Sanoat katalizatorlari. Nikel kizelgurli katalizator. Bu katalizatorni ishlab chiqarish quyidagi bosqichlarga ega:
5-8 % li NiSO4 eritmasi tayyorlanadi, bu eritmada 8-12 % kizelgur suspenziyalanadi; 80-900C haroratda 10-20 % soda (Na2CO3) eritmasi bilan kizelgurda nikel karbonatni cho‘ktiriladi.
N iSO4 + Na2CO3 NiCO3 + Na2SO4
Yuvish, quritish va cho‘kmani maydalash; 250-300 0C haroratda nikel karbonatni nikel oksidigacha parchalash.
NiCO3 ----- NiO + SO2
N i oksidini qaytarilishi: NiO Ni + H2O
Nikel-mis katalizatorlari. Bu katalizatorlar nikel va mis karbonatlarini birgalikda soda Bilan quyidagi reaksiya bo‘yicha cho‘ktirishga asoslangan.
N iSO4 + Na2CO3 NiCO3 + Na2SO4
C uSO4 + Na2CO3 CuCO3 + Na2SO4
Yog’‘larni gidrogenlaydigan nikel-mis katalizatorlari ikki usulda olinadi: nikel mis karbonatlarini birgalikda cho‘ktirish yoki nikel va mis karbonatlarini mexanik aralashmasiga ammiakning suvli eritmasi bilan ishlov berish.
Nikel va mis karbonatlarining birgalikdagi cho‘kmasini olish uchun ularning sulfatlarini nikel:mis 3:1 yoki 1:1 nisbatidagi konsentratsiyasi 35g/l bo‘lgan suvli eritmasi tayyorlanadi. 40-45oS da eritmaga 20-30% ortiqcha miqdori bilan 10% li soda eritmasi qo‘shiladi. Kerak bo‘lganda dastlabki eritmaga asta-sekin eltuvchilar – kizelgur, perlit, aktivlangan ko‘mir qo‘shib boriladi. Cho‘ktirish so‘ngida cho‘kma filtrlanadi va filtrda ortiqcha soda va sulfatlar yuvib tashlanadi. Keyin cho‘kma 1200C dan yuqori bo‘lmagan haroratda quritiladi va maydalanadi.
CHo‘ktirilgan karbonatlar tarkibi cho‘ktirish va quritish sharoitlariga bog‘liq.
CHo‘ktirilgan tiklanmagan katalizatorning asosiy qismini metall karbonatlari aralashmasi tashkil etadi. Masalan, nikel va misning o‘zaro nisbati 2:1 bo‘lgan karbonatning struktura formulasini quyidagicha ifodalash mumkin.
O – NiOH
O = C
O
Cu
O
O = C
O – NiOH
Agar eltuvchida cho‘ktirish davom etsa, tiklanmagan katalizatorda eltuvchidan tashqari yana nikel va mis silikatlari ham bo‘ladi. Bundan tashqari unda doimo oz miqdorda mis va nikel sulfatlari ham bo‘ladi. Agar qoldiq sulfatlar miqdori 1% dan oshib ketsa katalizator aktivligi keskin pasayadi.
Bizning mamlakatimizda ishlatilayotgan kimyoviy toza nikel va mis karbonatlari tarkibi quyidagicha: Ni2(OH)2SO3 · 2H2O va Cu2(OH)2CO3. Ushbu karbonatlarni ishlatishda nikel-mis karbonatli katalizator olish usuli joriy qilinadi va ishlov beriladi. Bunga belgilangan nisbatdagi metall karbonatlari aralashmasiga 30-600C da 30-80% namlikdagi pasta hosil bo‘lguncha 10-25% li ammiakli suv bilan ishlov berish kiradi. Eltuvchili katalizator olish uchun pastaga kizelgur, perlit va aktivlangan ko‘mir qo‘shiladi. Pastaga ishlov berilgandan so‘ng harorat 120-1500C ga ko‘tarilib quritiladi, keyin sovutiladi, olingan nikel mis karbonatlari kimyoviy tarkibi bo‘yicha cho‘ktirilgan karbonatlarga o‘xshash bo‘ladi. Hozirgi paytda bu usul nikel: mis nisbati 1:1 va 1:2 bo‘lgan tiklanmagan katalizatorlar olish uchun ishlatilmoqda.
Usul nikel mis aminokarbonatli komplekslari hosil bo‘lishiga asoslanadi. Haroratni asta-sekin oshirilganda bu komplekslar ammiak, SO2 va suvga ajraladi va nikel-mis karbonatlariga aylanadi. Tayyorlangan katalizatorda ammiakning qoldiq miqdori 1% dan oshmaydi.
Nikel-mis karbonatli katalizatorlarning xususiyati shundaki, bunda nikel metall xoligacha osn qaytariladi. Nikel oksidi faqatgina harorat 400-5000C bo‘lganda qaytariladi. Mis nikelni qaytarilish haroratini pasaytiradi ya’ni mis oksidi oson qaytarilgani uchun metall holidagi miss hosil bo‘ladi, ya’ni nikel-mis karbonatlari Cu-NiO sistemaga o‘tadi. Misga xemosorbsiyalangan vodorod mis-nikel oksidi ajratish chegarasiga ko‘chadi va oxirida qaytariladi. Nikel qaytarilishida ajratuvchi yuza o‘lcham bo‘yicha o‘sib boradi va nikel oksidi qaytarilishi birdaniga ko‘payadi. Shuning uchun misli katalizatorlarda nikelning qaytarilishi harorat 2600C ga yetganda tamom bo‘ladi.
Misda o‘zi gidrogenlash xususiyati kuchsiz, ammo mahsulotlar nikel mis karbonatlariga qaytarilganda metall holidagi mis va nikel oksidi asosiy rol o‘ynaydi. Bu o‘z navbatida nikel mis katalizatorini moydagi suspenziyasi holida qaytarishga, keyin tiklangan katalizatorni gidrogenlash jarayonida foydalanishga yoki gidrogenlashni to‘g‘ridan-to‘g‘ri tiklanmagan katalizator ishtirokida olib borishga imkon beradi.
Tiklanmagan nikel-mis katalizatorlari gidrogenlashni 160-1800C da boshlaydi. Aktivligi 80-100% (0,1% nikel), selektivligi 90-93% va izomerlash qobiliyati 0,6-0,8% ni tashkil qiladi.
Tiklanmagan nikel-mis katalizatorlarida quyidagi kamchiliklar mavjud: filtrlanishi past darajada , qayta foydalanilganda aktivligini tez yo‘qotadi, yog’‘ kislotalari bilan oson reaksiyaga kirishib salomasda nikelli va misli sovunlar hosil qiladi.
Qotishmali (turg‘un) katalizator. Bu katalizatorlar kolonna tipidagi reaktorlarda nikel-mis-alyumin yoki nikel-titan-alyumin va boshqa qotishmalardan olinadi. Bu qotishmalar 45-50% Al, 12-23% Cu 25-45% Ni va turli promotorlar (qo‘shimchalar)dan iborat.Qotishma donador (granul) 5-15 mm kattalikda ishlab chiqariladi. Keyin qotishma aktivlanadi buning uchun 3-10% alyumin konsentratsiyasi 3-10% bo‘lgan natriy gidroksid eritmasi bilan yuvib tashlanadi.
2 Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2
Ishqor bilan yuvish darajasini ajralib chiqqan vodorod miqdoriga qarab baholanadi. Masalan: 1t qotishmadan 5 % alyuminiy ajratib olishda 30 m3 vodorod ajrab chiqadi.
Ishqor bilan ishlangandan so‘ng, alyuminiyni erishi natijasida, qotishma yuzasi aktiv bo‘lib, qoladi. Ishqor bilan yuvilgan qotishma kondensat bilan neytral reaksiyagacha yuviladi, quritiladi.
|
