CC BY
2UO'K: 661.833 - 10.5281/zenodo. 13355011
FISCHER-TROPSCH SINTEZI ORQALI NATRIY BILAN TO'YINTIRILGAN Fe-Zn TARKIBLI KATALIZATORLARDA YENGIL OLEFINLARNI SINTEZ QILISH TEXNOLOGIYASINI TADQIQ QILISH
Egamnazarova Fazilat Do'stqobilovna
(NGQIT) kafedrasi assistenti, Qarshi muhandislik iqtisodiyot instituti, Qarshi, O'zbekiston
Qo'yboqarov Oybek Ergashovich
Texnika fanlari falsafa doktori, Qarshi muhandislik iqtisodiyot instituti, Qarshi, O'zbekiston E-mail: oybek. kuyboqarov@mail. ru
Panjiyev Ulug'bek Rustamovich
Kimyo fanlari falsafa doktori, Qarshi xalqaro universitet O 'quv ishlari bo 'yicha prorektori, Qarshi, O'zbekiston
Annotatsiya. Ushbu maqolada Fischer-Tropsch sintezi orqali yengil olefinlarni sintez qilish uchun Fe-Zn tarkibli katalizatorlar tadqiq etilgan. Tadqiqotda temir asosli katalizatorlarni natriy va zirkoniy bilan faollantirish orqali yuqori haroratli Fischer-Tropsch sintezi (YuHTFT) jarayonini optimallashtirish maqsad qilingan. Fe-Zr-Na katalizatorlari birgalikda cho 'ktirish va to 'yintirish usullari bilan sintez qilinib, ularning faoliyat ko 'rsatish xususiyatlari batafsil o 'rganilgan. Natijalar Fischer-Tropsch sintezida yengil olefinlarni sintez qilish uchun temir asosli katalizatorlarning samaradorligini oshirish imkoniyatlarini ko 'rsatib beradi.
Kalit so'zlar: gaz, etilen, karbonat angidirid, konversiya, temir, natriy, sirkoniy, katalizator, sintez, desorbsiya.
ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ СИНТЕЗА ЛЕГКИХ ОЛЕФИНОВ МЕТОДОМ FISCHER-TROPSCH НА НАТРИЙ-НАСЫЩЕННЫХ Fe-Zn-СОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРАХ
Эгамназарова Фазелат Дусткобиловна
Каршинский инженерно-экономический институт, Карши, Узбекистан
Куйбокаров Ойбек Эргашович
доктор философии технических наук, Каршинский инженерно-экономический институт, Карши, Узбекистан
Панджиев Улугбек Рустамович
доктор философии по химии, Каршинский международный университет Проректор по учебной работе, Карши, Узбекистана
Аннотация. В данной статье исследуются катализаторы на основе Fe-Zn, насыщенные натрием, для синтеза легких олефинов методом синтеза Фишера -Тропша. Исследование направлено на оптимизацию процесса высокотемпературного синтеза Фишера-Тропша (ВТФТ) путем активации желе-
зосодержащих катализаторов натрием и цирконием. Катализаторы Fe-Zr-Na были синтезированы методом совместного осаждения и насыщения, после чего детально изучены их каталитические свойства. Результаты показывают возможности повышения эффективности железосодержащих катализаторов для синтеза легких олефинов в процессе синтеза Фишера-Тропша. Ключевые слова: газ, этилен, углекислый газ, конверсия, железо, натрий, цирконий, катализатор, синтез, десорбция.
STUDY OF THE TECHNOLOGY OF SYNTHESIS OF LIGHT OLEFINS BY THE FISCHER-TROPSCH METHOD ON SODIUM-SATURATED Fe-Zn-
CONTAINING CATALYSTS
Egamnazarova Fazelat Dustkobilovna
Karshi Engineering-Economics Institute, Karshi, Uzbekistan
Kuybokarov Oybek Ergashovich
Doctor of Philosophy of Technical Sciences, Karshi Engineering-Economics Institute, Karshi, Uzbekistan
Panjiev Ulugbek Rustamovich
PhD in Chemistry, Karshi International University Vice Rector for Academic Affairs, Karshi, Uzbekistan
Abstract. This article explores Fe-Zn-based catalysts saturated with sodium for synthesizing light olefins through Fischer-Tropsch synthesis. The research aims to optimize the high-temperature Fischer-Tropsch synthesis (HTFT) process by activating iron-based catalysts with sodium and zirconium. The Fe-Zr-Na catalysts were synthesized using co-precipitation and impregnation methods, followed by a detailed study of their catalytic properties. The results demonstrate the potential for improving the efficiency of iron-based catalysts in synthesizing light olefins via Fischer-Tropsch synthesis. Keywords: gas, ethylene, carbon dioxide, conversion, iron, sodium, zirconium.
Kirish. Yengil olefinlar (C2-C4) muhim organik kimyoviy oraliq mahsulotlar bo'lib, plastmassalar, erituvchilar, sintetik kau-chuklar va boshqa kimyoviy birikmalarni sintez qilishda keng qo'llaniladi. Yengil olefinlar an'anaviy ravishda naftaning ter-mik parchalanishidan olinadi [1]. Yengil olefinlarga tez o'sib borayotgan talab va tugaydigan neft resurslarini hisobga olgan holda, yuqori haroratli Fisher-Tropsh sintezi (HTFT) istiqbolli jarayon sifatida qaraladi. Bu jarayon bevosita singazni yengil olefinlarga aylantiradi va energiyani tejash, yetarli xom ashyo va oddiy ishlash kabi afzal-liklarga ega [2]. Kobalt asosli katalizator bilan solishtirganda, temir asosli katalizator
past narx, keng ish sharoitlari va yengil olefinlarning yuqori selektivlik xususiyat-lariga ega [3]. Ishqoriy metallar, [4-6] gidroksidli yer metallari, kamyob yer metal-lari, marganes, va rux kabi yengil olefin-larning selektivligini yaxshilash uchun ko'p-lab metallar promouterlar sifatida tek-shirildi.
Adabiyotlar tahlili va mеtodlar.
Manbalarda katalizatorlarning asosiy qismi-dagi gidroksidli metallarning tarqalishi muhokama qilindi [5]. Qaytarilishdan so'ng katalizator yuzasida to'plangan metall gid-roksidlari, ayniqsa Na va Li uchun qoldiq natriy Fe2Ü3 ning qattiq agregatsiyasi va karburizatsiya natijasida yuzaga kelgan Fe /
Cu / K / SÎÛ2 katalizatoriga salbiy ta'sir ko'rsatishi o'rganildi. Ishda shuningdek, qoldiq natriyning Fe-Zn katalizatoriga ta'sirini o'rganildi. Na promoutorining temir karbid va rux oksidida turlicha taqsim-lanishini aniqlandi [6]. Na-modifikatsiyalan-gan Fe5C2 olefinlarning gidrogenlanishini ingiberlanishi uchun olefinlarning adsorb-siyasini zaiflashtirishi mumkin, bu esa olefin: parafin nisbatini oshiradi. Ishqoriy metallar FT reaksiyasining ishlashiga sezi-larli ta'sir ko'rsatadi, ammo faol fazaning shakllanishidagi Na ning roli o'zgacha. Cho'kma temir katalizatorining tuzilishi Fisher-Tropsh sintezi jarayonida temir fazasining o'zgarishi tufayli parchalanib ketishi mumkin edi [7]. Bundan tashqari sirkoniy promoutori olefinlarning gidroge-natsiyasini to'xtatishi va zanjirning o'sishi qobiliyatini ingiber qilishi mumkinligi aniqlandi. Zr aralash oksidli katalizatorlar KIT-6 dan shablon sifatida foydalanildi. Natijalar shuni ko'rsatdiki, temir nanozarrachalari va ZrO2 strukturaviy qo'shimchalar o'rtasidagi kuchli o'zaro ta'sir barqaror x-FesC2 hosil
bo'lishiga olib keldi. Bundan tashqari, barqaror mezoporli tuzilmalar og'ir ugle-vodorodlarning diffuziya tezligini yax-shiladi, bu koksning cho'kishini kamaytiradi va katalitik faollikni saqlaydi [8]. Bu yerda har xil Na yuklanishiga ega bo'lgan bir qator Fe-Zr katalizatorlari birgalikda cho'ktirish va to'yintirish usullari bilan sintez qilindi. Fisher-Tropsh sintezida Fe-Zr katalizatorida Na ning roli tahlil qilindi [9]. Katalizatorlar Ar-adsorbsiya-desorbsiya, rentgen nurlari difraksiyasi (XRD), skanerlovchi elektron mikroskopiya (SEM), transmissiya elektron mikroskopiya (TEM), harorat bilan dasturlashtirilgan desorbsiya (H2 TPD, CO-TPD), rentgen fotoelektron spektrlari (XPS) va Mossbauer spektroskopiyasi (MES).bilan tavsiflangan.
Natijalar. Katalizatorlarning
tuzilishi va morfologiyasi. Fe-Zr-xNa katalizatorlarining Ar-fizisorbsion izoter-malari 1-rasmda keltirilgan.
Barcha katalizatorlar mezoporli mate-riallarni ko'rsatadigan IV turdagi izoterm-larni namoyish etadi [10]. Yangi katali-
1-rasm Fe-Zr xNa katalizatorlarining Ar-fizisorbsion izotermalari.
zatorlarning BET yuza maydoni (SBET), o'rtacha g'ovak hajmi (Dp), umumiy g'ovak hajmi (Vp), tarkibi va kristallit hajmi
(dFe2O3) 1-jadvalda keltirilgan.
BET sirt maydoni 58,2 dan 22,1m2g-1 gacha kamayadi, o'rtacha g'ovak hajmi esa 12,3 dan 37,4 nm gacha oshadi, Na yuklanishi 0 dan 1,5% gacha. Yangi katalizatorning umumiy g'ovak hajmiga Na yuklanishi kamdan-kam ta'sir qiladi, bu katalizator g'ovaklari to'sib qo'yilmasligi mumkinligini ko'rsatadi. Fe-Zr-1,0Na na-munasining BET sirti Fe-1,0Na dan tax-minan ikki baravar katta. Fe-Zr-1.0Na namunasining gematit kristallitining o'l-
chami 28,1 nm va Fe-1,0Na gematit kris-tallitidan namunasidan kichikroqdir, bu sir-koniy gematit kristallitini ajratuvchi va
o'sishni taqiqlovchi mos struktura tipidagi promouter ekanligini isbotlaydi [11].
Sarflangan katalizatorlarning XRD naqshlari tasvirlangan 1b-rasm. 30.0, 35.5, 43.0, 53.5, 56.9 va 62.4° da diffraksiya cho'qqilari Fe3Ü4 sifatida tasdiqlanishi mumkin. 39,4, 41,0 va 44,0° da diffraksiya cho'qqilari odatda temirga asoslangan FTS ning faol fazasi sifatida qaraladigan chFe5C2 nomidandir. Na yuklanishi ortib borishi bilan temir karbidning 39,4 va 41,0° da diffraktsiya cho'qqilari paydo bo'ladi. Dif-
Yangi katalizatorlarning teksturaviy xossalari
1-jadval
Katalizator Na yuklanishi (mass %) SBET (m2.g-1) Vp (cm3.g-1) Dp (nm) dFe2Ü3 (nm)
Fe-Zr-ONa 0 58,2 0,25 12,3 22,8
Fe-Zr-0,25Na 0,24 35,8 0,26 20,2 23,7
Fe-Zr-0,5Na 0,50 32,1 0,26 21,7 25,0
Fe-Zr-1.0NA 0,93 24,7 0,23 27,8 28,1
Fe-Zr-1.5NA 1,50 22,1 0,24 37,6 37,4
Fe-1,0Na 0,96 12,2 0,14 41,6 47,2
(В) Fe l.ONa л ** l- • ZrO,
Fe-Zr-I.SNa , ,
Fe-Zr-1.0Na
Fe-Zr-O.SNa
Fe-Zr-0.25Na 1 J I
Fe-Zr-ONa J^_
PDF051-0W7
PDF*19-0629 -1---1-,-1-,-1-,-
4(1 SO
Ш')
1-rasm Katalizatorlarning XRD naqshlari: (a) yangi katalizator va (b) reaksiyadan
keyin.
raksiyaning eng yuqori intensivligining 44,0° da ko'tarilishi va 35,5° da joylashgan diffraktsiyaning eng yuqori intensivligining tushishi FT sintezidan keyin ch-Fe5C2 tarkibining ortib borishini, FT sintezidan keyin magnetit miqdorining kamayishini ko'rsatadi. Natijalar shuni ko'rsatdiki, natriy qo'shimchasi temir fazasining karbonizat-siyasini osonlashtirishi mumkin. Biroq, karbid turlarining past intensivligi va XRD miqdoriy tahlilining cheklangan aniqligini hisobga olgan holda, Fe-Zr-xNa kataliza-torlarida karbid turlari tarkibining o'zgari-shini XRD natijalaridan aniq olish mumkin emas. Shuning uchun, reaksiyadan keyin temir fazali kompozitsiyalar Mossbauer spektroskopiyasi bilan aniq hisoblangan.
Fe-Zr-xNa katalizatorlarining morfo-
logiyalari 2-rasmda keltirilgan.
Katalizatorlar taxminan sferik nanozar-rachalardan iborat. Ar fizisorbsiyasi nati-jalari bilan birlashganda, Na-siz va Na rag'batlantirilgan katalizatorlar mezoporlar va granulalararo g'ovaklarga ega bo'lib, ular past massa o'tkazuvchanligi va koks cho'ki-shini ingiber qilish xususiyatlari bilan kata-litik faollikni yaxshilash uchun foydalidir. Natriyning modifikatsiyasi bilan Fe-Zr-1.0Na katalizatori zarracha kattaligi kengroq taqsimotga ega va SEM bilan o'l-changan o'rtacha zarracha hajmi ortadi. Bundan tashqari, Fe-1,0 Na katalizatorining zarracha hajmi Fe-Zr-1,0Na katalizatoriga nisbatan keskin ortadi. Bundan tashqari, tsirkonyum gematit kiristalining agregat-siyasini cheklab qo'yishi va gematit
2-rasm (A) Fe-Zr-0Na, (B) Fe-Zr-1.0Na va (C) Fe-1.0Na ningSEMtasvirlari.
kristallitini tarqatishi mumkin, bu Fe-Zr-1.0Na katalizatorida BET sirtining sezilarli darajada oshishiga olib keladi. Kataliza-torlarning kimyosorbsion xossalari. CO-TPD qisqartirilgan katalizatorlarning profil-lari 3-rasmda ko'rsatilgan.
d M (Я
a
и ь
T(°C)
3-rasm. Qaytarilgan katalizatorlarning CO-TPD profillari.
Na-siz namunada CO ning uchta aniq desorbsiya cho'qqilari mavjud bo'lib, ular past haroratli joylarni (taxminan 100°C), o'rtacha haroratli joylarni (taxminan 180°C) va yuqori haroratli joylarni (300°C dan yuqori) ifodalaydi. Past va o'rta desorbsiya cho'qqilarini molekulyar CO desorbsiyasi deb hisoblash mumkin, yuqori haroratli desorbsiya cho'qqisi esa dissotsiativ CO turlarining desorbsiyasi sifatida ko'rib chiqi-lishi mumkin [12]. Na miqdori ortishi bilan o'rta haroratli desorbsiya cho'qqisi keskin kamayadi; dissotsiativ adsorbsiya cho'qqisi yuqori haroratga qarab harakat qiladi va tepalik maydoni sezilarli darajada oshadi, bu Na ning CO ning dissotsiativ adsorbsiyasiga yordam beruvchi ta'sirini ochib beradi. Na qo'shimchasi CO ning adsorbsion joylarini o'zgartirishi va temir fazasida CO ning ajra-lishini kuchaytirishi mumkin. Shuning uchun, Na targ'ib qilingan katalizatorlar CO ning dissotsiatsiyasi uchun faolroq joylarni ta'minlashi mumkin, bu esa katalizator yuzasida uglerod turlari konsentratsiyasi-
ning oshishiga olib keladi. Bu elektron hissa sifatida natriy ta'sirida Fe-C bog'lanishining mustahkamlanishi bilan bog'liq bo'lishi mumkin. Uglevodorodlar sirt karbid mexa-nizmiga ko'ra dissotsiativ H va C atom-larining rekombinatsiyasi bo'lgan -CH2-oraliq mahsulotlarning polimerizatsiyasi natijasida hosil bo'lishi mumkin, CO dissotsiativ adsorbsiyasining oshishi katalitik faol-likni yaxshilaydi. 4-rasmda qisqartirilgan H2-TPD profillari tasvirlangan katalizatorlar.
a
и h
т(°с)
4-rasm. Qaytarilgan katalizatorlarning H2-TPD profillari.
Muhokama. Na-bo'sh namunada uchta desorbsiya cho'qqisi mavjud bo'lib, ular kamaytirilgan katalizator yuzasida uch xil turdagi adsorbsiya joylarini nazarda tutadi. Taxminan 100°C da desorbsiya cho'qqisi (Ha) zaif Fe-H aloqasini hosil qilish uchun sayoz teshikda yoki katalizatorlarning tepasida zaif adsorbsiya-langan H turlarini hisobga olishi mumkin. Taxminan 200°C (Hb) da desorbsiya cho'qqisi chuqur bo'shliqdan H turlarining desorbsiyasi yoki metall temir yuzasidagi nuqson sifatida qaralishi mumkin. Bundan tashqari, 300°C (Hg) dan yuqori haroratda desorbsiya cho'qqisi, ehtimol, qaytarilma-gan oksidlar yuzasida OH turlarining bo'li-nishi bilan bog'liq. Ha ning adsorbsiya-
langan H turlari H ga qaraganda ko'proq reaktiv bo'ladi, bu Ha ning past desorbsiya haroratidan kelib chiqadi. Ha desorbsiya cho'qqisining joylashishiga Na yuklanishi kamroq ta'sir qiladi, H desorbsiya cho'qqisi esa Na yuklanishi ortishi bilan past haroratga o'tadi. Ha va H ning desorbsiyaning eng yuqori joylari natriy miqdori ortishi bilan sezilarli darajada kamayadi. Natijalar shuni ko'rsatadiki, Na yuklanishining ortishi H turlarining adsorbsiyasi uchun faol joy-larning pasayishiga olib keladi va metall temir yuzasida Fe-H bog'lanish energiyasini zaiflashtiradi. Katalizatorda H turlari kon-sentratsiyasining pasayishi olefinlarning gidrogenatsiyasiga to'sqinlik qilishi mumkin, bu esa olefinlarning yuqori selektiv-ligiga olib keladi. Hg ning desorbsiya cho'qqisi past haroratga siljiydi va mos keladigan vodorod adsorbsiya miqdori Na
yuklanishi ortishi bilan keskin kamayadi. Hg OH ning katalizator yuzasida, masalan, kamaytirilmagan ZrO2 ning parchalanishi nomidan bo'lishi mumkin. Na qo'shim-chasining H turlarining adsorbsiyasiga inhibitiv ta'siri metall temirning elektron zichligi oshishi va katalizator yuzasida elektron bo'shlig'ining kamayishi natijasida yuzaga keladi, chunki gidroksidi metallar elektron donatorlardir.
5-rasmda qisqartirilgan Fe-Zr-xNa katalizatorlarining XPS spektrlari tasvir-langan. 5A-rasmda ko'rsatilganidek, 711,1 va 724,8 eV bog'lanish energiyasida joylashgan cho'qqilar Fe 2p3/2 va Fe 2p1/2 ning odatiy cho'qqilarini ifodalaydi. Bundan tashqari, 707,2 va 719,8 eV da kuzatilgan cho'qqilar FeO 2p3/2 va FeO 2p1/2 uchun javobgar bo'lishi mumkin, bu pasayish jarayonida temir fazasi o'zgarishini hisobga
5-rasm Reduksiyalangan Fe-Zr-xNa katalizatorlarining XPS spektrlari: (A) Fe 2p va
(B) Zr 3d.
v V S .. V Ft-Zf-IJN*
F«-Zr-t.ON> v > ' V
-*—\ «,, Fe-Zr-O.SN'a
\л Ke-Z.r-0.25N ■
Л л
Fe-Zr-ON»
Tezlik (min s)
6-rasm. Reaksiyadan keyin Fe-Zr-xNa katalizatorlarining Mossbauer spektrlari.
oladi. Bog'lanish energiyasining o'zgarishi markaziy atomning elektron buluti zich-ligining o'zgarishi natijasida yuzaga keladi. Napromotlangan namunalar Fe 2p ning kamroq bog'lanish energiyasiga ega, bu Na bilan solishtirganda Fe (1,83) ning yuqori elektronegativligi bilan bog'liq bo'lishi mumkin. (0,93). Temir atomlari Na atom-larini elektronlardan mahrum qilishi mum-kin, bu esa temir atomlarining elektron
bulutlarining zichligini oshiradi. Shuning uchun natriyni elektronlar hissasi sifatida ko'rib chiqish mumkin va elektron bilan boyitilgan temir turlari CO ning dissot-siatsiyasini kuchaytirishi va H2 adsorb-siyasini inhibe qilishi mumkin, H2-TPD bilan birlashtirilgan CO-TPD tomonidan tasdiqlangan.5,35 Zr 3d XPS spektrlari 5B-rasmda ko'rsatilgan.
Reaksiyadan keyingi katalizatorlar-
Ishlatilgan katalizatorning Moussbauer spektrlari parametrlari
2-jadval
Katalizator
Bosqichi
Hhf (koe)
IS (mm/S)
QS (mm/S)
Are2
Fe-Zr-ON2
Fe(spm) Fe3O4(A) Fe3O4(B) x-Fe5c2
491,47 459,79 217,29 183,62 105,70
a,30 a,66 a,23 a,18 a,14 a,28
-a,03 a,01 -a,06 -a,03 -a,02 1.14
33.5 42.9 6.9 8.9 3.0 3.3
Fe-zr-0,25Na
Fe(spm) Fe3O4(A) Fe3O4(B) x-Fe5c2
490.92 459.49 216.73 183.34 106.72
a,30 a,66 a,25 a,23 a,14 a,35
-a03 a02 -a13 a04 a09 1.09
30.5
41.6 10.2 10.5 3.9 3.9
Fe-Zr-0,5Na
Fe(spm) Fe3O4(A) Fe3O4(B) x-Fe5c2
490.68 459.28 216.61 183.80 104.97
a,30 a,24 a,21 a,18 a,09 a,34
a03 a02 -a14 a04 a01 1.08
22.4
36.5 13.0
17.6 6.6 3.8
Fe-Zr-1,0Na
Fe(spm) Fe3O4(A) Fe3O4(B) x-Fe5c2
490.22 459.57 216.62 183.71 107.52
a,30 a,66 a,26 a,18 a,23 a,18
a02 a02 -a11 a05 a07 1.94
19.3 27.3 17.7 21.2 10.7 4.2
Fe-Zr-1,5Na
Fe(spm) Fe3O4(A) Fe3O4(B) x-Fe5c2
487.60 455.96
215.61 175.13
101.4172
a,30 a,71 a,27 a,26 a,12
a04 a09 -a10 a03 a04
4.4
8.5 21.6 45.8 15.5
GEOLOGIYA VA NEFT-GAZ SANOATI www.srt-iournal.uz
ГЕОЛОГИЯ И НЕФТЕГАЗОВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ -
GEOLOGY AND OIL-GAS INDUSTRY 77
ning temir turlari.
Sarflangan katalizatorlarning temir turlari Moussbauer spektrlari bilan tahlil qilinadi. 6-rasmda ko'rsatilganidek, MES spektrlarini markaziy dublet va beshta seksetga bo'lish mumkin.
2-jadvalda mos keladigan Moussbauer spektri parametrlari jamlangan. Taxminan 491 va 459 kOe Hhf qiymatlari bo'lgan seksetlar Fe3O4 da mos ravishda tetraedral
maydonni (A uchastkasi) va oktaedral maydonni (B maydoni) ifodalashi mumkin. Taxminan 217, 183 va 105 kOe da joylashgan Hhf qiymatlari ch-Fe5C2 ga tegishli bo'lishi mumkin. Reaksiyadan keyin Fe-Zr-xNa katalizatorlarining temir fazali tarkibi asosan Fe3O4 va ch-Fe5C2 bo'lib, bu XRD dan olingan natijalarga mos keladi.
Katalitik ishlash. Fe-Zr-xNa namu-nalari YuHTFT sintezi samaradorligini
3-jadval
Katalizatorlarning_ faolligi va selektivligi.
Uglevodorod taqsimoti Massa balansi
Katalizator Xco(%) Xh2 (%) ScO2 (%) CH4 C2-C4 C20-C40 C5 O/Pb C
Fe-Zr-ONa 80.1 50.7 37.8 24.7 22.1 25.5 30.7 0.98 96.3
Fe-Zr-0.25Na 96.1 54.6 37.7 26.9 20.8 22.5 29.7 0.92 96.7
Fe-Zr-0.5Na 98.0 58.2 34.4 22.7 26.9 15.2 35.3 1.76 97.2
Fe-Zr-1.0Na 95.2 50.2 36.5 13.5 35.5 6.28 44.4 5.68 96.4
Fe-Zr-1.5Na 94.2 51.6 37.4 12.1 12.4 5.0 51.1 6.30 97.0
Fe-1.0Na 40.9 30.1 34.9 15.7 15.7 6.2 45.8 5.21 95.5
(I 5 10 15 20
Uglerod soiii
7-rasm Fe-Zr-xNa katalizatorlari uchun mahsulot taqsimoti.
tekshirish uchun ishlatilgan. Namunalarning CO konversiyasi va uglevodorod taqsimoti 3-jadvalda keltirilgan.
7-rasmda ko'rsatilganidek, zanjirning o'sish ehtimoli koeffitsientining (a) 0,65 dan 0,76 gacha o'sishi Na zanjirning tarqalishini kuchaytirishi mumkinligini ko'rsatadi. Katalizator yuzasida vodorod va CO o'rtasidagi raqobatbardosh kimyosorbsiya bu hodisaga yordam berishi mumkin.
NaCO va vodorodning dissotsiativ ad-sorbsiyasi uchun faol joylarni sezilarli darajada o'zgartiradi, bu esa H2-TPD va CO-bilan aniqlanganidek, Na yuklanishi 0,25 dan 1,5% gacha oshishi bilan katalizator yuzasida CO dissotsiativ adsorbsiyasining kuchayishi va zaiflashgan vodorod adsorbsi-yasiga olib keladi. TPD; bu oraliq mahsulotlarning gidrogenlanishini taqiq-lashi va zanjirning tarqalishiga yordam berishi mumkin. Na, shuningdek, C-C birikmasini kuchaytirish uchun javobgar bo'lishi mumkin bo'lgan temir turlarining karbonizatsiyasini osonlashtirishi mumkin. Bundan tashqari, XPS natijalari shuni ko'rsatadiki, Na elektron bilan boyitilgan temir turlarining shakllanishini qanoat-lantiradi. Elektron bilan boyitilgan temir turlari olefinlarning gidrogenatsiyasini inhibe qilishi va katalizator yuzasida olefinlarning zaif adsorbsiyasi natijasida mahsulotdagi O/P nisbatini keskin oshirishi mumkin. Yuqorida aytib o'tilganidek, yengil olefinlarning shakllanishiga Na promotori chuqur ta'sir qiladi, bu ikkilamchi gidro-genatsiya reaktsiyasini inhibe qilishi va zanjirning tarqalishini kuchaytirishi mum-kin. Na ning gidrogenatsiyaga inhibitiv ta'siri yengil olefinlar mahsuloti uchun foydali bo'lsa, zanjirning tarqalishi yengil olefinlarning shakllanishiga salbiy ta'sir ko'rsatadi. Shuning uchun Fe-Na o'zaro
ta'sirini sozlashi mumkin bo'lgan Na yuk-lanish miqdorini nazorat qilish orqali yengil olefinlarning optimal selektivligini olish mumkin. Fe-Na ning zaif o'zaro ta'siri metan va parafinlarning hosil bo'lishiga yordam beradi, kuchli Fe-Na o'zaro ta'siri esa og'ir uglevodorodlarning selektivligini oshiradi. Optimal Na yuklanishi 1,0 wt% bo'lganida, Fe-Zr-1,0Na katalizatori eng yuqori yorug'lik olefin selektivligini namoyish etadi. Fe-Zr-1.0Na namunasi bilan solishtirganda, Fe-1.0Na namunasi FTS faolligining pastligini ko'rsatadi. XPS va Ar fizisorbtsiya natijalari shuni ko'r-satadiki, tsirkonyum gematit kristallit-larining o'sishiga to'sqinlik qilishi va o'ziga xos sirt maydonini sezilarli darajada oshirishi mumkin bo'lgan barqaror tuzilish pro-mouteridir, bu faol fazalarni barqaror-lashtirishi va FT reaktsiyasi uchun yanada faol joylarni ta'minlaydi. Shuning uchun sirkoniy va natriy o'rtasidagi sinergetik ta'sir yuqori FT faolligiga va Fe-Zr-1,0Na kata-lizatorida uglevodorod taqsimotida yengil olefinlarning optimal selektivligiga olib keladi.
Fe-Zr-1.0Na katalizatorining barqa-rorligi tasvirlangan 8-rasm.
X
(M I
О
0
s
I'
s
1
▲ • СО ♦ (О, к А • сн,. с;~< » 4 с; » с*-
* * , *
* ▼ ▼ ▼
s 1
» 10 ¡o м «1 sil mi 70 »0 «o ion ni Iii
TOS (h)
8-rasm. Fe-Zr-1.0Na katalizatorining oqim vaqti bilan barqarorligi (suv, moy va mum har 24 soatda tahlil qilinadi).
www.srt-ioumal.uz
79
Fe-Z^1.0Na katalizatorining CO ga aylanishi oqimning uzoq davom etishi bilan kamayadi. Ishlatilgan Fe-Zг-1.0Na katali-zatorining TEM tasvirlari 9-rasmda keltirilgan.
48 soatlik reaksiyadan so'ng saгflangan Fe-Zг-1,0Na katalizatoгining zarcacha o'lchamlaгi yangi katalizatomikiga o'xshay-di. Fe-Z^ 1.0Na katalizatoгi yuqoгi mexanik baгqaгoгlikni ko'гsatadi. Na-гag'batlantiгuvchi katalizatoming faolsiz-lanishi ugleгod cho'kishi bilan bog'liq bo'lishi mumkin.
Na-qo'shimchali Fe-Zr katalizatorlari biгgalikda cho'ktiгish va shimdirish usullaгi bilan tayyorlangan. Temir (III) nitrat nona-gidrat (Fe (NO3)3 ■ 9H2O, 98,5%, Maklin), sirkoniy (IV) nitrat pentagidrat (Zr-(NO3)
45H2O, 98%, Adamas-beta) va suvsiz nat-riy karbonat (Metall manbalar sifatida N2CO3, 99,9%, Maklin) ishlatilgan. Cho'k-tiгuvchi sifatida ammiak eгitmasi (25-28%, AR, Adamas-beta) ishlatilgan. Aralash-
tirilgan metall tuzi eritmasi (molyar nisbati Fe/Zr = 100/15) va ishqor eritmasi tomchilab stakanga doimiy aгalashtiгishda qo'shildi. Aralashmaning pH daгajasi 9,0 ± 0,1 da nazorat qilindi va jaгayon haгoгati 70°C da saqlandi. 70°C da 4 soat davomida etgandan so'ng, pгekuгsoг deionizatsiyalangan suv bilan tozalandi, keyinchalik 110°C da 12 soat davomida quritildi va 4 soat davomida 500°C da kalsinlanadi. Na-qo'shimchali Fe-Zr katalizatorlari singdirish usuli bilan sin-tez qilindi. Fe-Zг pгekuгsoгi keгakli konsentratsiyali Na2CO3 suvli eritmalari
«1
9-rasm. Fe-Zr-1.0Na katalizatorining TEMtasvirlari: Yangi katalizator, (A), (C), (E); 48 soat reaksiyadan so 'ng sarflangan katalizator, (B), (D), (F).
bilan singdirilgan. Keyin namunalar xona haroratida 24 soat davomida saqlanadi, 110°C da 12 soat quritiladi va 4 soat davomida 500°C da kalsinlanadi. Namunalar Fe-Zr-xNa (x =0, 0.25, 0.5, 1.0 va 1.5) sifatida imzolangan, bu yerda x Na ning massa ulushi (%). Fe-xNa katalizatori xuddi shu tarzda Zr qo'shilmagan holda olingan. Nihoyat, katalizatorlar katalitik sinovlar uchun kerakli to'r zarrachalariga elakdan o'tkazildi.
Xulosa. Ushbu maqolada promo-torlarning HTFT reaksiyasining tuzilishi, kimyosorbsiya xususiyatlari va katalitik ishlashiga ta'siri o'rganildi. Elektronga boy temir turlari CO va vodorodning dissotsiativ adsorbsiyasi uchun faol joylarni o'zgar-tiradi, natijada CO dissotsiativ adsorbsiyasi
kuchayadi va katalizator yuzasida vodorod adsorbsiyasi kamayadi. Shuning uchun katalizator yuzasida H/C nisbati Na yuk ortishi bilan pasayadi, natijada zanjirning tarqalishi kuchayadi va yengil olefinlarning gidrogenlanishi kamayadi. Bundan tashqari, Na katalizatorlarning karbonizatsiyasini osonlashtirishi va temir karbidini oksid-lanishdan himoya qilishi mumkin, bu YuHTFT reaksiyasi uchun faolroq joylarni ta'minlaydi va C-C ulanishini qo'llab-quvvatlaydi. Zr - bu gematit kristallitlarining o'sishini taqiqlashi va faol fazalarni bar-qarorlashtirishi va YuHTFT reaksiyasi uchun faolroq joylarni ta'minlashi mumkin bo'lgan o'ziga xos sirt maydonini sezilarli darajada oshirishi mumkin bo'lgan barqaror tuzilish promouteridir.
FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR RO'YXATI
1. Kuyboqarov O., Anvarova I., Abdullayev B. RESEARCH OF THE CATALYTIC PROPERTIES OF A CATALYST SELECTED FOR THE PRODUCTION OF HIGH-MOLECULAR WEIGHT LIQUID SYNTHETIC HYDROCARBONS FROM SYNTHESIS GAS // Universum: технические науки. - 2023. - №. 10-7
(115). - С. 28-32.
2. Kuyboqarov O., Egamnazarova F., Jumaboyev B. STUDYING THE ACTIVITY OF THE CATALYST DURING THE PRODUCTION PROCESS OF SYNTHETIC LIQUID HYDROCARBONS //Universum: технические науки. - 2023. - №. 11-7
(116). - С. 41-45.
3. Муртазаев Ф.И., Неъматов Х.И., Бойтемиров О.Э., Куйбакаров О.Э., & Каршиев М.Т. (2019). ПОЛУЧЕНИЕ КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ СЕРЫ И НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ПОЛИЭТИЛЕНА ДЛЯ ДОРОЖНЫХ И СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ. Международный академический вестник, (10), 102-105.
4. Муртазаев Ф.И., Неъматов Х.И., Бойтемиров О.Э., Куйбакаров О.Э., & Каршиев М.Т. (2019). ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СИНТЕЗИРОВАННЫХ ОЛИГОМЕРОВ ДЛЯ ОБЕССЕРИВАНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА ОТ СЕРОВОДОРОДА. Международный академический вестник, (10), 105-107.
5. Boytemirov O., Shukurov A., Ne'matov X., & Qo'yboqarov O. (2020). Styrene-based organic substances, chemistry of polymers and their technology. Результаты научных исследований в условиях пандемии (COVID-19), 1(06), 157-160.
6. Куйбокаров О., Бозоров О., Файзуллаев Н., Хайитов Ж., & Худойбердиев И.А. (2022, June). Кобальтовые катализаторы синтеза Фишера-Тропша, нанесенные на A12O3 различных полиморфных модификаций. In E Conference Zone (pp. 349-351).
7. Куйбокаров О.Э., Бозоров О.Н., Файзуллаев Н.И., & Нуруллаев А.Ф.У. (2022). КАТАЛИТИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ СИНТЕЗ-ГАЗА В ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНОМ КАТАЛИЗАТОРЕ. Universum: технические науки, (1-2 (94)), 93-103.
8. Куйбокаров О.Э., Бозоров О.Н., Файзуллаев Н.И., & Хайдаров О.У.У. (2021). СИНТЕЗ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ УГЛЕРОДОВ ИЗ СИНТЕТИЧЕСКОГО ГАЗА ПРИ УЧАСТИИ С0-ГБ-ККК02/ВКЦ (ВЕРХНИЙ КРЫМСКИЙ ЦЕОЛИТ). Universum: технические науки, (12-4 (93)), 72-79.
9. Куйбокаров О.Э., Шобердиев О.А., Рахматуллаев К.С., & Муродуллаева Ш. (2022). ПОЛИОКСИДНЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ ПЕРЕРАБОТКИ МЕТАНА В СИНТЕЗ ГАЗ. Central Asian Research Journal for Interdisciplinary Studies (CARJIS), 2(5), 679-685.
10. Rustamovich O.N., Ergashovich K.O., Khujanazarovna K.Y., Ruzimurodovich K.D., & Ibodullaevich F.N. (2021). Physical-Chemical and Texture Characteristics of Coate-Fe-Ni-Zr02/YuKS+ Fe304+ d-FeOON. Turkish Online Journal of Qualitative Inquiry, 12(3).
11. О.Э. Куйбокаров, Т.Х.Сайфуллаев Инверсия метана в карбонат на молибденовых и цирконийных катализаторах Universum: технические науки. Выпуск: 12(117) Декабрь 2023 год.
12. Qo'yboqarov O.E. Metаnni каЛогаШ kоnversiyаlаnishi Sanoatda raqamli texnologiyalar 2(1). (2024).
