loading...

Qaz karbohidrogenlərinin xammal mənbələri və xassələrinin təhlili

Əvvəllər üzvi kimya sənayesinin xammal mənbəyi qismən bitki və heyvanat aləmindən alınan məhsulların (ağac, taxıl, kartof, yağlar) emalı məhsullarıdır.  Baxmayaraq ki, son illərdə bu məhsullardan az da olsa istifadə olunur, onların əvvəlki əhəmiyyəti get-gedə azalır. Buna səbəb isə onların miqdarının məhdud olmaqla bərabər, əsas yeyinti  məhsullarının olmasıdır. Ona görə əsas üzvi sintezin qarşısında duran mühüm məsələlərdən biri yeyinti və başqa qiymətli təbii məhsullardan alınan xammalı sintetik maddələrlə əvəz etməkdir.

Belə ki, hazırda neftdən, təbii və neft mədən qazlarından, daş kömürdən alınan müxtəlif məhsullardan üzvi və neft-kimya sintezi üçün qiymətli xammal kimi səmərəli istifadə olunur.

Üzvi sintezdə böyük əhəmiyyətə malik olan bir sıra doymuş  karbohidrogen­ləri iki əsas qrupa bölmək olar. Birinci fərdi halda alına bilən kiçikmolekullu parafin karbohidrogenləridir (C1 –C5 -ə qədər). İkincisi tərkibində müxtəlif miqdarda karbon atomu olan homoloqların (maye və bərk) qarışığından ibarət ali parafin, karbohidrogenləridir (C10-C40 a qədər).

Parafin və naften karbohidrogenləri neftin, təbii və neft-mədən qazlarının əsasını təşkil edir.

 

Aşağı molekullu parafin karbohidrogenlərinin xassələri

Metandan (CH4) butanlara (C4H10)  qədərki parafin karbohidrogenləri adi şarəitdə qaz halında olur. Metan bir qədər çətin sıxılan qazdır, qalan qaz halında olan parafinləri isə müəyyən təzyiq altında su ilə soyutmaqla maye halına keçirmək olar.

Butanın və izo-butanın eləcə də n-pentanın və izopentanın qaynama temperaturları fərqli olduğuna görə, onları izomerlərdən müəyyən şəraitdə distillə olduğuna görə, onları izomerlərindən müəyyən şəraitdə distillə ilə ayırmaq olur.

Kiçikmolekullu parafinlər suda, kiçikmolekullu spirtlərdə, ketonlarda, və s. polyar mayelərdə pis həll olur, ancaq başqa karbohidrogenlərdə yaxşı həll olur, bərk adsorbentlərlə isə (aktivləşmiş kömürlə ) cəzb olunur. Parafinlərin molekul çəkiləri artdıqca onların udulmaları artır. Bu xüsusiyyətdən istifadə edərək parafin karbohidrogenlərini bir-birindən ayırmaq olur.

Kiçikmolekullu parafinlərin hava ilə müxtəlif nisbətlərdə qarışığı partlayışa səbəb olur, ona görə onlardan istifadə edildikdə ehtiyatlı olmaq lazımdır.

Metandan tetrametilmetana qədərki parafin karbohidrogenlərinin bəzi fiziki xassələri aşağıdakı cədvəldə verilmişdir.

Adları

Qaynama temperaturu, 0C

Müxtəlif nisbətlərdə havanın qarışığı ilə partlayış vermə həddi, həcmlə (%)

metan

-161.6

5.0-15.0

etan

-88.6

2.9-15.0

propan

-42.1

2.1-9.5

n-butan

-0.5

1.8-9.1

izo-butan

-11.7

1.8-8.4

n-pentan

36.1

1.4-7.8

izo-pentan

27.8

1.3-7.6

tetrametil

metan

9.5

1.4-7.5

 

Yüksəkmolekullu parafin karbohidrogenlərinin xassələri

Əsas üzvi sintezdə xammal kimi, əsasən tərkibində düz zəncirli normal quruluşa malik olan irimolekullu parafin karbohidrogenləri əməli əhəmiyyətə malikdir. Onların C16-ya qədər fərdi nümayəndələri otaq temperaturunda maye, C16-dan yuxarı olanlar isə bərk haldadır.

Qeyd etmək lazımdır ki, bu sıra karbohidrogenləridə zəncirin uzanması ilə ərimə temperaturu da artır. Ancaq adətən n-parafinlərin ərimə temperaturu onların müvafiq şaxələnmiş izomerlərindən yuxarı olur, bu xassədən istifadə edərək  n-parafin karbohidrogenlərini onların müvafiq izomerlərindən kristallaşma yolu ilə ayırırlar.

Neft molekullarından n-parafin karbohidrogenlərini ayırdıqca bunların qarışığı alınır. Bu qarışıq yumşaq və bərk parafinlərdən ibarətdir. Yumşaq parafinlər 400C-yə qədər temperaturda əriyir. Onların tərkibində olan C11-C20 karbohidrogenləri 200-dən 320-350-yədək qaynayır. Bəzi məqsədlər üçün yumşaq parafinlərin 250-3000-də qaynayan dar fraksiyasından istifadə olunur. Bərk parafinlər (ərimə tempraturu 500-dən yuxarı) əsas etibarilə C20-C35 karbohidro­genlərindən ibarət olub, 300-3500C-dən 450-5000C-yə qədər tempe­ratur­da qay­nayır. Normal parafinlərin böyük texniki əhəmiyyətə malik olan xüsusiy­yətlərindən biri onların karbamidlə (NH2)2CO kristallik adduct verməlidir. Bu adduktların tərkibi parafinlərin molekul çəkisi ilə bilavasitə əlaqədardır. Orta he­sab­la hər 10 karbon atomuna 8 molekul karbamid birləşir. n-parafin karbohidro­genlərinin  belə xüsusiyyətlərinən istifadə edərək onları neft məhsullarında olan izo­pa­rafinlərdən, naftenlərdən və aromatic karbohidrogen­lərdən ayırmaq olar.

Irimolekullu n-parafin karbohidrogenləri əsas etibari ilə neftin müxtəlif fraksiyalarından alındığı kimi, onları sadə birləşmələrəsasında sintez etməklə də almaq olar. n-parafin karbohidrogenlərini Fişer-Tropş üsulu əsasında karbon oksidi və hidrogendən sintez etdikdə əsasən müxəlif molekul çəkisi olan düz zəncirli karbohidrogenlər alınır. Parafin karbohidrogenlərinə nisbətən naften, yaxud tsikloparafin karbohidrogenlərində hidrogenin az olmasına baxmayaraq, onlar özlərini bir çox kimyəvi birləşmələrdə doymuş karbohidrogenlər kimi aparır. Tsikloparafinlərin bəzi birləşmələri neft fraksiyalarından ayrılır. Məsələn tsikloheksanı neftin benzin fraksiyasından ayırırlar. 

 

Yüksəkmolekullu parafinlərin neft məhsullarından ayrılması

Üzvi sintezin müxtəlif sahələrində geniş istifadə olunan maye və bərk parafin karbohidrogenlərinin əsas xammalı neftdir.

Məlumdur ki, neft əsas etibarilə parafin, naften və aromatik karbohidrogenlərdən ibarətdir. Bundan başqa neftin tərkibində az miqdarda oksigenli, azotlu və kükürdlü birləşmələrdən də olur.

Qeyd etmək lazımdır ki, neft yatağının dəyişməsi ilə əlaqədar olaraq onun tərkibində olan yuxarıda göstərilən karbohidrogenlərin nisbəti də dəyişir. Neftin tərkibində açıq zəncirli karbohidrogenlər çox olduqda belə neft parafin əsaslı ( Pencilvan, Qroznı nefti), naften karbohidrogenləri  çox olduqda isə naften əsaslı neft  adlandırılır. Çox yayılmış naften əsaslı neftin tərkibində 50-65 % tsikloparafinlər, 20-30% açıq zəncirli karbohidrogenlər və 15-30%-ə qədər aromatik karbohidrogenlər olur.

Neftin tərkibində olan hər sinif karbohidrogenlər çoxlu homoloqlardan və izomerlərdən ibarətdir. Neftin emalı nəticəsində müxtəlif karbohidrogenlərdən ibarət olan geniş fraksiyalar alınır. Odur ki, bu halda irimolekullu parafin karbohidrogenlərini fərdi şəkildə ayırmaq olmur. Neftin adi atmosfer təzyiqində ilk distilləsindən aşağıdakı fraksiyalar alınır

 

Benzin-40-200

Liqroin-150-230

Kerosin-180-300

Qazoyl-250-360

Mazut-360 dan yuxarı

Birbaşa distillədən alınmış benzinin aşağı oktan ədədinə malik olmasına baxmayaraq, yenə də o , avtomobil və təyyarə yanacağı kimi işlədilir. Ağır benzin və liqroin yüksək keyfiyyətli motor yanacağı almaq üçün riforminq prosesinə verilir. Kerosin məişətdə yanacaq kimi istifadə olunur. Qazoyldan dizel yanacağı, katalitik krekinq üçün xammal, absorbent kimi (uducu yağ) istifadə edilir. Mazutu vakuum altında distillə etdikdə ondan müxtəlif temperaturda qaynayan sürtkü yağları alınır. Mazutun vakuumda distilləsindən qalan qalıq (qudron) asfalt və başqa məhsullar almaq üçün istifadə edilir.

 

Bərk parafin karbohidrogenlərin kristallaşma üsulu ilə ayrılması

Əvvəllər əsas etibarilə n-parafin karbohidrogenlərinin qarışığını (bərk parafinləri) sürtkü yağlarından onların donma temperaturunu aşağı salmaq məqsədi ilə ayırırdılar. Hazırda müxtəlif quruluşlu n-parafin karbohidrogenləri kimya sənayesində və xalq təsərrüfatında ayrı-ayrı sahələrində geniş və səmərəli istifadə olunur. Ona görə bu sıra n-parafinləri nəinki sürtkü yağlarından, hətta qazoyldan, kerosindən və başqa fraksiyalardan da ayırırlar və istifadə edirlər. Neft fraksiyaları (həlledici iştirakı ilə və ya onsuz) soyudulub kristallaşdırma üsulu ilə parafinsizləşdirilir. Həlledicisiz parafinlərin  kristallaşmasını qazoyl fraksiyasında və bəzi yüngül yağlarda aparmaq olar. Məsələn, yağı 00C-də soyudurlar, bu zaman kristallaşmış parafini filtr-presdə yastı kökə halında ayırırlar. Ayrılmış kristallik kökənin 70%-i bərk parafindən, 30%-i isə maye karbohidrogenlərdən ibarətdir. Alınmış kristallik kökə yenə müəyyən prosesdə isidilir. Bu zaman əmələ gəlmiş maye karbohidrogenlər yenə də təkrar kristallaşmaya qaytarılır. Beləliklə, alınmış parafinin 95-99%-i bərk parafin karbohidrogenlərdən ibarət olur. Sürtkü yağlarının həlledicilərin iştirakı ilə parafinsizləşdirilməsi çox geniş yayılmışdır. Elə həlledici götürmək lazımdır ki, onda izoparafinlər, naftenlər və aromatik karbohidrogenlər yaxşı həll olunsun. Bu məqsədlə qarışıq həlledicilərdən, yəni ketonlardan (aseton, metiletilketon, metilizobutilketon) və aromatik karbohidrogenlərədn (benzol, toluol) istifadə olunur. Məsələn, 1:4 nisbətində yağ fraksiyası ilə həlledici -50C-dən 300C-yə qədər temperaturda “boru-boru içində” tipli kristallizatorda soyudulur. Prosesdə əmələ gəlmiş çöküntü filtr presdə və ya sentrifuqada ayrılır. Alınmış kristallik çöküntünün 60-80%-i bərk parafin karbohidrogenlərdən ibarət olur.

Son illərdə neft fraksiyalarının parafinsizləşdirilməsində maye propandan daha əlverişli istifadə olunur. Bu prosesdə propan həm həlledici və həm də soyuducu rolunu oynayır. Propanın bir hissəsinin buxarlanması ilə əmələ gələn soyutma bütün həcm boyu getdiyi üçün çox effektlidir. Parafinsizləşdirməyə götürülmüş fraksiyanı 1:3 həcm nisbətində propanda təzyiq altında həll edirlər. prosesdə təzyiqi aşağı saldıqda qarışıq təxminən -400C-yə qədər soyudulur, sonra əmələ gəlmiş kristallar süzülür və filtratdan propan regenerasiya olunaraq təkrar prosesə qaytarılır. 

 

Mənbə: "Qaz xammalları əsasında üzvi maddələrin kimyası və texnologiyası" dərsliyi, S.Ə.Məmmədxanova

Chemistry Engineer / Kimya Mühəndisi

Əlaqəli postlar

Bizi izləyin

Abunəlik

Android tətbiq

Android proqramı yükləyərək elmi-texnoloji yeniliklərdən məlumat ala, kitabxanadan istifadə edə, video dərsliklərdən yararlana bilərsiniz.