- Жадвал ААС ВЭ унумига ҳарорат ва реакция давомийлиги таъсири

ААС виниллаш жараёнига ва винил эфирлар унумига активланган кўмирга шимдирилган металл алькоголятлар миқдорининг таъсири ўрганилди. Бунинг учун дастлаб турлича миқдорда (530%) металл алькоголятлари сақлаган катализаторлар намуналари тайёрланди. Жараён 200⁰С ҳароратда ААС:ацетилен 1:3 нисбатда 3 соат давомида олиб борилди. Ҳосил бўлган ВЭ унуми тортма усулда, айрим ҳолатларда газ-суюқлик хроматографиясида аниқланди. Олинган натижалар 6- Жадвалда келтирилган.

ААС ВЭ унумига катализаторлар таркибида фаол компонентлар металл (Na ва К) алькоголятлари миқдорининг кўпайиши билан маҳсулот унумининг ҳам ортиб бориши илмий тадқиқот натижалари асосида аниқланди. Дастлабки (5  10 масс.%) ҳолатларда ВЭ унуми кескин равишда ошган бўлса, катализаторлар 15  30 масс.% интервалларда олинганда эса маҳсулот ҳосил бўлиш миқдори сезиларли даражада селектив чиқмаслиги аниқланди.

Умумий ҳолда таъкидлаш керакки, катализатор фаол компонентининг 20% гача ортиб бориши унумнинг ошишига сабаб бўлди. Масалан; активланган кўмир/C₆H₅C≡CC(RR′)ONa иштирокида 74,2% унумда, катализатор миқдори янада (2530 масс.%) орттирилганда маҳсулот унумида самарадорлик жуда кам ўсиши кузатилди.

Ўрганилган илмий изланишлар асосида ААС гетероген-каталитик усулда ацетилен иштирокида виниллаш реакциясининг энг муқобил шароити топилди, унга кўра жараён 3 соатда, бошланғич моддалар ААС:ацетилен 1:3 нисбатда, ҳарорат 200⁰С да олиб борилган ҳолат таклиф этилди. Бунда ААС ВЭ мос равишда юқори унум билан синтез қилинди.

Синтез қилинган маҳсулотларнинг тозалиги, тузилиши хроматографик ва спектроскопик усулларда таҳлил қилинди.

7-Жадвал

ААС ВЭ таркибининг элемент таҳлили натижалари

Синтез қилинган ароматик ацетилен спирти ва унинг винил эфири электрон тузилиши АСDFREE12 дастурида, уларнинг структураси ва молекуланинг 3D тузилишлари ва атомларда зарядларнинг тақсимланиши (1- 3 Расмлар) тадқиқ қилинди, тузилиши эса Tesla BS 567A (100 МГц) ҳамда Specord IR-75 спектрофотометрларида исботланди, таркиби элемент анализ қилинди.

.
1-Расм. 1-Фенил-3,4-диметилпентин-1-ол-3 ва унинг винил эфири тузилиши
2- Расм. 1-Фенил-3,4-диметилпентин-1-ол-3 ва унинг винил эфири ЗD тузилиши
3-Расм. 1-Фенил-3,4-диметилпентин-1-ол-3 ва унинг винил эфири молекуласи атомларида зарядларнинг тақсимланиши

Синтез қилинган 1-фенил-3,4-диметилпентин-1-oл-3 нинг винил эфири тозалиги ва унуми газ-суюқлик хроматографиясида аниқланди. Ҳосил бўлган катализат таркибида (4-Расм) реакцияга киришмаган ацетилен спирти, винил эфири ва қолдиқ маҳсулот мавжудлиги аниқланди. 5-Расмда эса синтез қилинган 1-фенил-3,4-диметилпентин-1-ол-3 нинг винил эфири хроматограммаси берилган.

Ўзбекистон Республикаси ғоят муҳим стратегик манбалар- нефт ва газ конденсати ва табиий газ бўйича 155 яқин истиқболли конларига эга бўлган табиий заҳираларига бой кам сонли мамлакатлар қаторига киради. Соҳа мутахассислари таҳлилларига асосланиб келажакда Республикамиз эҳтиёжини табиий ёқилғи заҳиралари, жумладан табиий газ, нефт ва нефт маҳсулотлари бўйича 30 йилгача қоплаши аниқланган 65.

Адабиётлардан маълумки нефт таркибидаги олтингугурт бирикмалари миқдорига қараб улар учта технологик синфларга, яъни кам олтингугуртли (0,5% гача), олтингугуртли (0,5 дан 2,0% гача) ва кўп олтингугуртли (2,0% дан юқори) бўлинади 66. Одатда нефт маҳсулотларининг қуйи ҳароратли фракцияларида олтингугурт миқдори камроқ, қанчалик фракция оғирлашиб борса олтингугурт миқдори ҳам юқори бўлади. Водород сульфид эса нефтнинг хар қандай фракцияларида эркин ҳолатда учрайди, яъни баъзи бир беқарор олтингугурт бирикмалари нефт ва газни қайта ишлашда ҳарорат таъсирида парчаланишидан водород сульфидга айланиб қолади. Бундан ташқари Н₂S миқдори бензинда 0,0020,15%, реактив ёқилғида 0,1%, дизел ёқилғисида эса 0,2% гача мавжуд бўлиб, улар мотор кучини 10% гача камайтириб, ёқилғиларнинг сарфланишини 12-15% гача кучайтиради 67. Ёқилғилар таркибида олтингугурт миқдорининг ортиши, уларнинг сифатини камайтириш баробарида биосфера флора ва фаунасига экологик жиҳатдан катта зарар етказиб келмоқда. Бундан ташқари меркаптанлар кучсиз кислотали хоссага эга бўлиб нефт ва нефт маҳсулотлари ҳамда табиий газни қайта ишлашда қўлланиладиган турли хил катализаторларнинг ғовакларига ютилиб, уларнинг тезда сифат кўрсатгичини камайтиради, технологик жараёнларда эса металл ва пўлат қувурлари, қурилмалар ва дастгоҳларни коррозия жараёнини келтириб чиқармоқда 68.

Ҳозирги кунда “Шўртангаз” КМ ва “Мубарекнефтегаз” УШК да табиий газ ва нефтни қайта ишлаш асосида турли хил кимё саноати учун зарур бўлган маҳсулотларни, жумладан олтингугурт ишлаб чиқариб, Республикамиз эҳтиёжини тўлалигича таъминлаш баробарида хорижга ҳам кенг масштабда экспорт қилинмоқда.

Маълумки олтингугурт кимё саноати, қишлоқ хўжалиги, фармацевтика ва мудофаа соҳасида асосий хом-ошё маҳсулотларидан бири ҳисобланади. Шундан келиб чиққан ҳолда ушбу ишда нефт ва табиий газни олтингугурт ва унинг бирикмаларидан тозаловчи ингибиторлар яратиш орқали нефт ва газ маҳсулотлари сифатини ошириш, ҳамда саноатда қимматли мономер ҳисобланган ароматик ацетилен спирти- 1-фенил-3,4-диметилпентин-1-oл-3 нинг винил эфирининг олтингугуртли ҳосилаларини синтез қилиш тадқиқ қилинди.

Биз ушбу илмий ишимиз орқалинНефт ва табиий газ таркибида мавжуд олтингугурт бирикмалари- Н₂S, C₂H₅SH, R-S-R¹, R-S-S-R¹, тиофен, бензотиофен каби кучсиз кислотали муҳитда металлар кимёвий коррозиясини келтириб чиқарувчи компонентлардан тозаловчи ингибиторлар яратиш, уларни синтез қилиш усуллари ишлаб чиқилган, жараён боришига таъсир қилувчи омиллар системали таҳлил қилдик.

“Мубарекнефтегаз” УШК тизимида бўлган “Ўртабулоқ”, “Денгизкўл” ва “Хаузак” конлари таркибида олтингугурт ва унинг ҳосилалари миқдори 4,5-5,0% гача, “Қорақум”, “Памуқ”, “Алан”, “Зеварда” ва “Кўкдумалоқ” сингари конларда эса олтингугурт ва олтингугурт бирикмалари миқдори 0,08 дан 0,1% атрофида мавжуддир 62.

Нефт ва табиий газни қайта ишлашда уларни олтингугуртни бирикмаларидан тозалаш, ажратиб олиш, қуритиш ва истеъмолчиларга жўнатишда фойдаланиладиган ва қўлланиладиган технологик жараёнларни бошқаришда, уни назорат қилишда олтингугурт ва унинг бирикмаларининг салбий таъсир этиши кузатилмоқда. Шундан келиб чиққан ҳолда ацетилен спирти- 1-фенил-3,4-диметилпентин-1-oл-3 винил эфирини ишқорий муҳитда нефт ва нефт маҳсулотлари, ҳамда табиий газ таркибидаги водород сульфид билан гидросульфидлаш реакцияси олиб борилди ва юқори унум билан тиодигликол эфирлар синтез қилишга эришилди. Бунда водород сульфид Кипп аппаратида FeS га концентрланган хлорид кислота таъсир эттириб олинади ва шиша най орқали системага юборилади.

Ацетилен спиртининг винил эфири олтингугуртли ҳосилалари ишқорий шароитда синтез қилиш реакцияси адабиёт манбаларига таянган ҳолда қуйидагича таклиф қилинди.







Бу ерда: R^I= -CH_3, R^II= изо -C₃H_7.
Ацетилен спирти винил эфирининг водород сульфид билан реакциясида юқори унум билан тиодигликол эфир синтез қилиш мақсадида маҳсулот ҳосил бўлишига турли хил омилларнинг, жумладан ҳарорат ва катализатор табиати таъсири ўрганилди.

Жадвалдан кўриниб турибдики, фойдаланилган катализаторлар орасида асослилиги нисбатан юқори бўлган калий ишқори қўлланилган ҳолатларда барча ҳароратларда маҳсулот унуми литий ва натрий ишқорларига қараганда юқори чиқиши аниқланди. Жараёнда ишқорлар спирт билан таъсирлашиб алькоголятлар ҳосил қилади, аммо улар орасида каталитик фаоллиги юқори бўлган калий алькоголяти водород сульфид билан осон таъсирлашиб КНS тузини ҳосил қилади. LiHS ва NaHS га нисбатан КНS АС ВЭ молекулалари билан бирикиш реакциясига осон ва тез киришиб дастлаб оралиқ металл комплексларга айланади ва у сув таъсирида гидролизланиб системадаги АС ВЭ билан тиодигликолларга айланади. Эритмада қолган КОН яна эритувчи метанол билан алькоголят ҳосил қилиб, реакциясининг боришини тезлаштиради, бу эса маҳсулот унумининг ортишига олиб келади.

Ҳарорат 30⁰С да маҳсулот унуми 20 ва 40⁰С га қараганда юқори чиқиши кузатилди. Реакция паст ҳароратда олиб борилганда ишқорларнинг спиртларда эриши қийинлашади, ҳарорат 60⁰С да эса ишқорлар спиртларда жуда яхши эрийди, аммо юқори ҳароратда алькоголятларнинг гидролизга учраши осонлашади, бунинг натижасида водород сульфиднинг алькоголят молекулаларидан металл ионларини ўзига тортиш қобилияти камайиб, маҳсулот унумига салбий таъсир этади.

8-Жадвал

Тиодигликол эфирлар унумига харорат ва катализатор табиати таъсири (реакция давомийлиги 10 соат, эритувчи этанол)

Катализатор	Ҳарорат, 0С	Маҳсулот унуми, %
LiOH	0	15,3
	20	29,7
	30	31,3
	40	31,0
NaOH	0	23,6
	20	47,6
	30	53,5
	40	52,9
KOH	0	32,4
	20	59,8
	30	64,6
	40	64,1

Адабиётлардан маълумки хар қандай кимёвий реакцияларда, айниқса органик синтезда жараённинг боришида, маҳсулот унумининг юқори чиқишида, қўшимча ва қолдиқ маҳсулотлар миқдорини камайтиришда эритувчининг роли муҳим ахамиятга эгалигини эътиборга олган ҳолда АС ВЭ гидросульфидлаш жараёни турли хил эритувчилар иштирокида ўрганилди (9-жадвал).

Жадвалда келтирилган илмий-тадқиқот натижаларига кўра, АС ВЭ ишқорий муҳитда каталитик гидросульфидлаш реакцияси метанол эритмасида олиб борилганда энг юқори унум билан олтингугуртли ҳосилалар синтез қилишга эришилган. Маълумки ишқорларнинг диэтилэфирда эрувчанлиги жуда пастлиги сабабли ушбу реакцияда ҳам тиодигликоллар кам миқдорда ҳосил бўлган, этанол ва метанолда эса ишқорлар осон эрийди ва жараённинг боришида асосий рол касб этадиган алькоголятлар ҳосил қилади ва улар Н₂S билан таъсирлашиб винил эфирлар молекуласидаги қўшбоғнинг -боғига ҳужум қилувчи, барқарор металларнинг гидросульфидларини ҳосил қилади. Гидросульфидлар эса винил ҳосилалар билан бирикиш реакциясига осон киришиб, юқори унум билан тиодигликол эфирлар ҳосил қилади.

ААС ВЭ гидросульфидлаш жараёнида уларнинг тиодигликоли катализатор КОН ишқорида фойдаланилган энг юқори чиқиши аниқланди. 3-жадвалда катализатор КОН миқдорининг маҳсулот унумига таъсири тадқиқ қилинди.

Катализатор КОН массаси винил эфир массасига нисбатан 10-40% оралиғида АС ВЭ гидросульфидлаш реакцияси олиб борилганда маҳсулот унуми этанолга нисбатан метанол эритмасида юқори чиқиши аниқланди. Катализатор миқдори яна 10% га оширилса АС ВЭ нинг оралиқ металл комплекслари, ацетиленидлар ва ортиқча алькоголятлар ҳосил бўлиши натижасида маҳсулот унуми қисман камаяди. Жараёнда альколятлар миқдорининг ошиб кетиши, реакция боришини қийинлаштирибгина қолмай кўп миқдорда эритувчи сарфланишига олиб келди, ҳамда системадан тиодигликол эфирлари ажратиб олиш ва тозалашга тўсқинлик қилди.

Синтез қилинган маҳсулотнинг квант-кимёвий хоссалари, тузилиши ва тозалиги физик-кимёвий усуллар ёрдамида ўрганилди, таркиби элемент анализ қилинди (11-Жадвал).

Синтез қилинган ароматик ацетилен спири винил эфирининг олтингугуртли ҳосиласи молекуласининг фазовий тузилиши, молекулаларда зарядларнинг ва электрон зичликнинг тақсимланиши ўрганилган, бирикмаларнинг квант-кимёвий катталиклари аниқланган, жараёнларнинг муқобил шароит топилди, тузилиши, тозалиги ва таркиби физик-кимёвий усулларда аниқланди.