4 – MA’RUZA. QATTIQ O‘SIMLIK MOYLARI ISHLAB CHIQARISH.
REJA:
1.Salomaslarning turlari va sifat ko‘rsatkichlari.
2.Gidrogenlashda ishlatiladigan moylar, katalizatorlar va vodorod.
3.Moylarni gidrogenizatsiyalashning prinsipial sxemasi.
Tayanch so‘z va iboralar: Gidrogenlash, avtoklav, gidrogenlash rejimi, ozuqa salomas,
texnik salomas, davriy usul, uzluksiz usul, regeneratsiya, yog‘sizlantirish, qaynatish, tozalash,
cho‘ktirish
Qattiq yog‘lar sanoatda katta ahamiyatga ega, ular margarin, xo‘jalik va atir sovunlar,
stearin ishlab chiqarishda asosiy xomashyo xisoblanadi. Biroq tabiiy qattiq yog‘lar miqdori
chegaralangan, suyuq o‘simlik yog‘lari esa ko‘p miqdorda ishlab chiqariladi. SHuning uchun
suyuq yog‘lar gidrogenlanib qattiq xolga keltiriladi. Gidrogenizatsiya mahsuloti salomas
deyiladi. Xozirgi vaqtda Uzbekistonda 2 ta gidrozavod ishlaydi.
O‘simlik yog‘larining kimyoviy va fizik xususiyati ularning yog‘ kislota tarkibiga
bog‘liq. O‘simlik yog‘larida ko‘p miqdorda to‘yinmagan yog‘ kislotalar bor (olein, linol va x.k.).
Ular bitta yoki bir nechta qo‘shbog‘ga ega. Gidrogenizatsiya jarayonida to‘yinmagan kislotalarni
to‘yinishi bilan birga qo‘shbog‘larni migratsiyasi va transizomerizatsiya sodir bo‘ladi, bu esa
erish temperaturasi va yog‘ qattiqligigi oshiradi.
Gidrogenizatsiyada kungaboqar, paxta loviya, raps yog‘lari va soapstokdan ajratib
olingan yog‘ kislotalari ishlatiladi.
Gidrogenizatsiya vaqti xomashyoning kimyoviy tarkibiga va salomasning ishlab
chiqarish maqsadiga bog‘liq. Ishlab chiqariladigan salomaslarning bir necha xil turi bor.
O‘simlik yog‘larini qisman gidrogenizatsiya qilish yo‘li bilan, erish temperautrasi T-31-34
0
C,
qattiqligi 160-320 g/sm, yod soni 62-82ga teng bo‘lgan salomas olinadi, bu salomaslar margarin,
kulinar yog‘lar ishlab chiqarishda ishlatiladi. Bundan tashqari erish temperaturasi Tpl=35-37
0
C
qattiqligi 550-750 g/sm bo‘lgan salomaslar olinib, ular konditer mahsulotlarini ishlab chiqarishda
ishlatiladi.
1-gidrozavod 1909 yilda Nijniy-Novgorodda ishga tushirilgan. 1911 yilda Peterburgda,
1917 yilda Ekaterinburgda (Krasnodar) gidrozavodlar qurildi. Vodorodning gidrogenizatsiya
jarayonida birikishini shartli ravishda quyidagicha ko‘rsatish mumkin.
СН
3
(СН
2
)
4
СН=СНСН
2
СН=СН(СН
2
)
7
СООН + Н
2
Linol kislota
СН
3
(СН
2
)
7
СН=СН(СН
2
)
7
СООН + Н
2
СН
3
(СН
2
)
7
СН-СН
2
(СН
2
)
7
СООН
Olein kislota Stearin kislota
24
Oddiy sharoitda vodorod to‘yinmagan yog‘ kislotalarga va birikmaydi. Vodorod yog‘
kislotalarga faqatgina katalizator ishtiroqida birikadi.
Gidrogenlash jarayonining tezligi: glitseridlarni gidrogenlash tezligi ulardagi yog‘
kislotalari tarkibiga katalizator aktivligi va miqdoriga, sistemadan vodorod o‘tkazishning
intensivligi va uni yog‘da bir tekis tarkalishiga, yog‘ni qizdirish temperaturasiga bog‘liq.
Katalizator qancha aktiv bo‘lsa, gidrogenlash shunchalik tez kechadi. Katalizator
miqdorini ko‘payishi, reaksiyani tezlashtiradi. Lekin katali-zator yog‘ massasidan 0,3-0,4% dan
ko‘proq olinsa, reaksiya tezligi sezilarli darajada ortmaydi. Temperatura oshishi bilan
gidrogenlash tezligi ham oshadi. Sanoatda gidrogenlash 180-220
0
C temperaturada olib boriladi.
Gidrogenlash temperaturasi katalizator aktivligiga va yog‘ tabiatiga bog‘liq. Jarayonning
borishi va salomas sifati katalizator tabiatiga bog‘liq. Cu-Ni katalizator Ni katalizatoriga
qaraganda selektivroqdir ya’ni ozuqa salomasi ishlab chiqarish imkoniyatini beradi. Ishlatilgan
kattalizator yangi katalizatorga qaraganda selektivliroqdir.
Izokislotalarning hosil bo‘lishi yarim gidrogenlanish mahsulotlarini hosil bo‘lishi bilan
izohlanadi. Izokislotalar xosil bo‘lishi salomasning qattiqligini oshiradi. Masalan, sis-olein
kislotaning 16
0
C bo‘lsa, trans-olein kislotaning (elaidin kislota) erish xarorati 44
0
C.
Izomerizatsiya tezligi ham katalizator tabiatiga, temperatura va N
2
bosimga bog‘liq.
Aktiv katalizatorda gidrogenlash tezligi izomerlanish tezligiga qaraganda yuqori. Shuning uchun
aktiv katalizatorlarda yumshoq konsistensiyali salomaslar olinadi.
Yog‘larni gidrogenizatsiyalash jarayonida katalizatorlar. Yog‘larni gidrogeni-zatsiya
qilish sanoat katalizatorlari quyidagi talablarga javob berishi kerak:
1) faqatgina gidrogenizatsiya jarayonini tezlatish qobiliyatiga ega bo‘lishi kerak va
noxush reaksiyalar yuz berishi kerak emas.
2) yuqori aktivlik ishlab chiqarish quvvati va selektivlikga ega bo‘lishi kerak.
3) katalizator salomasdagi oson ajralishi kerak.
4) katalizator bahosini arzonligi, xomashyo va materiallarni serobligi.
Yog‘larni gidrogenizatsiyasida nikel asosidagi katalizatorlar ishlatiladi, shuningdek nikel
va mis katalizatorlari ham ishlatiladi. Katalizatorlar strukturasiga ko‘ra ko‘kunsimon va
granullangan, qotishma holida bo‘ladi. Ko‘kunsimon katalizatorlar suspenziya (yog‘da)
ko‘rinishida ishlatiladi, ularni dispersli yoki suspenziyalangan deyiladi, zarrachalar kattaligi 15
mkm. Katalizatorlarni yuzasini ko‘paytirish uchun metallarni yuzasi g‘ovakli bo‘lgan materialga
cho‘ktiriladi. Bu usul bilan olingan katalizatorlar tashuvchili katalizatorlar deyiladi.
Katalizatorlarni olinish usuliga qarab 2ga bo‘linadi.
1)cho‘ktirilgan
2)qotishmali
Katalizator harakatining mohiyati. Kimyoviy reaksiya amalga oshishi uchun
molekulalar to‘qnashishi kerak, lekin to‘qnashishlarning juda kam qismi molekulalarning
birikishiga olib keladi. Bu shu bilan izohlanadiki, juda kam qism molekulalarning energiyasi
bog‘larni uzib, yangi bog‘lar hosil qilish qobiliyatiga ega. Molekulaning bu minimal energiyasi,
reaksiyaning energiya aktivligi deyiladi.
Katalizator reaksiyaga kirishuvchi moddalar bilan birikib, yuqori reaksiya qobiliyatli
yuzani hosil qiladi. Katalizatorlar reaksiya tezligini 10
6
- 10
16
marta tezlashtiradi.
Gidrogenizatsiya quyidagi bosqichlardan iborat:
1)reaksiyaga kirishuvchi moddalarni katalizator yuzasiga keltirish
2)bu molekulalarni katalizator yuzasida adsorbsiyasi
3)sorbsiyalangan molekulalarning kimyoviy almashinish va mahsulot hosil bo‘lishi.
4)mahsulot molekulalari bog‘larining katalizator yuzasidagi sarfi
5)katalizator yuzasidan ularni ajratish
Katalizator yuzasida turli aktivlikka ega bo‘lgan adsorbsiya markazlari bor. Bunday
adsorbsion markazlar katalizatorning aktiv markazlari deyiladi.
25
Sanoatda katalizatorni olish uchun konsentratsiyasi 35 g/l bo‘lgan Ni : Cu = 3:1 yoki
1:1 nisbatda bo‘lgan Ni va Cu sulfat eritmasi tayyorlanadi. Eritmaga 40-45
0
S xaroratda 20-30 %
ortiqcha miqdorda sodaning 10 % li eritmasi qo‘shiladi.
NiSO
4
+ Na
2
CO
3
NiCO
3
+ Na
2
SO
4
CuSO
4
+ Na
2
CO
3
CuCO
3
+ Na
2
SO
4
Cho‘kmani filtrlab, filtrda soda va sulfatlardan yuviladi. Keyin cho‘kmani 120
0
S
temperaturada quritiladi va maydalanadi. Ni – Cu katalizator oson qaytariladi (200-220
0
C).
Ishqor bilan ishlangandan so‘ng, A1ni erishi natijasida, qotishma yuzasi aktiv bo‘lib,
qoladi. Ishqor bilan yuvilgan qotishma kondensat bilan neytral reaksiyagacha keyin quritiladi,
temperatura 160
0
C gacha ko‘tarilib turiladi.
Vodorod ishlab chiqarish. Vodorod ishlab chiqarishni bir qancha usullari ma’lum.
Shulardan gidrolizlarda quyidagilar ishlatiladi.
1.temir-bug‘ usuli (kontaktli)
2.tabiiy gaz konversiyalash usuli
3.elektrolitik usul.
Keng qo‘llanayotgan bu elektroliz usulida vodorod ishlab chiqarish : suv eritmani
elektrolitga tushirilgan 2 ta elektrod (katod, anod) elektrolitik yacheykani vujudga keltiradi.
Bunda elektrodlarda elektroqimyoviy reaksiya yuz beradi. Elektroliz vaqtida quyidagi
reaksiya yuz beradi:
2H
2
O = 2H
2
+ O
2
Natijada vodorodning bir xajmiga ko‘shimcha mahsulot sifatida ½ xajmda O
2
hosil
bo‘ladi. Suv elektrolizi elektrolizerlarda olib boriladi.
U elektrolit uchun vanna va unga tushirilgan elektrodlardan iborat.
Gidrozavodlarda FV-250 va FV–500 tipdagi elektrolizerlar ishlatiladi. Ularning N
2
ishlab
chiqarish quvvati soatiga 250-500 m
3
.
Usul yutug‘i: elektrolizerlarning yuqori ishga mustahkamligi, N
2
ning yuqori tozaligi
(99.8%), xomashyo (suv)ning qiymati pastligi, suv va yordamchi materiallarning minimal sarfi,
jarayonining yuqori avtomatlashishi.
Kamchiligi: elektrenergiyaning ko‘p miqdordagi sarfi.
Vodorod 2,7-3,6 KPa bosim ostida xajmi 3000m
3
bo‘lgan xo‘l gazgolderlarda saqlanadi.
Gidrogenlash usullari. Yog‘larni gidrogenlash – suyuq fazali geterogen katalitik
jarayondir. N
2
va qattiq – suspenziyali yoki turg‘un katalizatorlar ishlatiladi. Gidrogenlash davriy
va uzluksiz usullar bilan olib boriladi.
Uzluksiz usul bilan gidrogenlash batareyalarda amalga oshiriladi. U 3ta avtoklavdan
iborat bo‘lib, ular gazlift yoki quyuvchi truba orqali birlashtirilgan. Bu usul bayoni quyidagicha:
Rafinatsiyalangan va oqlangan yog‘ yig‘uvchi bakdan nasos dozator bilan uzluksiz
ravishda issiqlik almashgich orqali u erda tayyor salomasning issiqligi hisobiga isitiladi)
avtoklavga keladi. Bu avtoklavda yog‘ yuqori bosimli bug‘ bilan 190-200
0
S gacha isitiladi.
Avtoklavga yig‘uvchi baklardan nasos dozator yordamida uzluksiz ravishda katalizator
suspenziyasi berib turiladi. Katalizator, aralashtirgichdagi yangi katalizator va ishlangan
katalizatorni aralashtirib 1:4 yoki 1:5 nisbatlar tayyorlanadi. Katalizator avtoklavga
konsentratsiyasi 5% bo‘lgan yog‘li suspenziya shaklida yuboriladi. Yog‘ 2–avtoklavga 200-
210
0
C temperatura, 3-avtoklavga 210-220
0
C temperatura bilan o‘tib boradi.
Avtoklavlarda gidrogenlash davriy yoki uzluksiz usulda olib boriladi. Davriy jarayon tor
diapazondagi kimyoviy–texnologik ko‘rsatkichlarga ega bo‘lgan gidrogenlangan yog‘lar
(qandolatchilik yog‘lari uchun salomas, stearin va hokazo) ishlab chiqarish uchun qo‘llanadi.
Uzluksiz gidrogenlash jarayoni sanoatimizda bir xil turdagi xom ashyolarni qayta ishlash
va kichik assortimentdagi salomaslarni ishlab chiqarish muhim hisoblanadi. Yog‘larni
reaktorlarda (avtoklavlarda) gidrogenlashning tipik texnologik sxemasi quyidagicha. Sxemadagi
uchta avtoklavda sharoiti va talabiga qarab jarayon uzluksiz yoki davriy usulda olib borilishi
mumkin. Rafinatsiyalangan moy yoki yog‘ xisoblagich (3) orqali sex rezervuari(1)ga kelib
26
tushadi, u erdan moy nasos (7) yordamida avtoklavlar(7)dan biriga uzatiladi (jarayon uzluksiz
bo‘lganda sxemadagi avtoklavlardan chapdagi birinchisiga) avtoklavga tushishdan oldin, moy
regenerativ issiqlik almashgich(19)da tayyor salomas issiqligidan foydalanib isitiladi. Bu erga
issiq salomas yig‘gich(21)dan nasos (20) yordamida uzatib beriladi. Gidrogenlash jarayoni
boshlangach, yog‘ birinchi avtoklav(7)dan asta sekin va uzluksiz ravishda ikkinchi va keyin
uchinchi (7) avtoklavlarga o‘tib boradi. Jarayon tugagach oxirgi avtoklavdan tayyor salomas
salomasyig‘gich(21)ga oqim tushadi. Gidrogenlash davriy olib borilganda esa har bir avtoklavda
jarayon to salomas tayyor bo‘lgunicha davom etadi va salomaslar pastki bo‘shatish patrubkasi
orqali salomasyig‘gich(21)ga tushiriladi.
Gidrogenlanadigan yog‘ zmeeviklar orqali bosimi 3 MPa dan kam bo‘lmagan to‘yingan
bug‘ yordamida 180-200
0
C gacha qizdiriladi. Avtoklavlardagi jarayon harorati avtomatik
boshqariladi. Avtoklavdagi ortiqcha reaksiya issiqligini chiqarib olish uchun alohida kontur
orqali nasos (2) yordamida avtoklavning sovituvchi zmeeviklariga gidrogenlanadigan yog‘
beriladi.
Kerak bo‘lganda, moy issiqlik almashgich(4)da suv bilan qo‘shimcha sovitiladi. Odatda
zmeeviklarda isigan rezervuar(1)ga qaytariladi. Birinchi avtoklavda yoki istalgan avtoklavlardan
birida jarayonni olib borish uchun dozalovchi nasos (15) yordamida sig‘imlar(16)dan
ishlatiladigan–pasportli katalizator deb ataluvchi, yangi va ko‘p marta ishlatilgan katalizator
aralashmasining 3-5% li suspenziyasi beriladi.
Vodorod, avtoklavlarga kompressor yordamida isitkich (8) orqali yuboriladi.
Avtoklavlardagi ortiqcha vodorod esa sirkulyasion vodorod tozalash sistemasiga kelib tushadi.
Uzluksiz sxema bo‘yicha ishlaganda salomas oxirgi avtoklavdan, davriyda esa-xar bir
avtoklavdan salomasyig‘gich(21)ga tushadi. Bu erda salomasdan ortiqcha vodorod ajraladi,
so‘ng salomas nasos (20) yordamida issiqliq almashgich (19) orqali sovutgich(9)ga uzatiladi.
100-150
0
Sgacha sovutilgan salomas filtrlar(10)da filtrlanadi, salomasning dastlabki xira
porsiyasi sig‘im(17)ga yig‘iladi. U erdan nasos (18) orqali filtrlashga qaytariladi. Tiniq salomas
sig‘im(11)ga to‘planadi, u erdan nasos (12) yordamida omborga jo‘natiladi. Filtrlar(10)da ajratib
olingan katalizator aralashtirgichlar(14)da yig‘iladi. Bu erda moy bilan aralashtirilib nasos (13)
yordamida pasportli katalizator sig‘imi(16)ga uzatiladi va yangi katalizator bilan aralashtiriladi.
Agar salomas yig‘gichlarda katalizator cho‘ksa, uni shesternali nasos (22) yordamida
ishlatiladigan katalizator sig‘imi(16)ga uzatiladi. Sistemani atmoferaga produvka qilish mahsus
gidrozatvor orqali amalga oshiriladi. Avtoklav (7) va salomasyig‘gichlar himoya klapanlar (6)
bilan jihozlangan, avtoklavlardan salomas namunasini olish uchun namuna olgich(5)dan
foydalaniladi.
27
Avtoklavlardan chiqayotgan ishlatilgan vodorod tarkibidagi sezilarli miqdorda
aralashmalar bo‘ladi. Ular sirkulyasion vodorodga o‘tkir hid beradi. Yog‘larni gidrogenlash
V
A
K
UU
M
SI
ST
EMA
SI
G
A
A
YL
A
N
MA
V
O
D
O
R
O
D
(
Н
2
)
TO
ZA
LA
SH
G
A
SO
VU
Q
SU
V
Н
2
K
O
M
P
R
ES
-
С
О
Р
Д
А
Н
YA
N
G
I
K
A
TA
LI
ZA
TO
R
| 