarrang yoki kulrangga moyil qora rangdagi yassi tomchi, diametri 6-12 mm, asosan 7-8 mm bo’ladi. Himoya muhiti Erish harorati 52-80 0 C bo’lgan, chuqur gidrogenlangan yog’; asosan erish harorat 65-70 0 C bo’lgan soya moyidan olingan stearin. Eltuvchi Kizelgur, amorf kremniy oksidi, alyuminiy oksidi, alyuminiy va kremniy oksidlari aralashmasi. Zarrachalar o’lchami asosi 1-10 mkm bo’ladi. Promotor, aktivator, ingibitor Magniy, sirkoniy titan oksidlari; oltingugurtning vodorodli birikmalarini nikel bilan qayta ishlab olingan nikel sulfidlari. 230 Tarkibi ,% Nikel va uning hosilalaridagi nikel 8-26: asosan 22-24 Eltuvchi 3-23 ; asosan 5-11 Promotor , aktivator, ingibitor Magniy oksidi 0-2; sirkoniy oksida 0-1; titan oksidi 0- 0,5; oltingugurt 0-1 Gidrogenlangan yog’ 55-74; asosan 60-70 Nisbatlar Nikel /eltuvchi 1-5,5; asosan 2,5-5 Nikel/nikel oksidi 0.65-0.85 ; asosan 0.7-0.8 Katalizator zarralarining o’lchami, mkm 5-15; asosan 5-7 G’ovak diametri, nm 2,5-12; asosan 3-5 Solishtirma yuzasi, m 2 /g 130-260; asosan 180-220 Hajmiy massasi , kg/m 3 650-900; asosan 700-750 Chaqnash harorati (yog’), 0 S taxminan 300 0 S Yog’ni o’z-o’zidan yonishi 340-350 0 C gacha qizdirilganda o’z-o’zidan yonmaydi (o’t olmaydi). O’z-o’zidan qizib ketishi Katalizator 24 soat davomida 140 0 C da o’z-o’zidan qizib ketmaydi. Juda kuchsiz o’z-o’zidan qizib ketish xususiyatiga ega. Barqarorligi Germetik yopilgan tarada va 30 0 C gacha haroratda ikki yil davomida o’z aktivligi va tovar shaklini saqlab qoladi. 231 Qadoqlanishi Hajmi 200 l bo’lgan, 150-160 kg katalizator solingan va germetik yopilgan bochka. Katalizatorni ajratib olish. Avtoklavdan tushayotgan salomasning tarkibida katalizator mavjudligi uchun u qora salomas deb nomlanadi. Salomas katalizatordan butunlay tozalanishi lozim. Inson organizmiga salbiy ta’siri sababli nikelning oziqaviy salomasdagi miqdori 1,5 mg/kg dan, texnik salomasda esa 20 mg/kg dan oshmasligi kerak. Nikelni maksimal darajada tozalanishi salomasni shuncha och rangda bo’lishini ta’minlaydi. Katalizator ajratib olinishidan oldin qora salomas sovitilishi kerak. Avvallari bir vaqtni o’zida salomasni sovishi uchun hamda katalizator zarralarini cho’kishi uchun xizmat qiladigan maxsus sig’imlar ishlatilgan. Ushbu usul saqlanib qolgan joylarda, tindirgichning yuqorgi qismi aylanma vodorodni tozalash sistemasiga ulanadi. Shu yo’l bilan qaynoq yog’ning havo bilan to’qnashuvi hamda vodorodning zavod binolariga kirib ketishining oldi olinadi. Issiqlikning yo’qotilishi sababli bu usulda sovitish samarasizdir. Katalizatorni ajratib olish uchun qora salomas filtrlanadi. Ishlatilgan katalizatordan metallarni ajratib olish. Filtrlash yo’li bilan salomasdan ajratib olingan, qayta ishlatiladigan katalizator tarkibi salomas va katalizator aralashmasidan iborat bo’ladi. Bu komponentlarning miqdori turli sabablarga ko’ra keng masshtabda bo’lishi mumkin. Qayta ishlanayotgan formiat katalizatori tarkibidagi yog’ miqdori 60-70 % atrofida, nikel-kizelgur katalizatori tarkibida 50 % atrofida yog’ va 8-9 % nikel bo’ladi. Keyingi holda aralashma zichligi hisoblar uchun 1250 kg/m 3 deb qabul qilish mumkin. Nazariy jihatdan tahlil qilganda, katalizatorning aktivligini yo’qolish holati, yog’da erimaydigan moddalarni katalizator aktiv markazlarni berkitib qo’yish bilan tushuniladi. Bu moddalarni katalizatordan ajratib olish yo’li bilan uni aktivligini tiklash mumkin. Hozirgi vaqtda katalizator aktivligini regenerasiyalashni bu usulidan voz kecha olmaymiz, chunki jarayon texnologiyasini ishlab chiqarish usullari yetarli 232 emas, chunki jarayon texnologiyasini ishlab chiqarish usullari yetarli emas. Katalizator aktivligini yo’qotishning yuqori holatida, undan aktiv metallar sulfat tuzlari holida ajratib olinadi, yoqimsiz iflosliklardan tozalanadi va yana katalizator tayyorlash maqsadida ishlatiladi. Shunday qilib katalizatordagi aktiv metallar regenerasiyalanadi. Ishlatilgan katalizatorlardan aktiv metallar (Ni, Cu) sulfat kislota ta’sirida ajratib olinadi, natijada ularning sulfat tuzlari hosil bo’ladi. Yog’ni sulfat kislotaning suvli eritmasi bilan namlanmasligi sababli katalizatorni qayta ishlash uzoq davom etadi, katalizatordan metallarni ajratib olish 2 faza amalga oshirish maqsadga muvofiqdir. Bunda avval asosiy yog’ ajratib olinadi, so’ngra yog’sizlantirilgan qoldiq sulfat kislota bilan ishlanadi. Shu tartibda jarayon sezilarli darajada tezlashadi. Bunda ajratib olingan yog’, ishlatilgan katalizatordan yog’ni sulfat kislota bilan to’g’ridan to’g’ri qaynatish yo’li bilan olingan yog’ga qaraganda sifatliroq bo’ladi hamda sanitar-gigiyenik sharoit ham yaxshilanadi. Hozirgi vaqtda gidrogenlash zavodlarida ishlatilgan katalizatorlarni erituvchilar bilan to’liq yog’sizlantirish qator sabablarga ko’ra qo’llanilmaydi. Ishlatilgan katalizatordan yog’ning ko’p qismini avtoklavlarda 105-107 ˚C haroratda, elektrolitning suvli eritmasi bilan ajratib olinadi. Buning uchun germetik berkiladigan, 6 m 3 hajmli, berk bug’ uchun zmeyevikga va minutiga 50-60 marta aylanuvchi aralashtirgichga ega bo’lgan uskunaga 2 m 3 qaynoq 5 %li soda eritmasi (50% yog’liklikka ega bo’lgan 1 tonna ishlatilgan katalizator uchun 100 kg soda hisobida) solinadi. So’ngra aralashtirgich bilan aralashtirilgan holda 1 tonna ishlatilgan katalizator beriladi, uskuna berkitiladi va 105-107 ˚C gacha qizdiriladi, uskunadagi bosim 30-50 kn/m 2 (0,3-0,5 atm) bo’lishi kerak. Aralashtirib turgan holda va shu harakatda uskunadagi aralashma 3,5-4 soat ushlanadi. So’ngra bosimni tushirib uskunaga 1,6 m 3 20 % li qaynoq osh tuzi eritmasi (1 tonna ishlatilgan katalizatorga 320 gr tuz miqdorida) solinadi. Uskunadagi aralashma 30 minut davomida aralashtiriladi va 6-8 soat davomida tindiriladi. Shundan so’ng yog’li qatlam alohida yig’gichga quyib olinadi, o’rta qatlam – tuzli eritma soapstok yig’gichga tushiriladi, pastki qatlam – katalizatorni (kizelgur) suvda 233 erimaydigan noorganik qismi 3-4 marotaba qaynoq suv bilan yuviladi. Har bir yuvishda aralashma 3-4 soat tindiriladi. Yuvish oqava suv tarkibida ishqor miqdori 2-3 gr/l atrofida bo’lguncha davom etadi. Oqava suv soapstok yig’gichga yuboriladi, suspenziya holidagi cho’kma alohida aralashtirgichga berilib, u yerda sulfat kislota bilan neytrallanadi va 90-95 ˚C gacha qizdiriladi. Shu holdagi massa filtrlanadi yoki tindirish yo’li bilan suvdan ozod etiladi. Filtrlangan massada 40-50 %, tindirilganda 90-92 % suv bo’ladi. So’ngra metallarni ajratib olish uchun sulfat kislota bilan ishlanadi. Ishlatilgan katalizatorni, uni tarkibidagi salomasni aralashtirgichli sovun pishirish qozonida 70-80 ˚C da sovunlash yo’li bilan yog’sizlantirish mumkin. Buning uchun hisoblashlarga qaraganda 10 % ortiqcha miqdorda olingan 5-7 % natriy ishqori eritmasi qo’llaniladi. 6 soatdan so’ng sovunli aralashma qaynoq suv bilan suyultiriladi va filtrpressga o’rnatiladi. Olingan filtrat – sovunli suv – soapstok yig’gichga quyib olinadi. Filtrpressdagi qoldiq qaynoq suv bilan yuviladi. Oqova suv sovunlangan massani suyultirish uchun ishlatiladi. Shundan so’ng filtr 10 minut davomida bug’ bilan puflanadi, keyin havo bilan suv siqib olinadi va filtrlangan, yog’sizlantirilgan qoldiq tushirib olinadi. Yog’sizlantirilgan nikelli katalizatordan nikelni ajratib olish uchun uni parchalash chaniga tarkibida 60-70 kg nikel bo’lgan (600-700 kg atrofida) miqdorda solinadi. Parchalash chani bug’li va havoli barbatyorlarga ega. Uning devorlari kislotaga chidamli plitalar bilan qoplangan. Chan qopqoq bilan yopiladi va tortish trubasi hamda ko’rish lyukiga ega. Kislotali suyuqliklarni quyib oluvchi quvurlar ham kislotaga chidamli metallardan yasalgan bo’lishi shart. Parchalash chanining tepasiga sulfat kislotasi uchun o’lchagich o’rnatilgan bo’lib, sulfat kislota changa monjyu yordamida beriladi. So’ngra changa ko’rsatilgan metallarni zritishga zarur bo’lgan miqdorda texnik sulfat kislota quyiladi, bug’ ochiladi va chandagi aralashma 2 soat davomida qaynatiladi. Suyuqlik harorati 90-95 ˚C dan past bo’lmasligi lozim. Davriy ravishda suyuqlik tarkibidagi nikel va erkin sulfat kislota miqdori aniqlanib turiladi. Parchalash suyuqlikdagi nikel va erkin sulfat kislota miqdori (sulfat tuzlari ko’rinishida) 234 o’zgarishsiz qolgunga qadar davom ettiriladi. Keyin chandagi aralashma suv bilan suyultiriladi, tindiriladi, yog’ yuzaga chiqadi, neytrallanadi, filtrlanadi yoki dekantasiyalanadi. Mis–nikel katalizatoridan metallarni regenerasiyalash ikki bosqida boradi. Boshida, yuqorida yozilgandek nikel ajratib olinadi. Olingan nikel sulfat eritmasi ajratiladi, sovitiladi, yog’ yig’iladi va qoldiq natriy sodasi bilan neytrallanadi, shundan so’ng tindiriladi va tindirilgan suyuqlik quyib olinadi. Sulfat kislotasida erimagan qoldiq parchalash chanida sulfat kislotasi eritmasi bilan 1 litrga 250-300 gr miqdorda qayta ishlanadi. Sulfat kislota katalizator tarkibidagi mis miqdoriga hisoblagandan 25-50 % ortiq olinadi (tahlil bo’yicha). So’ngra changa 5-6 kg temir oksidi solinadi. Temir oksidi sariq loy ko’rinishida, ya’ni temir oksidi nikel sulfat bilan temirdan tozalangan ko’rinishda 50 kg solinadi. Parchalash suspenziyani qaynatib turgan holda, bug’ va havo to’xtovsiz berilib turgan sharoitda olib boriladi. Temir sulfatning katalitik ta’siri ostida mis oksidlanadi va sulfat kislotada eriydi. Aralashma tarkibidagi mis va sulfat kislota miqdori, tahlil natijalari asosida, o’zgarishsiz qolgandagina parchalash jarayoni to’xtatiladi. Shunda eritma soda bilan neytrallanadi, filtrpressda cho’kma filtrlanadi, suv bilan yuviladi, havo purkam siqiladi va tushirib olinadi. Ishlatilgan katalizatorlardan metallarni regenerasiyalashdan hosil bo’lgan, nikel sulfat eritmasida bir qator chet moddalar bo’ladi. Ulardan temir tuzlari va fosfor kislotasi keraksiz hisoblanadi. Temirning bir qismi katalizatorga o’tganda, yog’ kislotasi bilan birgalikda uskuna devorlarini korroziyaga uchratadi. Fosfor kislotasi kizelgurdan o’tganda yoki fosfatidlar hisobiga o’tib, yog’ni rafinatsiyalashdan keyin ham uning tarkibida bir oz qoladi. Qayta ishlangan katalizator tarkibida temir va fosfor miqdori analitik ma’lumotlarga ko’ra quyidagicha (% da): nikel - 2,8 kremnezem - 23,7 temir - 0,95 235 fosfor - 0,3 yog’ - 61,4 boshqa organik moddalar - 4,1. Umuman, temir miqdori gidrogenlash sharoitiga, uskuna sifatiga va boshqa sharoitlarga bog’liq holda katta chegarada o’zgarishi mumkin. Kislotaga chidamli po’latdan yasalgan avtoklavlar qo’llanilganda temirning miqdori ancha kamayadi, boshqa hollarda u nikelni miqdoriga nisbatan 20-30% ortib ketadi. Bu miqdordagi temir katalizator tarkibidan chiqib ketadi va uning aktivligini kamaytiradi. Shuning uchun ishlatilgan katalizatorni parchalashda hosil bo’lgan mis va nikel tuzlari eritmasidan temir chiqarib yuboriladi. Nikelli katalizatordan nikellni ajratib olishda hosil bo’lgan nikel sulfat eritmasida temir zakis tuz ko’rinishida bo’ladi. Bu eritmadan uni soda bilan cho’ktirib olish mumkin emas, bunda bir vaqtning o’zida temir oksidining gidrati bilan nikel oksidining gidrati ham cho’kmaga tushib qoladi. Aksincha, temir okisi tuzlarini eritmadan nikelsulfat bilan yo’qotishsiz, cho’ktirish mumkin. Nikelsulfat eritmasini tozalash usuli shunga asoslangan, unda nordon temir oksidlanadi va ehtiyot bilan ishqor eritmasi berilganda gidroksid holida cho’maga tushadi. Oksidlanish gipoxlorid natriy yoki perekis vodorod bilan olib boriladi. Gipoxlorid natriy belil oxagi va natriy karbonat ta’sirida olinadi: CaOCl 2 + Na 2 CO 3 = NaOCl +NaCl + CaCO 3 Olingan eritma laborakova suvi – neytral muhitda quyidagi sxema bo’yicha oksidlanadi: 2NaOCl ------- 2NaCl + O 2 aktiv Shuni ta’kidlash lozimki, xlorli kislota xlorid kislota bilan reaksiyaga kirishib, yoqimsiz erkin xlor ajratadi. Shuning uchun, gidrogenlash zavodlarida nikelsulfat eritmasidagi temirni oksidlash neytral yoki kuchsiz kislotali muhitda olib boriladi. Neytral eritmada bu reaksiya quyidagi tenglama orqali ifodalanadi: 2FeSo 4 + NaOCl + H 2 O ------ 2FeOHSO 4 + NaCl 236 Hosil bo’lgan bir asosli temir sulfat keyinchalik gidrolizda yoki ishqor ta’sirida asosiy, suvda erimaydigan tuzlarni beradi. Natriy karbonat bilan tozalaganda hosil bo’lgan ortiqcha ishqorni oksidlash quyidagi tenglama orqali ifodalanadi: 2FeSO 4 + 2NaOCl + 2Na 2 CO 3 + 3H 2 O ------ 2Fe (OH) 3 + 2Na 2 SO 4 + 2CO 2 + 2NaCl Laborakov suvini tayyorlash uchun temir changa 600 l 30 ˚S gacha qizdirilgan suv solinib, unga 120 kg 30-35 % aktiv xlorga ega bo’lgan xlorli oxak qo’shiladi. Qumoq-qumoqlari qolmaguncha hammasi aralashtiriladi. So’ngra changa aralashtirib turgan holda 15 %li soda (Na 2 CO 3 ) eritmasi, reaksiya oxiriga yetishini kuzatgan holda quyiladi. Soda reaksiya uchun zarur bo’lgan miqdorda olinadi. Odatda xlorli oxakni sifatiga bog’liq ravishda 85-100 kg olinadi. Davriy ravishda eritmadagi kalsiy tuzlari miqdori tekshirib turiladi. Bu tuzlar yo’qolgandan so’ng chandagi aralashma 4 soat atrofida tindiriladi. Tiniq eritma aktiv xlor va ortiqcha soda miqdori aniqlanadi. Ortiqcha soda bo’lsa changa qo’shimcha miqdorda xlorli oxak qo’shiladi. Sulfat nikel eritmasi temir chanda havo barbatyorlari bilan tozalanadi. Tozalanadigan eritma changa solinadi, oz fursat uni tindiriladi, agar yog’ bo’lsa ajratiladi. So’ngra havo bilan aralashtirib turilgan holda eritma, 10-15 %li soda eritmasi bilan kam nordon reaksiyagacha neytrallanadi (1 litr suyuqlikka 1-8 gr kislota miqdorida). Shundan so’ng eritma tarkibidagi temir oksidi miqdori aniqlanadi va uni oksidlash uchun qancha miqdorda laborakov suvi kerak bo’lishi hisoblanadi (1 g temir oksidiga 0,8 g aktiv xlor hisobida). 60-65 ˚C gacha qizdirilgan tozalanadigan eritmaga havo bilan intensiv aralashtirib turgan holda laborakov suvi shuncha miqdorda quyiladiki eritma tozalangandan so’ng uning tarkibida nikel massasiga nisbatan 3-5 % miqdorda temir oksidi qolishi kerak. Bunga sifat tahlili bilan erishish mumkin. Buning uchun ozgina eritma filtrlanadi, xlorid kislota bilan nordonlashtiriladi, suv bilan ko’p suyultiriladi, ozgina perekis vodorod va kaliy rodan quyiladi. Agar och pushti rang hosil bo’lsa yoki umuman pushti rang hosil bo’lmasa, tozalash yaxshi o’tkazilgan bo’ladi. 237 Qolgan temir oksid miqdorini permonganat bilan yana 15 minut aralashtiriladi, eritma 80-90 ˚C gacha qizdiriladi va filtrpressda filtrlanadi. Filtrlangan cho’kma suv bilan to’liq yuviladi, bug’ bilan puflanadi va tushirib olinadi. Agar uning tarkibida nikel va mis miqdori 0,5 % dan ortiq bo’lsa, uni tashlab yuboriladi (bu – “sariq moy”). Sariq moy tarkibida nikel miqdori ko’p bo’lsa, uni sulfat kislota bilan eritiladi va yana temirni cho’ktirish qaytariladi. Shunday qayta ishlanganda temir bilan birga fosfor kislotasi ham chiqib ketadi. Olingan nikelsulfat va missulfat eritmalari katalizator tayyorlashda foydalaniladi. Metallarni regenerasiyalashda olingan suyultirilgan nikelsulfat eritmasi konsentrasiyalash zarur bo’lsa, unda eritmadan nikelni soda bilan cho’ktiriladi. So’ngra kerakli konsentrasiyagacha sulfat kislota bilan eritiladi. Temir oksidini perekis vodorod bilan oksidlash juda qulaydir. Buning uchun tozalanayotgan eritma zarur bo’lgan holda metiloranj ishtirokida 10-15 %li Na 2 CO 3 eritmasi bilan neytrallanadi, 40 ˚C gacha ыizdiriladi va havo bilan aralashtirib unga perekis vodorod eritmasi quyiladi. Perekis vodorodning miqdori quyidagi formula bilan hisoblanadi: H 2 O 2 miqdori = 0,607𝑒∗100 𝐴 Bu yerda, A – perekis vodorodni qo’llanilayotgan eritmadagi prosent miqdori; e – tozalanayotgan eritmadagi temir oksidining miqdori, kg. Yarim soat aralashtirilgandan so’ng temirni to’liq oksidlanganligi tekshiriladi. Buning uchun chandan bir necha tomchi suyuqlik olinadi va unga tomchilab natriy uksusi va ortofenantrolin quyiladi. Temir oksidi bo’lsa pushti- sarg’ish rang hosil bo’ladi. Uni intensivligiga qarab eritma tarkibidagi temir oksidi tuzlarining miqdori taxmin qilinadi. Zarur bo’lsa qo’shimcha miqdorda perekis beriladi. Oksidlanish tugashida ehtiyotlik bilan uglekisliy soda eritmasi bilan temir oksidi gidrati cho’ktiriladi. Cho’ktirish mobaynida davriy ravishda to’liq cho’kkanligi ammoniy radian bilan tekshirib turiladi. So’ngra suspenziya 90 ˚C gacha qizdiriladi, yuqorida aytilganidek “qizil moy” filtrlanadi. 238 Perekis vodorodni oksidlashni olib borayotgan ishchilar himoya ko’zoynak taqishlari, qo’lqop va fartuk kiyishlari shart. Konsentrlangan perekis vodorod (30 % atrofidagi) teriga tushganda kuydiradi. Yüklə 3,92 Mb. Dostları ilə paylaş:
|