Yeni ekoloji tehlukesiz prosesler-2

 
75
 1.  Çoxtonnajlı  sənaye  qurgularında  əsasən  katalizator  kimi  istifadə  olunan  fosforlu- 
turş katalizatorların iştirakı ilə gedən proseslərdə olefinlərin protonlaşması nəticəsində 
katalizatorun  səthində  karbokation  əmələ  gəlir  ki,  bu  da  yüksək  temperaturda  su  ilə 
reaksiyaya  girib  spirtə  çevrilir.  Məhlullarda  olduğu  kimi  həm  də  karbokationun 
spirtlərlə təsiri sadə efirlərin, olefinlərlə təsiri isə polimerlərin əmələ gəlməsinə səbəb 
olur.  
2.  Birbaşa  hidratasiya  prosesində  olefinlərin  reaksiya  qabiliyyəti  sulfat  turşusunun 
iştirakı  ilə  gedən  hidratasiya  prosesindəki  ardıcıllıqla  dəyişir:    olefinlərin  reaksiya 
qabiliyyəti  onların    əsaslılığının  artması  ilə  artır,  məsələn,  izobutilenin  hidratasiyası 
propilenə  nəzərən  təqribən    8000  dəfə  tez,  propilenin  hidratasiyası  isə  etileninkinə 
nəzərən 8000 dəfə tez baş verir. Olefinlərin polimerləşmə qabiliyyəti də həmin qayda 
ilə dəyişir. 
             Qeyd  etdiyimiz  kimi  birbaşa  hidratasiya  prosesinin  katalizatoru  kimi  yüksək 
temperatur  və  təzyiq  şərayitində  sulfat  və  ya  ortofosfat  turşularının  duru  (10-30%) 
məhlullarından  istifadə  oluna  bilər.  Başqa  sözlə  bu  turşuların  daha  aqressiv  olduğu 
mühitdən  istifadə  olunur.  Hal-hazırda  korroziyaya  qarşı  mübarizədə  yüksək 
nailiyyətlərin əldə olunması nəticəsində bu hidratasiya üsulu sözsüz  ki, xüsusi tədqiq 
olunmağa layiqdir. 
          Bərk katalizatorlar – adətən ortofosfat turşusu və onun duzlarının alümosilikat, 
silikagel,  pemza  və  sair.  kimi  daşıyıcıların  üzərinə  hopdurulması  ilə  hazırlanır; 
optofosfat turşusunun xeyli hissəsi (35% -ə qədəri) sərbəst halda olur. Posforlu-turşu 
katalizatorlarının  iştirakilə  hidratasiya  proseslərinin  çatışmayan  cəhəti  aparatların 
güclü  korroziyaya  uğraması  və  reaksiyanın  qaz  qarışığı  axını  ilə  buxar  halında  olan 
turşunun  aparılmasıdır.  Prosesi  aparmaq  üçün  müxtəlif  əlavələrlə  aktivləşdirilmiş 
metal  oksidləri  (məsələn,  AICI
3
,  W
2
O
3
,  TiO
2
  və  sair.)  əsasında  hazırlanmış  uçucu 
olmayan  katalizatorlardan  da  istifadə  olunur.  Ali  olefinlərin  hidratasiyası  zamanı  isə 
iondəyişmə qətranları daha effektivdir. 

---

 
76
Eyni  bərabər  şəraitdə  bərk  katalizatorların  iştirakı  ilə  aparılan  proseslər  maye 
katalizatorlarla aparılan proseslərə nəzərən xeyli yavaş gedir, lakin bu halda korroziya 
xeyli  azalır,  bəzən  isə  heç  olmur.  Temperaturu  artirmaqla  reaksiya  sürətini  artırmaq 
olar, lakin bu zaman spirtin çıxımı azalır və əlavə reaksiyaların (efirlər, polimerlər və 
sair.)  çıxımı  isə  artmış  olur.  Hal-hazırda  ən  çox  tədqiq  olunan  və  mövcud    sənaye 
qurğularında tətbiq olunan  qaz fazada aparılan hidratasiya prosesləridir: 
           CH
2
 = CH
2
qaz
  +  H
2
O
qaz
    
→
   C
2
H
5
OH
qaz
  , 
∆
H  =  
−
41868 kcoul/mol 
       Bu  ekzotermiki  proses  həcmin  azalması  ilə  gedir,  odur  ki,  temperaturun  və 
təzyiqin  azalması  etanolun  tarazlıq  çıxımının  artmasına  səbəb  olur.  Cədvəl  3.1-də 
etilen və su buxarının ekvimolyar qarışıqları üçün müxtəlif temperatur və təzyiqlərdə 
etanolun tarazlıq çıxımları göstərilmişdir. 
                                                                                                     
            Cədvəl 3.1 
            Etilen və su buxarının ekvimolyar qarışığı üçün etanolun tarazlıq çıxımı.  
Temperatura ,
 o
C 
Etanolun tarazlıq çıxımı , % ilə 
0,5 MPa 
0,8 MPa 
1,0 Mpa 
1,5 MPa 
150 
53,0 
65,0 
67,0 
74,0 
200 
30,5 
38,7 
45,0 
54,0 
250 
14,1 
21,4 
20,0 
35,0 
270 
- 
16,3 
- 
- 
300 
6,7 
10,3 
12,5 
18,3 
350 
3,5 
5,6 
7,0 
12,2 
 
 Atmosfer  və  ya  ona  yaxın  olan  təzyiqlərdə  etanolun  tarazlıq  çıxımı  bir-birinə 
çox yaxındır, məsələn, atmosfer təzyiqində və 150
0
C temperaturunda etanolun çıxımı 
ancaq  0,4%  olur.  Bu  şəraitdə  və  fosforlu-turşu  katalizatorlarının  iştirakı  ilə 
reaksiyanın  sürəti  o  qədər  aşağıdır  ki,  bu  da  sənaye  qurğuları  üçün  münasib  hesab 

---

 
77
olunmur. Prosesin əsas texnoloji parametrlərini müəyyən etmək üçün 2 fiziki-kimyəvi 
faktora fikir vermək lazımdır. Bu hər şeydən əvvəl prosesin temperaturunu müəyyən 
etmək  üçün  həlledici  əhəmiyyət  kəsb  edən  katalizatorun  aktivliyidir.  Məlumdur  ki, 
hal-hazırda  geniş  istifadə  olunan  fosforlu-turşu  katalizatorlarının  aktivliyi  yüksək 
deyil,  ancaq  280  –  300
0
C-də  onun  sənaye  miqyasında  istifadəsi  məqbul  hesab  oluna 
bilər  .  Bundan  yüksək  temperaturlarda  isə  etilenin  polimerləşməsi,  efirin  sürətlə 
ə
mələgəlməsi  və  sair  kimi  əlavə  reaksiyaların  baş  verməsi  artır.  Bu  buxar  fazada 
gedən hidratasiya prosesində digər faktor isə prosesin təzyiqini müəyyən etmək üçün 
həlledici  rol  oynayan,  etilenə  nəzərən  xeyli  az  olan  suyun  uçuculuğudur.  Suyun 
uçuculuğu isə eyni bərabər şəraitdə su buxarının parsial təzyiqindən asılıdır, yəni o da 
temperaturdan asılıdır. 
     Beləliklə,    prosesin  həm    sürətini      həm  də    ümumi  təzyiqini,  deməli  etilenin 
konversiyasını  və  digər  göstəriciləri  də  müəyyən  etmək  üçün    temperatur    mühüm 
parametr hesab olunur. 
 
3.4. Alçaq molekullu olefinlərin birbaşa 
 hidratasiyasının texnologiyası 
      Etilenin birbaşa hidratasiya prosesini həyata keçirmək üçün sənaye miqyasında bir 
neçə texnoloji sxemlərdən istifadə olunur. Yeni  ekoloji təhlükəsiz etanol sintezi üçün 
təklif olunan texnoloji sxemin mövcud olan qurğulardan əsas fərqləri aşağıdakılardır: 
1.Yüksək  təzyiq  buxarından  istifadə  olunmaması,  onun  resikl  suyu  və  buxar 
kondensatı ilə əvəz edilməsi; 
2.  Bütün  xammalın  bir  axında  qızdırılması,  qızdırılmanın  son  mərhələsində  alovla 
qızdırılmanın tərbiq olunması;                                                                                                      
3.  Reaksiya  qarışıgının  soyutma  və  neytrallaşma  sxeminin  dəyişməsi  ilə  yüksək 
potensiallı istiliyin utilizasiya olunması;        

---