METANDAN MEZOG’OVAKLI UGLEROD OLISH JARAYONINING KINETIKASI VA MEXANIZMI

Аннотация

metandan mezog‘ovakli uglerod olish jarayonining kinetikasi va mexanizmi tadqiq etilgan. Tanlangan katalizatorlar asosida reaksiyalar tezligi va oraliq mahsulotlar hosil bo‘lishi tahlil qilingan, kinetik modellari va kinetik konstantalar aniqlangan. Kalit so‘zlar: metan, mezog‘ovakli uglerod, katalizator, kinetika, mexanizm, kinetik model Hozirgi kunga kelib, texnika va texnologiyalar jumladan, farmatsevtika, yog‘-moy, kosmetologiya, neft va gazni qayta ishlash sanoati shuningdek, xalq xo‘jaligining turli tarmoqlarda yuqori selektivlikka ega, samarador ekologik xavfsiz adsorbentlarga bo‘lgan talab tobora ortib bormoqda. Bunday talablarga javob beradigan adsorbent tayyorlash, adsorbentlarning kolloid- kimyoviy xususiyatlarini tadqiq etish, ularda boradigan adsorbsiya jarayonlari mexanizmini o‘rganish, yangicha ilmiy yondoshuvlarga, shuningdek, soha olimlari, tadqiqotchilari oldiga dolzarb vazifalarni qo‘ymoqda. Tabiiy gazdan mezog‘ovakli uglerod olish jarayoni bo‘yicha ko‘plab tadqiqotlar olib borilganiga qaramasdan yuqori unumdorlik va selektivlikka ega bo‘lgan, barqarorligi yuqori, turg‘un, mustahkam, arzon va faol, kokslanishni kamaytiradigan tabiiy gazdan mezog‘ovakli faollashtirilgan uglerod olish uchun mo‘ljallangan katalizator yaratilmagan. Shu bilan birga reaksiya tezligiga ta’sir etuvchi omillarni kompleks o‘rganish, oraliq mahsulotlar hosil bo‘lish mexanizmini va kinetikasini batafsil yoritish hamda sanoatga joriy etish hanuzgacha dolzarbligicha qolmoqda. 2CH → C H + H – 58 kkal, 4 2 6 2 C H → C H + H – 30 kkal, 2 6 2 4 2 C H → C H + H – 38 kkal, 2 4 2 2 2 C H → 2C + H + 55 kkal. 2 2 2 3.11-rasm. Metanning parchalanish kinetikasi Yuqoridagilarni inobatga olgan holda quyidagi kinetik sxemani taklif etamiz. 1-jadval 1000℃ dan past haroratda tanlangan katalizatorda metandan mezog’ovakli uglerod hosil bo’lishining kinetik sxemasi № bosqichlar 1. K + CH → [CH *-K ] +H* kat 4 3 kat 2. [CH - K ] +H* → [CH - K ]+H 3 kat 2 kat 2 103 RESPUBLIKA ILMIY-AMALIY KONFERENSIYASI 7-8-MAY 2025-YIL 3. [CH - K ]+ H* → [CH* - K ]+H 2 kat kat 2 4. [CH*- K ]+ H* → [C - K ]+H kat kat 2 5. [C - K ] →C + K kat NU kat 6. [C - K ] →C + K kat A kat 7. K + H → [H*- K ]+ H* kat 2 kat 8. [H*- K ]+ H* → K + H kat kat 2 3.7-jadval ma’lumotlariga ko’ra, gaz fazasida 3 ta gazsimon tarkibiy qismlar mavjud (H , 2 CH va H*) va vodorod atomining mavjudligi faqat katalizator atrofida bo’lishi mumkin va 4 mezog’ovakli uglerod olish uchun mo’ljallangan reaktorning hajmida u to’liq molekulyar shaklga o’tadi. Gazsimon tarkibiy qizmlarning konsentrasiyalarini bir o’lchamdan boshqasiga o’tkazish quyidagi formula bo’yicha amalga oshirildi: = C i i Matematik modelning kinetik konstantalarini aniqlashda tezlik konstantalari turli qiymatlarida olingan kinetik egriliklardan foydalanildi. Bu kinetik kattaliklarni tanlashni osonlashtirdi (3.13-3.16-rasmlar). Kinetik egrilarni tuzishda bu konstantalarning asosiy qiymatlari sifatida quyidagi qiymatlari qabul qilingan: k = 0.003; k , k , k = 0.002; k = 11000; k = 5000; k 1 2 3 4 5 5 1 = 0.01; k = 1. 8 Tezlik konstantalarining turli qiymatlarida Tezlik konstantalarining turli qiymatlarida uglerodning solishtirma miqdoriga uglerodning solishtirma miqdoriga bog’liqligi: k , 2 bog’liqligi: 1 - k i =0,002; 2 - k i =0,003; 3 - k 3 , k 4 : 1 - k 2 _ 4 = 0,002; 2 - k 2_ 4 = 0,0025; 3 - k 2 _ 4 k=0,004. i = 0,0032. 104 “TABIIY FANLAR: DOLZARB MUAMMOLAR VA ULARNING YECHIMLARI” Tezlik konstantalarining turli qiymatlarida Tezlik konstantalarining turli qiymatlarida uglerodning solishtirma miqdoriga uglerodning solishtirma miqdoriga bog’liqligi: 1 – bog’liqligi: 1 – k =10000; 2 - k=11000; 3 – k =10000; 2 - k=11000; 3 – k =12000. 5 6 5 k =12000. 5 Yuqorida ta’riflangan qonuniyatlarni hisobga olgan holda 1-jadvalda keltirilgan kinetik konstantalar aniqlandi. 1-jadval Ikki xil mezog’ovakli uglerod olish uchun tanlangan katalizatorlar uchun olingan matematik modelning kinetik konstantalari № 15%Ni*5%Co*5%Fe 15%Ni*5%Co*5%Fe *5%Cu/MG’S *5%Cu*2%Mo MG’S kDj/mol kDj/mol 1 Kat +CH → [CH -Kat]+H* 108 103,5 3,6 ∙1011 56,6 4 3 2. [CH -Kat]+H* →[CH -Kat]+H 0,00107 10,3 425 10,0 3 2 2 3. [CH -Kat]+ H* →[CH-Kat]+H 0,00107 10,3 425 10,0 2 2 4. [CH-Kat]+ H* →[C-Kat] +H 0,00107 10,3 425 10,0 2 5. [C-Kat] → C + Kat 26100 6,62 6,5 ∙105 5,1 NU 6. [C-Kat] → C + Kat 1,8 ∙109 100,1 3,4 ∙105 54,6 A 7. Kat +H → [H-Kat]+H* 124 72,6 6,15 64,1 2 8. [H-Kat] +H* →Kat+H 723 53,2 9,23 60,3 2 3.8-jadvalda berilgan konstantalar bilan model bo’yicha mezog’ovakli uglerod olish uchun tanlangan katalizatorlarning har biri uchun kinetik egri chiziqlarni hisoblash natijalari 3.16- va 3.17- rasmda keltirilgan. 15%Ni*5%Co*5%Fe*5%Cu/MG’S tarkibli 15%Ni*5%Co*5%Fe*5%Cu*2%Mo/MG’S katalizatorida 600℃ (1-egri), 650℃ (2) va tarkibli katalizatorida 560℃ (1-egri), 580℃ 105 RESPUBLIKA ILMIY-AMALIY KONFERENSIYASI 7-8-MAY 2025-YIL 700℃ da (3) vaqt davomida uglerod (2) va 680℃ da (3) vaqt davomida uglerod solishtirma miqdorining eksperimental va solishtirma miqdorining eksp