8.5. Gidrotozalash jarayonining ximizmi va katalizatorlari
Neft xom ashyosi deganda barcha distillyatli neft fraksiyalari va
qoldiqlarini ko‗zda tutadilar.
Neft xom ashyosining oltingugurt, azot-kislorod saqlagan birikmalar,
olefin va metallardan tozalash zarurligi neftni qayta ishlashda turli tozalash
jarayonlarini yaratishni belgiladi. Vodorod va katalizator ishtirokida yuqori
harorat va bosimda boradigan jarayonlar eng samarali bo‗lib hisoblanadi.
Hozirgi vaqtda faqat shu jarayonlar tovar mahsulotlarda geteroatomli
birikmalar va to‗yinmagan uglevodorodlar miqdori bo‗yicha hozirgi talablarga
to‗g‗ri keladigan neft mahsulotlarini olishga imkon beradi.
Neft xom ashyosini gidrotozalash jarayonining ximizmini ko‗rib
chiqamiz, bunda tozalashda metallar og‗ir qoldiqlarda asosan koks va
katalizatorlarda to‗planib ularni zaxarlanishiga e‘tibor berish kerak.
339
Gidrotozalash jarayonlarining ximizmi C-С, C-Н, C-О va C-Ме (C-
uglerod,
S-oltingugurt,
N-azot,
О-kislorod,
Fе-metall)
bog‗larning
destruksiyalanishiga olib keladi va C-C bog‗larga deyarli tegmaydi. Neftdagi
oltingugurtli uglevodorodli birikmalar orasida merkaptanlar esa oson
gidrogenlanadi, so‗ngra sul‘fid, disul‘fid, tiofen, tiofan va nihoyat benz va
dibenztifenlar gidrogenlanadi.
Geteroatomli birikmalar uglevodorodlarga qaraganda gidrogenolizga
tezroq uchraydi, shuning uchun genroatomlar xom ashyodan vodorod sul‘fid,
ammiak va suv holida chiqarib yuboriladi. Oltingugurt eng oson ajralib chiqadi
so‗ngra kislorod turadi, azot eng barqaror metallar uglevodorodlardan
chiqarilganda ular katalizatorni qoplab uning faolligini pasaytiradilar yoki
jarayonning og‗ir mahsulotlarida to‗planadi.
Merkaptanlar
vodorod sul‘fid va tegishli uglevodorodlargacha
gidrogenlanadi.
R-SH+H
2
→RH+H
2
S
sul‘fidlar merkaptanlar hosil bo‗lish orqali vodorod sul‘fidgacha va tegishli
to‗yingan uglevodorodgacha gidrogenlanadi:
R-S-R+2H
2
→RH-RH+H
2
S
Disul‘fidlar ham vodorodsul‘fid va to‗yingan uglevodorodlargacha
gidrogenlanadi:
R-S-S-R+3H
2
→2RH+2H
2
S
Tiofen
va
tiofan
(halqali
sul‘fidlar)
tegishli
to‗yingan
uglevodorodlargacha va vodorodsul‘fidgacha gidrogenlanadi:
340
Benzin va dibenztiofenlar vodorodsul‘fid va tegishli aromatik
uglevodorodlargacha gidrogenlanadi:
Kislorodli birikmalar gidrogenlanganda tegishli uglevodorodlar va suv
hosil bo‗ladi.
Azot saqlagan birikmalar gidrogenlanganda tegishli uglevodorodlar va
ammiak hosil bo‗ladi:
Bundan tashqari kam miqdorda gidrokreking jarayoni borishi mumkin.
341
Oltingugurtli azotli, kislorod saqlagan birikmalarning moleqo‗lyar
massasi va aromatlanish darajasining oshishi ulardan geteroatomlarning chiqarib
yuborilishini qiyinlashtiradi.
Gidrotozalash jarayonlarida alyumokobal‘tmolibdenli (AKM) yoki
alyumonikel‘ molibdenli katalizatorlar qo‗llanilib ularga turli qo‗shimchalarni
kiritadilar.
Sanoatda qo‗llaniladigan alyumokobal‘tmolibdenli katalizator yuqori
tanlash qobiliyatiga ega. Uning ishtirokida С-С bog‗larning o‗zilishi yoki
aromatik halqalarning to‗yinish reaksiyalari deyarli sodir bo‗lmaydi. С-С
bog‗larning o‗zilish reaksiyalarida katalizator yuqori faolligi va yaxshi termik
barqarorligi bilan harakterlanadi. Shu sababli o‗zoq xizmat muddatiga ega. Bu
katalizatorning
muhim
afzalligi
uning potensial katalitik
zaxarlarga
barqarorligidir. Bundan tashqari katalizator to‗yinmagan birikmalarni
to‗yintirish, uglerod-azot, uglerod-kislorod bog‗larning o‗zilish reaksiyalarida
ma‘qul faollik bilan farq qiladi va amaliyotda barcha neft fraksiyalarini
gidrotozalash uchun qo‗llaniladi.
Alyumonikel‘ molibdenli katalizatorning to‗yinmagan birik-malarni
to‗yintirish reaksiyalarida faolligi kamroq, ammo aromatik uglevodorodlarni
to‗yintirish jihatidan (AKM ga nisbatan 10-50% ga ko‗p) va azotli birikmalarni
gidrogenlash jihatidan (AKM ga nisbatan 10-18% ga ko‗p). Shu bilan birga u
o‗zining dastlabki yuqori faolligini tezroq yo‗qotadi.
Ochiq neft mahsulotlari gidrotozalashining hozirgi zamon katalizatorlari
faolligini yo‗qotmasdan 3-6 yilgacha ishlaydi.
Ishlagani sari katalizatorda koks (katalizator massasidan 17-20%) va oltingugurt
(katalizator massasidan 0,5-1,5 %) to‗planadi. Katalizatorning faolligi pasayadi.
Bug‗ yoki gaz havoli aralashma bilan koks va oltingugurtni kuydirib faollikni
tiklash mumkin. Odatda gidrotozalash katalizatorlari uchtadan kam bo‗lmagan
regenerasiyaga bardosh beradi.
Katalizatorning faolligi faol komponent yo‗qolganda pasayishi mumkin.
Bu harorat 600
0
С gacha ko‗tarilganda va molibden uch oksidining bug‗lanishi
342
sodir bo‗lganda regeneresiya paytida sodir bo‗lishi mumkin. Harorat 760
0
С dan
yuqori bo‗lganda faol alyuminiy oksidi faol bo‗lmagan nikel‘ alyuminatiga
aylanadi, katalizatorning qizib biriktirilishi sodir bo‗lib buning natijasida uning
faol yuzasi kamayadi.
Aniqlashlaricha, molibdendisul‘fidi va aralash nikel‘ sul‘fidi (NiS+Ni
2
S)
eng yuqori faollikka ega. ANM va AKM katalizatorlari dastlabki
oltingugurtlanishga muhtojdir. Motor yoqilg‗isini sanoat miqyosida
gidrotozalash jarayonlarida tegishli metallarni past valentli sul‘fidlarga
aylantirish uchun vodorodda kam miqdorda (foiz ulushlarida) vodorod
sul‘fidning bo‗lishi yetarlidir.
Gidrotozalash katalizatorlari uchta komponentdan iborat bo‗lib, ular
quyidagilar:
Kislotali, degidro-gidrogenlovchi va mexanik mustahkamlik va g‗ovak
strukturani ta‘minlaydigan, bog‗lovchi. Faol komponentlar (МоО
3
, N
i
О va
CоО) gidrogenlovchi funksiyani ta‘minlaydilar. Ularning miqdori 18-25%
(mas) ga yetishi mumkin. Quyida neft xom ashyosini gidrotozalash
katalizatorining tarkibi keltirilgan.
Alyuminiy oksidi va alyuminosilikatlar kislotali funksiyani va bog‗lovchi
funksiyani bajaradilar. Gidrotozalash katalizatorlarini ikkita usul bilan oladilar,
ular quyidagilar: γ-Аl
2
О (γ-alyuminiy oksidi) ni molibden, nikel‘ yoki kobal‘t
to‗zlari bilan birga cho‗ktirish (qanday katalizator olishiga qarab – AKM yoki
ANM nimi), hamda alyuminiy gidrogendi Аl(ОH)
3
tegishli to‗zlarni singdirish.
Katalizator tayyorlashning asosiy bosqichlari bo‗lib quyidagilar hisoblanadi:
singdirish, birga cho‗ktirish, yuvish quritish, qoq qilib qo‗yish, qizdirish,
qaytarish, xlorlash va oltingugurtlash. Faollikni oshirish uchun turli
promotorlarni kiritadilar, ular orasida boshiseolitlar, nodir yer metallar va
boshqalar bor.
Kaliy va litiyni 1,5% (mas) gacha bo‗lgan miqdorda qo‗shish AKM-
katalizatorining barqaror faolligini 10-20% ga oshirishga imkon beradi, ayniqsa
og‗irlashgan fraksiyani qayta ishlashda koks hosil bo‗lishining kamayishi
343
hisobiga ftor va xlorni saqlagan qo‗shimchalarning faollashtiruvchi ta‘siri
ehtimol molibdenli markazlarning lyuiskislotaligi oshishida va anionli
vakansiyalarning elektronoakseptor kuchida bo‗lsa kerak.
Katalizatorlarning tarkibiga fosforni ularning faolligini, barqarorligini va
alyuminiy fosfat hosil bo‗lish hisobiga katalizator granulalarining barqarorlik
xossalarini oshirish maqsadida kiritadilar.
Fosfor birinchi navbatda gidroazotirlovchi va kamroq darajada
gidrooltingugurtsizlantiruvchi faollikni oshiradi. Yuqori qumtuproqli seolitlarni
qo‗shish deparafinlash jarayonlari uchun zarurdir, shu bilan birga seolitning eng
yaxshi kationli shakli bo‗lib kobal‘tli yoki nikel‘lisi hisoblanadi. Qoldiqli xom
ashyoni qayta ishlashda katalizatorlar ishining barqarorligini oshirish uchun
titan va sirkoniy oksidlarini 3-10% (mas) miqdorida qo‗llaydilar.
ANM-kompozisiyasini kremniy (IV)-oksidi bilan modifikasiyalash
mexanik barqarorligini va katalizatorning termik barqarorligini oshirishga
imkon beradi.
| 