Katalizatorlarni regenerasiyasiga oid tadqiqot ishlarining tahlili

Katalizatorlarni regenerasiyasiga oid tadqiqot ishlarining tahlili
Filtrlash yo’li bilan salomasdan ajratib olingan, qayta ishlatiladigan
katalizator tarkibi salomas va katalizator aralashmasidan iborat bo’ladi. Bu
komponentlarning miqdori turli sabablarga ko’ra keng masshtabda bo’lishi mumkin.
Qayta ishlanayotgan formiat katalizatori tarkibidagi yog’ miqdori 60-70 % atrofida,
nikel-kizelgur katalizatori tarkibida 50 % atrofida yog’ va 8-9 % nikel bo’ladi.
Nazariy jihatdan tahlil qilganda, katalizatorning aktivligini yo’qolish holati,
yog’da erimaydigan moddalarni katalizator aktiv markazlarni berkitib qo’yish bilan
tushuniladi. Bu moddalarni katalizatordan ajratib olish yo’li bilan uni aktivligini
tiklash mumkin.
Hozirgi vaqtda katalizator aktivligini regenerasiyalashni bu usulidan voz
kecha olmaymiz, chunki jarayon texnologiyasini ishlab chiqarish usullari yetarli
emas, Katalizator aktivligini yo’qotishning yuqori holatida, undan aktiv metallar
sulfat tuzlari holida ajratib olinadi, yoqimsiz iflosliklardan tozalanadi va yana
katalizator tayyorlash maqsadida ishlatiladi. Shunday qilib katalizatordagi aktiv
metallar regenerasiyalanadi.
Nikel qimmatbaho metallardan biri bo’lib, uni chiqindi sifatida tashlab
yuborish atrof-muhitga salbiy ta’sir etadi. Shu sababli ishlatilgan nikelli
katalizatorlarni regenerasiya qilish va nikelni ajratib olishning samarali usullarini
ishlab chiqish dolzarb masalalardan biri sanaladi. Bundan tashqari ishlatilgan
katalizator tarkibida o’z massasiga nisbatan 40-60 % sorbsiyalangan yog’ bo’ladi.
Bu yog’ katalizator g’ovaklariga sorbsiyalangan va yog’ kislotalarning nikelli tuzi
ko’rinishida bo’ladi. Shuning uchun uni katalizatordan mexanik usullar bilan ajratib
bo’lmaydi.
239
MDH
mamlakatlaridagi
yog’-moy
korxonalarida
ishlatilgan
katalizatorlardan aktiv metallar (Ni, Cu) sulfat kislota ta’sirida ajratib olinadi,
natijada ularning sulfat tuzlari hosil bo’ladi. Yog’ni sulfat kislotaning suvli eritmasi
bilan namlanmasligi sababli katalizatorni qayta ishlash uzoq davom etadi,
katalizatordan metallarni ajratib olish 2 fazada amalga oshirish maqsadga
muvofiqdir. Bunda avval asosiy yog’ ajratib olinadi, so’ngra yog’sizlantirilgan
qoldiq sulfat kislota bilan ishlanadi. Shu tartibda jarayon sezilarli darajada
tezlashadi. Bunda ajratib olingan yog’, ishlatilgan katalizatordan yog’ni sulfat
kislota bilan to’g’ridan to’g’ri qaynatish yo’li bilan olingan yog’ga qaraganda
sifatliroq bo’ladi hamda sanitar-gigiyenik sharoit ham yaxshilanadi.
Ishlatilgan katalizatordan yog’ning ko’p qismini avtoklavlarda 105-107
0
C
haroratda, elektrolitning suvli eritmasi bilan ajratib olinadi. Ma’lum jarayonlardan
so’ng yog’li qatlam alohida yig’gichga quyib olinadi, o’rta qatlam – tuzli eritma
soapstok yig’gichga tushiriladi, pastki qatlam – katalizatorni (kizelgur) suvda
erimaydigan noorganik qismi, ya’ni suspenziya holidagi cho’kma alohida
aralashtirgichga berilib, u yerda metallarni ajratib olish uchun sulfat kislota bilan
ishlanadi.
Ishlatilgan katalizatorni, uni tarkibidagi salomasni aralashtirgichli sovun
pishirish qozonida 70-80 ˚C da sovunlash yo’li bilan yog’sizlantirish mumkin.
Buning uchun hisoblashlarga qaraganda 10 % ortiqcha miqdorda olingan 5-7 %
natriy ishqori eritmasi qo’llaniladi. 6 soatdan so’ng sovunli aralashma qaynoq suv
bilan suyultiriladi va filtrpressga o’rnatiladi. Filtrpressdagi qoldiq qaynoq suv bilan
yuviladi. So’ng filtr 10 minut davomida bug’ bilan puflanadi, keyin havo bilan suv
siqib olinadi va filtrlangan, yog’sizlantirilgan qoldiq tushirib olinadi.
Yog’sizlantirilgan nikelli katalizatordan nikelni ajratib olish uchun
parchalash chaniga metallarni zritishga zarur bo’lgan miqdorda texnik sulfat kislota
quyiladi, bug’ ochiladi va chandagi aralashma 2 soat davomida qaynatiladi.
Suyuqlik harorati 90-95 ˚C dan past bo’lmasligi lozim. Parchalash suyuqlikdagi
nikel va erkin sulfat kislota miqdori (sulfat tuzlari ko’rinishida) o’zgarishsiz
240
qolgunga qadar davom ettiriladi. Keyin chandagi aralashma suv bilan suyultiriladi,
tindiriladi, yog’ yuzaga chiqadi, neytrallanadi, filtrlanadi yoki dekantasiyalanadi.
Mis–nikel katalizatoridan metallarni regenerasiyalash ikki bosqichda
boradi. Dastlab, yuqorida yozilgandek nikel ajratib olinadi. Olingan nikel sulfat
eritmasi ajratiladi, so’ng tindiriladi va tindirilgan suyuqlik tarkibidagi misni ajratib
olish uchun sulfat kislota va temir oksidi bilan qayta ishlanadi. Shundan so’ng eritma
soda bilan neytrallanadi, cho’kma filtrlanadi, yuviladi, havo purkab siqiladi.
Tadqiqot mualliflari[135] ishlatilgan katalizatordagi nikel metali va yog’ni
ajratib olishda xlorid kislotasidan foydalanishgan. Metalni ajralib chiqish darajasiga
mineral kislotaning konsentrasiyasi, jarayon davomiyligi, harorat va suyuqlik
miqdorining ta’siri o’rganilgan. Xlorid kislotaning konsentrasiyasi 4 n, harorat 90
0
C, suyuqlikning qattiq massaga nisbati 1/10 g/ml va jarayon davomiyligi 2 soat
bo’lganda eng yuqori natijalarga erishilgan, ya’ni 98,5% nikel va 99,8% yog’ ajratib
olingan.
Misr olimlari[136] kimyo sanoatida ishlatilgan nikelli katalizatordan nikel
metalini ajratib olish jarayonini tadqiq qilishgan. Ular ishlatilgan katalizatorni sulfat
kislota bilan qayta ishlab nikel metalini ajralib chiqish tezligiga ishlatilgan
katalizator zarralarining o’lchami, sulfat kislota konsentrasiyasi va jarayon
haroratining ta’sirini o’rganishgan. Zarralar o’lchami 74+53 µm bo’lgan ishlatilgan
katalizatorni 50% li sulfat kislota bilan 180
0
C haroratda 150 minut davomida qayta
ishlanganda 945 nikel ajratib olingan. Bunda suyuqlikning qattiq massaga nisbati
1:20 g/ml qilib olingan.
Xuddi shunday tadqiqot ishlarini S. Ivoskanu va O. Roman[137] sulfat kislota
bilan, A.Ya. Loboiko[138] nitrat kislota bilan, A.J. Chandxari[139] xlorid kislota
bilan, M. Vikol[140] ammiak bilan va O. Florea[141] ammoniy karbonat bilan olib
borishgan.
Polsha olimlari[142] ishlatilgan nikel oksid katalizatoridan sulfat kislota
eritmasi ishtirokida nikel metalini ajratib olish kinetikasini tadqiq qilishgan. Nikel
metalini ajralib chiqish tezligiga sulfat kislota konsentrasiyasi, jarayon harorati,
aralashtirish tezligi va katalizator zarralari o’lchamining ta’siri o’rganilgan. Metalni
241
ajratib olish jarayonining turli bosqichlarida reaksiya qoldiqlari SEM, X-nur
difraksiyasi, elektron mikroskop va kimyoviy tahlil qilish orqali nazorat qilingan.
Yog’larni gidrogenlashda ishlatilgan nikel keramik katalizatorni tozalash
usuli mavjud[143]. Natriy metasilikat, natriy tripolifosfat va kalsinirlangan soda
kabi cho’ktiruvchi va disperslovchi qo’shimchalarga ega neionogen yuvuvchi
vositalar va ishqor eritmasi bilan katalizatorni qayta ishlash usulning asosini tashkil
etadi. Ushbu usulda ishqoriy reagentlar aralashmasini qo’llanilishi, ularni katalizator
eltuvchisining yuzasiga o’tirib qolishi, g’ovaklariga kirib qolishi va aktiv
markazlarni “blokirlab” qo’yishi mumkin. Oqibatda katalizatorni ishqoriy
reagentlardan to’liq tozalash uchun bir necha bosqichda va uzoq vaqt tozalash
jarayonlarini olib borish lozim bo’ladi.
Shu sababli mualliflar tomonidan tarkibida palladiy saqlovchi ishlatilgan
katalizatorni oson va yengil regenerasiya qilish usuli patentlangan[144]. Yog’larni
gidrogenlashda ishlatilgan palladiyli katalizator, dastlab, vodorodni barbotajlagan
holda, tarkibidagi yog’ qoldiqlaridan xoli qilish uchun suv bug’i bilan
puflanadi(yuviladi) va barbotajlashni to’xtatmasdan 10%li natriy gidroksid eritmasi
bilan qayta ishlanadi. So’ng bug’ kondensati bilan ishqor va sovun qoldiqlari yuvib
tashlanadi. 145-150
0
C da 8-9 soat davomida vodorod oqimida quritiladi. Natijada
katalizator aktivligi tiklanadi va yuqori darajada tozalashga erishiladi.
Tadqiqot mualliflari[145] kimyo sanoatida qo’llaniladigan, ishlatilgan
RANG-19 va KUB-3 katalizatorlarini xlorid kislotasi bilan regenerasiya qilish
jarayonini tadqiq qilishgan. Kislota konsentrasiyasi, jarayon harorati, suyuqlikni
qattiq massaga nisbati va reaksiya davomiyligini nikel va alyuminiy metallarini
ajralib chiqishiga ta’siri o’rganilgan. 60
0
C haroratda 3 M HCl eritmasi bilan
ishlatilgan RANG-19 katalizatorini 1 soat davomida qayta ishlanganda 74% nikel
ajralgan bo’lsa, 45 minut davomida ishlatilgan KUB-3 katalizatoridan 99% nikel
ajralib chiqqan. Xar ikkala katalizatorda ham eng yuqori natijalar quyidagi sharoitda
olingan: xlorid kislota konsentrasiyasi – 3M, harorat-60
0
C, suyuqlikni qattiq
massaga nisbati – 1/10 va katalizator zarralarining o’lchami – 3-8 mm. Ushbu
242
sharoitda KUB-3 katalizatoridan 3 soatda 99% va RANG-19 katalizatoridan 4
soatda 98% nikel ajralib chiqqan.
Muhammad Ibrohim Nosir[146] ishlatilgan nikel katalizatorini etanol, geptan,
geksan
va
izopropanol
kabi
erituvchilar
bilan
ekstraksiyalash
orqali
regenerasiyalash usulini tadqiq qilgan. Muallif katalizatordagi yog’ni erituvchilar
yordamida ekstraksiyalash jarayoniga erituvchining miqdori, ekstraksiyalash
davomiyligi va erituvchi tabiatiningg ta’sirini o’rgangan. 25 g ishlatilagan
katalizatorni ekstraksiyalanganda geksan miqdorini 250 ml dan 300 ml gacha
oshirilishi yog’ning ekstraksiyalanishini 40,15 dan 44% gacha oshishiga olib keldi.
Ekstraksiyalash va distillyasiyalash vaqtini 2 soatdan 6 soatgacha ortishi yog’
chiqishini 25% dan 44% gacha oshishiga olib keldi. Muallif yana etanolning yog’ni
erituvchanligi izopropanolga nisbatan samarasiz ekanligi, ammo geksangan nisbatan
yaxshi filtrlanuvchanligi, hamda geptanni etanolga nisbatan yaxshi filtlanuvchan
emasligi va ko’p energiya talab etishi aniqlagan.
|