Gazni oltingugurtdan tozalash jarayoni uchun katalizatorlar sintezi va ularning tadqiqi Текст научной статьи по специальности «Техника и технологии»

d ) https://dx.doi.org/10.36522/2181-9637-2022-1-14 UDC: 661.214.232:66.074.5.097.094.2

GAZNI OLTINGUGURTDAN TOZALASH JARAYONI UCHUN KATALIZATORLAR SINTEZI

VA ULARNING TADQIQI

Isayeva Nurxon Farxatovna1,

texnika fanlari bo'yicha falsafa doktori (PhD), katta ilmiy xodim, ORCID: 0000-0001-8513-6975, e-mail: inurkhon@mail.ru;

Mansurova Malohat2,

kimyo fanlari nomzodi, laboratoriya mudiri, ORCID: 0000-0001-7216-0589;

Teshabayev Zafarjon Alimovich2,

texnika fanlari nomzodi;

Yalg'ashev Elmurod Yaxshiboy o'g'li2, kichik ilmiy xodim, ORCID: 0000-0001-7921-2206, e-mail: chemyalgashev@mail.ru;

Annenkova Aleksandra Aleksandrovna2,

laborant, ORCID: 0000-0001-6021-2513;

Iskandarov Nurmuhammad Ergashevich1,

kichik ilmiy xodim

1 O'zbekiston Respublikasi Innovatsion rivojlanish vazirligi huzuridagi Ilg'or texnologiyalar markazi

2 O'zbekiston kimyo-farmatsevtika ilmiy-tadqiqot instituti

Kirish

Qazilma uglevodorod xomashyolarini qa-zib olish va qayta ishlash O'zbekiston Respublikasi iqtisodiyotining muhim tarmoqlaridan biridir. Neft va gazni qayta ishlash zavodlarida ishlab chiqariladigan tovar mahsulotlarining raqobatbardoshlik afzalliklarini oshirish zaru-rati xodimlarni neft mahsulotlari, gaz kondensati, tabiiy va suyultirilgan gazlardagi zararli aralashmalar miqdorini kamaytirishga tobo-ra ko'proq e'tibor qaratishni taqozo qilmoq-da. Gazsimon uglevodorodlarni tozalashning zamonaviy sxemalarini amalga oshirish oltin-gugurt, suv va karbonat angidridning minimal miqdoriga ega tabiiy gaz olish imkonini beradi [1, 565-569-b.]. Vodorod sulfidini xona haro-ratida vodorod va oltingugurtga parchalash

Annotatsiya. Ushbu maqolada himoya qatlami katalizatorlari sintezi bo'yicha mavjud xomashyolar-dan foydalangan holda, katalizatorlar tayyorlash tex-nologiyasini takomillashtirishga doir tajribalar natijalari muhokama qilingan. Himoya qatlami katalizatorlarini sintez qilish uchun Sho'rtan gaz-kimyo majmuasi ishlab chiqarishida polietilen eritmasini tozalash jara-yonida qo'llangan alyuminiy oksidli adsorbentini qayta ishlash natijasida olingan alyuminiy gidroksidining psevdobemit modifikatsiyasi ishlatilgan. Bir qator qi-yosiy tahlillar natijasida alyuminiy oksidli chiqindilar-ni qayta ishlab olingan psevdobemit asosida sintez qilingan himoya qatlami katalizatorlari mustahkamlik mezoniga to'liq javob berishi, SO2 va H2S ning Mubo-rak gazni qayta ishlash zavodiga xos nisbatda o'zaro ta'sirida vodorod sulfid va boshqa zararli qo'shimcha-lardan gaz oqimini neytrallash jarayoni uchun zarur bo'lgan fizik-kimyoviiy xususiyatlarga ega ekanligi aniqlandi. Oltingugurt ishlab chiqarishda yuqori faollik va selektivlik Klaus jarayoni katalizatorlarida kuzatildi.

Kalit so'zlar: katalizator, oltingugurt, alyuminiy oksid, psevdobemit, difraktogramma, himoya qatlami katalizatori.

СИНТЕЗ КАТАЛИЗАТОРОВ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СЕРООЧИСТКИ ГАЗА

Исаева Нурхон Фархатовна1,

доктор философии по техническим наукам (PhD), старший научный сотрудник;

Мансурова Малохат2,

кандидат химических наук, заведующая лабораторией;

Тешабаев Зафаржон Алимович2,

кандидат технических наук;

Ялгашев Элмурод Яхшибой угли2,

младший научный сотрудник;

Анненкова Александра Александровна2,

лаборант;

Искандаров Нурмухаммад Эргашевич1,

младший научный сотрудник

1Центр передовых технологий при Министерстве инновационного развития Республики Узбекистан

2Узбекский научно-исследовательский химико-фармацевтический институт

Аннотация. В настоящей статье обсуждены результаты экспериментов по синтезу катализаторов защитного слоя, усовершенствованию технологии приготовления катализаторов с применением доступного сырья, оценки их эффективности в процессах удаления соединений серы, кислорода и элементарной ртути из газовых потоков. Для синтеза катализатора защитного слоя использовали гидроксид алюминия псевдобе-митной модификации, полученный переработкой алюмооксидного адсорбента - отхода производства Шуртанского газохимического комплекса после завершения его использования в процессе очистки раствора полиэтилена. В результате проведенного сравнительного анализа установлено, что катализаторы защитного слоя, синтезированные с применением псевдобемита, который получен переработкой алюмооксидных отходов, вполне удовлетворяют критерию прочности, обладают комплексом физико-химических свойств, необходимых для процесса обезвреживания газовых потоков от сероводорода и других вредных примесей, при осуществлении взаимодействия SO2 и H2S в соотношении, характерном для Мубарекского газоперерабатывающего завода.

uchun yangi metall katalizatorlari muvozanat-siz termodinamika tamoyillari asosida ishlab chiqarilmoqda [2, 229-b.; 3, 234-b.]. Oltingu-gurtdan tozalash seolitli adsorbentlarining regeneratsiya qilinishida hosil bo'lgan gazlar-ni yoqish jarayonida atmosferaga H2S zararli chiqindisi chiqishini cheklash, shu jumladan, tegishli katalizatorlar va himoya tizimlari, ularning muddatidan oldin deaktivatsiyasi-ning oldini olish uchun [4, 76-77-b.] sanoatda keng tarqalgan Klaus va vodorod sulfidining tanlab oksidlanishi jarayonlari yaxshilanadi [5, 61-63-b.; 6, 5-6-b.; 7, 240-241-b.]. Kata-lizatorlarni tayyorlash texnologiyasini tako-millashtirishning eng muhim yo'nalishlaridan biri kamyob bo'lmagan xomashyoni izlashdir. Shuning uchun temir birikmalari sintezda tobora ko'proq ishlatilmoqda. Tabiiy-ferri-gidrit [8, 127-128-b.; 9, 9313-b.; 10, 1412-b.; 11, 327-b.] va metallurgiya ishlab chiqarishi-ning chiqindi mahsulotlari shaklida - temir sulfat, uning asosida turli jarayonlar uchun yuqori samarali katalizatorlar olingan [12, 15-b.; 13, 912-913 b.; 14, 5533-b.; 15, 771-b.; 16, 301-b.; 17, 429-b.].

Oltingugurt birikmalarining tarkibiga qo'yiladigan talablarning kuchaytirilishi, shuningdek, uglevodorod tarkibidagi maqsad-li o'zgarishlar munosabati bilan, ayniqsa, og'ir oltingugurt moylari va tabiiy gazlar ishlab chiqarilishining ko'payishi fonida, ko'pchilik korxonalarda oltingugurt va azot birikmala-rini olib tashlash uchun maxsus qurilmalar mavjud.

Shevkunov [18, 209-b.] o'z maqolasida qay-ta ishlangan xomashyo tarkibida me'yoriy hujjatlar bilan cheklanmagan, lekin texnologik jarayonlarga salbiy ta'sir ko'rsatadigan ara-lashmalar bo'lsa, vaziyat sezilarli darajada murakkablashishini qayd etgan. Uglevodorod xomashyosidagi adsorbsion zaharlarga quyi-dagilar kiradi: kislorod (0,1% dan ortiq hajm), aminlar, xloridlar, mishyak birikmalari. Tad-qiqotlarga ko'ra, gazni qayta ishlash zavodla-rida qayta ishlangan neft gazlari tarkibida ad-sorbentlarning yo'q qilinishi, kokslanishi va xizmat muddatini bir yilgacha qisqartirishga olib keladigan moddalar tarkibi quyidagi qi-

ymatlarga yetishi mumkin: mg/m3: mexanik aralashmalar - 5.0; jami yog'lar, moylar va smolalar - 4.0; xloridlar - 20 va sirt faol modda-lar (SFM) - 0.8. Eksperimental ravishda natriy xlorid va/yoki SFM 0P-10 (neft qazib chiqa-rishda ko'p ishlatiladigan reagent) saqlovchi namunaviy aralashmalarni CaA seolitida qu-ritish misolidan foydalanib, tabiiy klinoptilo-litdan himoya qatlami sifatida foydalanish muammoli xomashyoni tozalashda ishlatiladi-gan adsorbentlarning xizmat qilish muddatini kamida uch yilga oshiradi [19, 124-b.].

Ko'pgina konlarning gaz kondensati va tabiiy gazida tabiiy ravishda mavjud bo'lgan si-mob va uning birikmalariga kelsak, bu zaharli aralashmaning tizimli monitoringi ko'pincha amalga oshirilmaydi. Ba'zi tadqiqotlarga ko'ra, simob birikmalari tarkibida, ayniqsa, yengil uglevodorod xomashyosining yangi konlarini o'zlashtirish jarayonida ortib borish tenden-siyasi mavjud. Shu bilan birga, tabiiy gazni chet ellik iste'molchilarga magistral quvurlar orqali yetkazib berishga oid shartnomalar bo'yicha shartnoma spetsifikatsiyalari ko'p hollarda ma'lum aralashmalar (simob, meta-nol, glikollar) tarkibiga cheklovlarni nazarda tutadi [20, 49-b.; 21, 4-b.]. Simob metall kon-struksiyalar mustahkamligini kamaytiradigan amalgamalarni hosil qilganligi sababli tabiiy gazni suyultiruvchi zavodlarni loyihalash va ishlatishda simob tarkibini ishonchli baho-lash zarur. Biroq hozirgi kunga qadar faqat bir nechta xorijiy firmalar simobni elementar, noorganik va organik birikmalar tarkibidan samarali yo'qotish bo'yicha tadqiqot va tex-nik yechimlar izlamoqda [18, 210-b.]. Eng keng tarqalgan elementar shakl -Hg uchun, masalan, nafta tarkibida metall sulfidlarga ad-sorbsiya usuli qo'llaniladi.

Ushbu tadqiqotimizda biz himoya qatlami-da katalizatorlarni sintez qilish bo'yicha tajri-balar natijalari, shuningdek, oltingugurt, kis-lorod va elementar simob birikmalarini gaz oqimlaridan tozalash jarayonlaridagi samara-dorligini baholashni muhokama qilamiz.

Material va metodlar

Himoya qatlamlarini sintez qilishda Sho'rtan GQIZ ishlab chiqarish chiqindisi -

Наибольшую активность и селективность в получении серы проявил катализатор процесса Клауса.

Ключевые слова: катализатор, сера, оксид алюминия, псевдобемит, дифрактограмма, катализатор защитного слоя.

SYNTHESIS AND RESEARCH OF CATALYSTS

FOR GAS DESULFURIZATION PROCESSES

Isaeva Nurkhon Farhatovna1,

PhD in Technical Sciences, Senior Researcher;

Mansurova Malohat2,

Candidate of Chemical Sciences,

Head of Laboratory;

Teshabaev Zafarzhon Alimovich2,

Candidate of Technical Sciences;

Yalgashev Elmurod Yakhshiboy ugli2,

Junior Researcher;

Annenkova Alexandra Alexandrovna2,

Laboratory Assistant;

Iskandarov Nurmuhammad Ergashevich1,

Junior Researcher

1Center for Advanced Technologies under the Ministry of Innovation the Republic of Uzbekistan

2Uzbek Scientific Research Chemical-Pharmaceutical Institute

Abstract. The aim of the research - this article discusses findings from the experiments on the synthesis of catalysts in the protective layer and improvement of the technology for preparing catalysts using available raw materials. Evaluation of their efficiency in the processes of removing sulfur, oxygen and elemental mercury compounds from gas streams. For the synthesis of a catalyst of the protective layer, aluminum hydroxide of the pseudoboehmite modification was used, which had been obtained by processing of the wastes from the Shurtan gas-chemical complex manufacture - an alumina adsorbent after its use in the process of purifying a polyethylene solution. As a result of a series of comparative analyzes, it was found that the catalysts of the protective layer synthesized using pseudoboehmite obtained by processing of alumina waste completely satisfy the strength criterion, possess a set of physicochemical properties required for dehumidification of gas syrup from hydrogen sulfide and other harmful impurities, when the interaction of SO2 and H2S in the ratio typical for the Mubarek gas processing plant. The most active and selective catalyst in the production of sulfur was exhibited by the Claus process catalyst.

Keywords: catalyst, sulfur, alumina, pseudoboehmite, diffractogram, guard bed catalyst.

alyumooksidli adsorbentining (AOA) po-lietilen eritmasini tozalash jarayonida qo'llash natijasida olingan psevdobemit modifikat-siyasining alyuminiy gidroksidi ishlatilgan [22, 183-b.]. AOAni qayta ishlashning nitrat-ammiak texnologiyasi quyidagilarni nazarda tutgan: 1) maydalangan xomashyoni nitrat kislota eritmasida qizdirib eritish; 2) pH = 7-8 da ammiak eritmasi yordamida olingan alyuminiy nitrat eritmasidan AlOOHni cho'k-tirish; 3) 20-27 oC da cho'kmaning pishib ye-tilishi; 4) AlOOH cho'kmasini filtrlash va yu-vish; 5) psevdobemit kukunini quritish. № 1A tashuvchi namunasi 3% HNO3 bilan oldindan peptizatsiyalangan psevdobemit kukunini silindrsimon granulalarga quyish va y-Al2O3 ga aylantirish uchun 600 °C da issiqlik bilan ish-lov berish orqali olingan. № 1B tashuvchi na-munasi xuddi shunday usulda tayyorlangan, lekin psevdobemit va AOA kukunlari aralash-masidan 2 : 1 nisbatda foydalanilgan. 2-seriya-dagi himoya qatlami katalizatorlari (HQK) № 1A tashuvchining namlikni shimdirish yo'li bilan tayyorlangan: HQK-2A - 1,6 M FeSO4 suvli eritmasi va HQK-2B - temir gidroksid gidrozol eritmasi bilan 15-25 daqiqa davomi-da; HQK-2V 1,6 M dan ortiq FeSO4 suvli eritmasidan 10 soat davomida shimdirish orqali olingan. Katalizator HQK-2G HQK-2A bilan bir xil tarzda № 1B dan foydalangan holda shimdirilgan. Temir (III) gidroksid gidrozoli oldingisi bilan o'xshash tarzda, ultratovush dispersiyasi bosqichini [12, 12-b.] mustasno qilgan holda tayyorlangan. Dastlab Fe(OH)3 suspenziyasi Fe(NO3)3ning 0,1 M suvli eritmasi va 2% hajm NH4OH bilan birgalikda cho'k-tirish (pH=7) yo'li bilan tayyorlangan. Keyin cho'kma eritmadan ajratildi hamda NH4+ ka-tionlari va NO3- anionlarini olib tashlash uchun deionlangan suv bilan yuvildi. Temir gidroksi-dining yuvilgan cho'kmasiga 15 mol Fe2O3 ga 1 mol HNO3 hisobida nitrat kislota eritmasi qo'shildi.

3-seriya namunalari tashuvchi kom-ponentlarni temir birikmalari bilan suyuq fazada aralashtirish yo'li bilan tayyorlangan: HQK-3A psevdobemit kukuni temir gidroksid gidrozoli bilan. HQK-3B va HQK-

3V ni tayyorlashda psevdobemit, AOA va kaolin kukunlari oldindan 2 : 1 : 1,5 og'irlik nisbatida (kuydirishdagi yo'qotishlarni hi-sobga olgan holda), SiO2 : Al2O3 molyar nis-bati taxminan 1 : 1.33 bo'lguncha yaxshilab aralashtiriladi. Keyin tayyor namunalarda-gi Fe2O3 ning og'irligi bo'yicha 3-4 va 7-8% miqdoridan kelib chiqqan holda, alumoka-olin aralashmasiga temir gidroksid gidrozoli kiritildi. Qoliplash aralashmasining namligi qo'shimcha deionizatsiyalangan suv kiritib tartibga solindi. Barcha namunalarni yakuniy qizdirish harorati 500 oC. Taqqoslash uchun quyidagilar bir xil sharoitlarda sinovdan o'tkazildi: Fe(NO3)3ning suvli eritmasini sa-noat alyuminiy gidroksid va kaolin kukun-lari aralashmasi bilan aralashtirish natijasi-da olingan import qilingan himoya qatlami katalizatorining (HQK-I) sferik granulalari va Klaus jarayoni uchun katalizatorlar (K-4A va K-4B) [23, 4-b.]. K-4V katalizatorini tayyorlashda psevdobemit, kaolin va qayta ishlab chiqarilgan CaA zeolit kukunlari aralashmasi 2 : 1 : 0,3 og'irlik nisbatida ishlatilgan.

Yuvish suvlarining tarkibi fotometrik tarzda kuzatildi: NH/ Nessler reaktivi, Fe2+ va Fe3+

4 '

natriy sulfosalitsilat va Al3+ - UV-1900i spek-trofotometrida alyuminon yordamida. Sintez-langan namunalar tarkibidagi umumiy temir miqdori avvalroq HCl : HNO3 = 3 : 1 aralashmasi eritmasida qaynatish yo'li bilan eritilgan namunalarni tahlil qilish orqali aniqlandi. Si-mobning tarkibi Cu2[HgJ4] kompleks tuzining CuJ ning oq suspenziyasi fonida pushti rangi bilan kolorimetrik tarzda aniqlandi.

O'rganilayotgan namunalar yuzasida ele-mentlar morfologiyasi va tarqalishi EVOMA 10 (Zeiss) skanerlovchi elektron mikroskopi yordamida aniqlandi va Empyrean difrakto-metrida difraktogrammalar olindi.

Namunalarning himoya xususiyatlari (350 oC da 2% H2S bilan sulfidlangan) namu-naviy aralashmadagi kislorod miqdorining pasayishi bilan tavsiflangan (hajm %>; H2S -2,0, O2 - 1,2, N2O - 30, qolgani - geliy) reak-torning chiqishida 0,01 MPa bosimda, 250 oC haroratda. Elementar oltingugurtni olish uchun oltingugurt birikmalarini neytrallash

ТЕХНИКА ФАНЛАРИ ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ TECHNICAL SCIENCES

jarayonida namunalar faolligi va selektivligi gaz xromatografiyasi yordamida [24, 69-70-b.] dastlabki va adsorberdan chiqish joyida gaz aralashmalaridagi mos moddalar konsen-tratsiyasining farqi yordamida baholandi. Aralashma № 1: H2S - 2,0% hajm; H2O - 30% hajm; O2 - 1,2% hajm; qolgan qismi azot. Aralashma № 2: H2S - 5,0% hajm; SO2 - 2,5% hajm; H2O - 25% hajm; O2 - 500 ppm; qolgan qismi azot. Aralashma № 3: H2S - 2,0% hajm; SO2- 1.0% hajm; H2O - 20; qolgan qismi azot. HQKning himoya xususiyatlari 5 mgHg/Nm3ni o'z ichiga olgan azotni tozalash paytida adsorberdan chiqishda simob bug'ining "0,05 mg Hg/Nm3 yutilishi" qayd etilgan vaqtga qarab baholandi.

Tadqiqot natijalari tahlili

1-jadval tahlilidan kelib chiqadiki, alyu-miniy oksidi chiqindilarini qayta ishlash nati-jasida olingan psevdobemit yordamida sintez qilingan himoya qatlami katalizatorlari mus-tahkamlik mezonini to'liq qondiradi.

№ 1A va № 1B tashuvchilarning g'ovaklik hajmi va tuzilishi faol komponentlarni shimdi-rish usuli bilan qo'llash uchun qulaydir. Rentgen fazasi tahliliga ko'ra, asosiy faza ma'lum miqdorda yaxshi kristallangan bemit va bayerit aralashmasi bilan y-Al2O3 hisoblanadi.

Alyuminiy oksidi granulalarini temir sulfat eritmasi (pH = 4) yoki kamroq darajada temir gidroksid gidrozoli bilan qisqa mud-datli singdirish jarayonida temir birikmalari-ning notekis taqsimlanishi kuzatildi. № 1A va № 1B tayyor tashuvchilarga singdirish yo'li bilan temir ionlarini cho'ktirishning xarakter-li xususiyati granulalarning kesilishi bo'ylab turli konsentratsiyali ikki yoki uchta halqa shaklidagi zonalarning aniq shakllanishi hisoblanadi. Temir va sulfat oltingugurtning har xil konsentratsiyasi bo'lgan halqalar tizimi keyingi issiqlik bilan ishlov berishda saqlanib qoldi (1-jadval).

HQK-2A singdirilgan granulalar qismini skanerlash natijalariga ko'ra, tuproqli tuzi-lishga ega bo'lgan tashqi yuzasida (1-rasm, 1) kengligi taxminan 0,1 mm bo'lgan zonada Fe konsentratsiyasi 2,04-4,82% oralig'ida va S 1,84 dan 1,89% gacha.

Shimdirilgan temir birikmalarining asosiy qismi 1-1,3 mm kenglikdagi sirtga yaqin qatlamda to'plangan. Bu yerda Fe konsentratsiyasi 6 dan 16% gacha, S esa 1,80-1,85% gacha o'zgargan. Granulalarning markaziy qismida, SEM usuli bilan o'rganilgan bir qator hududlarda temirning mavjudligi aniqlan-magan, qolganlarida esa 0,05% dan osh-magan. Shu bilan birga, sulfatli oltingugurt miqdori periferiyadan markazga kamaydi. HQK-2A vakili namunasining kimyoviy tahlili natijalariga ko'ra (1-jadval), temir tarki-bi Fe2O3 bo'yicha umumiy massaning 3,30% (Fe - 2,31%) va sulfatli oltingugurt S - 1,32% (SO4 - 3,96%).

Shimdirish vaqti oshgani sayin (ortiqcha temir sulfatning suvli eritmasida) HQK-2V granulalarining tashqi yuzasida, asosan, shakl-langan yomon eriydigan alyuminiy sulfatlar-ning yupqa qatlami (Fe - 0,1-0,3%, S -18-23%) paydo bo'ldi. Temir birikmalari bilan boyitilgan sirt qatlami (Fe - 0,9-18%, S - 2-3%) 1,2-1,6 mm gacha kengaygan, ammo granulalar keskin ravishda mexanik kuchini yo'qotgani uchun keyin batafsil tekshirilmagan.

1-jadval Sintezlangan namunalarning xarakteristikalari

Shifr Mexanik mustahkam-lik; kg/sm2 /g E О (Л w Umumiy poralar hajmi; sm3/g Poralar o'rtacha diametri; Á Granuladagi o'rtacha miqdor; % massa

Fe О 23 SO4 SiO2

№ 1А 36.8 284 0.54 57.0 - - -

№ 1Б 37.2 183 0.67 109.8 - - -

HQK^ 36.2 138 0.43 93.4 3.30 3.97 -

HQK-2 Б 36.3 162 0.38 70.3 2.81 0.23

HQK-2 В 10.3 53.2 0.21 118 5.83 7.02 -

HQK-2 Г 37.8 121 0.63 156.2 3.42 0.34 -

HQK-ЭА 37.1 117 0.53 135.9 4.37 0.38 -

HQK^ 34.2 106 0.32 90.1 7.24 0.47 22.9

HQK^ 35.6 112 0.42 112.1 3.81 0.27 25.4

HQK-И * 239 0.35 43.9 8.28 6.18 -

К-4А 36.5 116 0.36 93.5 6.51 - 30.9

К-4Б 35.0 111 0.35 94.9 11.15 - 43.4

К-4В 33.7 210 0.47 67.1 2.53 -

*- mexanik mustahkamligi 1% dan kam

ТЕХНИКА ФАНЛАРИ ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ TECHNICAL SCIENCES

Kengroq g'ovakli № 1B tashuvchisiga kis-lotalangan temir gidroksidi gidrozoli erit-masida singdirilganda [HQK-2G), kengligi taxminan 1,5 mm bo'lgan tashqi qatlamda yotqizilgan temir og'irligining 46,7 foizini [Fe - 5,15-5,4%) tashkil qildi. Fe konsent-ratsiyasi 8-17% bo'lgan sirtga yaqin qatlam 1,25-1,28 mm bo'lib, 52% dan ortiqni o'z ichi-ga oladi. Silindrsimon granulalarning marka-ziy qismida esa temir miqdori 0,6% dan osh-madi. HQK-2Gning sirt morfologiyasi import qilingan HQK-I ga o'xshash qobiqli tuzilish-ga ega [1, 2 va 3-rasm). Temir birikmalari-ning granulalar bo'ylab bir xil taqsimlanishiga faqat peptizatsiyalangan alyuminiy gidroksi-di va boshqa qattiq tashuvchi komponentlar kukunlari aralashmasiga FeSO4 eritmasi yoki

temir gidroksid gidrozolini kiritish orqali eri-shish mumkin. Bunday holda (1, 5-rasm) HQK-3B granulalari sirtidagi kabi ichki qismida ham temir konsentratsiyasi ikki baravar ko'paygan (Fe - 15,2%, Si - 6,5%) hududlar [spektr 212) topildi. Ushbu namunaning morfologiyasi xilma-xilligi bilan farqlanadi: qir-ralari aniq belgilangan tartibsiz shakldagi och rangli zich qo'shimchalar, qobiqli tuzilishga ega joylar, yonlama chuqurliklar va yoriqlar. Umumiy hisobda olganda, temir konsent-ratsiyasining tarqalishi (7,0-7,5% Fe ora-lig'ida) xuddi kremniy kabi (10,5-11,1% Si) sezilarsiz o'zgardi. Suyuq fazada kukunlarni temir birikmalari bilan aralashtirish yo'li bilan tayyorlangan qolgan katalizatorlar uchun ham xuddi shunday holat kuzatildi.

1-rasm. Sintezlangan dastlabki namunalar granulalari yuzasining elektron tasvirlari: 1 - HQK-2A; 2 - HQK-2B; 3 - HQK-I; 5 - HQK-3B; 6 - HQK-3B oltingugurtdan tozalash vaqtida sinovdan o'tkazilgandan so'ng; 4 - elementlarning HQK-I yuzasida taqsimlanishi

Ma'lumki, temir tuzlari suvda erishi bilan ularning dissotsiatsiyasi eritmaning kislotalanishi bilan birga gidroksokomp-lekslarning hosil bo'lishi bilan kuzatiladi. Ammo izoelektrik nuqtaning pH qiyma-ti taxminan 7-8 bo'lgan alyuminiy oksidi (HQK-2A va HQK-2G) yuzasi bilan aloqa qilganda, eritmaning g'ovak bo'shlig'idagi pH darajasi, aksincha, ortdi. Natijada ko'p yadroli birikmalar hosil bo'lishi bilan oksid-

lanish reaksiyalari Fe2+ ^ Fe3+ va hosil bo'lgan akvakomplekslarning gidrolizla-nishi [Fe(H2O)6]3+ tezlashdi. Shuning uchun shimdirish paytida muhit pH qiymatining o'zgarishi va ko'p yadroli temir birikmalari [Fe(OH)(H2O)5]2+ eruvchanligining pasayi-shi tufayli singdiruvchi eritma granulaga chuqur kirib borganligi sababli ular, asosan, granulalarning sirtga yaqin qatlamida kuch-li adsorbsiyalangan. Bu esa granulalar ichi-

da yanada to'q jigar rang paydo bo'lishiga olib kelgan. Temir gidroksid gidrozolining kislotali eritmasi bilan singdirilganda, kam-roq aniq bo'lsa-da, shunga o'xshash jara-yonlar kuzatildi. Namunalarni quritish va kuydirishdan so'ng granulalarning yorqin jigarrang rangi elektron diffuz aks ettirish spektrlarida 18,2 kcm -1 da o'ziga xos yuti-lish zonasining paydo bo'lishi bilan birga, Fe3+-O-Fe2+ tarkibida turli valentliklarga ega bo'lgan temir ionlari va ko'prik kislorod as-sotsiatsiyalarining shakllanishini ko'rsatdi. Termik ishlov berilgan HQK-2A va HQK-2B namunalarining diffraksiya shakllari HQK-I dan deyarli farq qilmadi. Diffraksiya naqsh-larining tabiati o'rganilgan aluminiy tashuv-chilarga yotqizilgan temir birikmalarining rentgen amorfligini ko'rsatdi. y-Al2O3 (dif-fraktogramma 1- va 2-rasm) va AlOOHning intensiv kengaygan chiziqlari fonida a-Fe2O3 dan ko'plab galolar kuzatilgan (d = 3.66; 2.69; 2.51; 2.201; 1.838; 1.69; 1.596; 1.484; 1.452; 1.31; 1.258; 1.162; 1.141; 1.102 Â) va Fe2(SO4)3 (d = 6.06; 5.32; 4.40; 4.14; 3.71; 3.59; 3.2 6; 3.16; 2.99; 2.90; 2.74; 2.69; 2.63; 2.42; Â), shartli ravishda 2-rasmda-gi tegishli belgilar bilan belgilangan (2-di-fraktogramma). Quyidagi turdagi alyuminiy sulfatlar ham galo shakliga hissa qo'shgan: 1) Al2(SO4)3 (d = 5.82; 4.24; 3.59; 3.49; 2.91; 2.66; 2.32; 1.74; 1.66 Â), 2) Al2(SO4)3. 4H2O (d = 9.60; 7.05; 5.96; 4.78; 3.83; 3.45; 3.18; 2.95; 30.2; 2.77; 2.65; 2.48; 2.34; 2.19 Â), 3) Al4SO4(OH)10 (d = 9.09; 8.25; 6.93; 6.76; 4.99; 4.30; 3.46 Â), 4) Al2(SO4)3. 5H2O - № 1 (d = 9.4; 7.18; 6.73; 5.92; 4.68; 3.87; 3.68; 3.44; 2.90; 2.71; 2.45; 2.26; 2.18; 2.06; 2.02; 1.88; 1.835; 1.678; 1.616; 1.601; 1.462; 1.448; 1.433 Â), 5) Al2(SO4)3 5H2O - № 2 (d = 5.96; 4.79; 4.64; 3.86; 2.88; 1.89; 1.62; 1.54; 1.45; 1.34; 1.30; 1.22; 1.18 Â). Suvda eruvchan alyuminiy sulfatlarning mavjudli-gi HQK-2A va HQK-2V granulalarining suvli ekstraktlarini kimyoviy tahlil qilish orqa-li ham isbotlangan, ularning tarkibida Al3+, Fe2+, Fe3+ va SO42- ionlari aniqlangan.

Alyuminiy oksidini FeSO4ning suvli erit-masi bilan shimdirish jarayonida hosil bo'lgan

temir oksidlarining rentgen amorfizmi temir birikmalaridan sulfat ionini siqib chiqarish ta'siri bilan birga, Fe/Al2O3 va Fe/SiO2 tizim-lari tarkibidagi temir ionlarining mahalliy muhitini o'rganish Mossbauer spektrosko-piyasidan foydalangan holda qayd etilgan [15; 771-b.]. HQK-3B ni 2-sonli model ara-lashmasidan oltingugurtni tozalash jara-yonida, kislorod va suv bug'ining maksimal miqdori bilan sinovdan o'tkazilgandan so'ng, diffraktsiya naqshlarida bemit - AlOOH kristal fazasidan chiziqlar intensivligining keskin oshishi kuzatildi. Barcha 26 burchak oralig'ida o'rganilgan nisbatan aniqroq galolar fonida alohida aks etgan chiziqlar reaksiya muhiti va harorat ta'sirida alyuminiy sulfatlar va gidrok-sisulfatlarning hosil bo'lishini ko'rsatadi, ammo kimyoviy tahlil ma'lumotlariga ko'ra, ularning miqdori 2,2% dan oshmaydi. Past konsentrat-siya, amorfizm va kam Fe tarkibi tufayli dif-fraksiya naqshlari temir birikmalarining sifat tarkibidagi o'zgarishlarni baholash imkonini bermaydi. O'rganilgan HQK-2, HQK-3A seriyali va adabiyot [15, 780-781-b.] ma'lumotlaridan farqli o'laroq, kaolin saqlagan (2SiO2 . Al2O3 . H2O) tashuvchilardan tayyorlangan HQK-3B va HQK-3V tarkibida 500 °C gacha haroratda kuy-dirilgandan so'ng a-Fe2O3 (d = 3.66; 2.69; 2.51; 2.285, 2.20; 2.07; 1.838; 1.69; 1.596; 1.484; 1.452; 1.31; 1.258; 1.162; 1.141; 1.102 Ä) va ß-Fe2O3 . H2O (d = 7.6; 5.3; 3.33; 2.62; 2.55; 2.28; 1.94 Ä) juda yaxshi kristallangan fazalari shakl-langan (2-rasm, diffraktogramma 4). Bundan tashqari, ko'rsatilgan oksidlarga mos keladi-gan chiziqlarning aksariyati SiO2 - tabiiy kvars-ning tor intensiv chiziqlari bilan qoplanmagan (d = 4.26, 3.34, 2.45, 1.812, 1.542, 1.367 Ä).

Temir oksidi |-Fe2O3 (d = 6.01; 4.36; 3.60; 3.00; 2.74; 2.00 Ä) va s-Fe2O3 (d = 6.43; 3.23; 2.74; 2.55; 2.46; 2.37; 2.24; 1.98 Ä)ning bosh-qa modifikatsiyalaridagi chiziqlar diffraksiya naqshlarida biroz yomonroq ko'rindi. De-sulfurizatsiya jarayonlarida sinovdan so'ng, ayniqsa, oltingugurt birikmalarining maksimal tarkibi bilan № 2 aralashmasi, temir ok-sidi shakllaridan chiziqlarning intensivligi ka-maydi. Shu bilan birga, temir sulfidlarining bir nechta modifikatsiyalari mavjudligini ko'rsa-

ТЕХНИКА ФАНЛАРИ ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ TECHNICAL SCIENCES

tadigan chiziqlar paydo bo'ldi - FeS (d = 3.65 3.24; 2.843; 2.582; 2.444; 2.111; 1.979; 1.881 1.632 Ä), FeS (Mackinawite: d = 5.03; 2.970 2.31; 1.808; 1.562; 1.524; 1.409; 1.300; 1.258 1.240; 1.174; 1.133 Ä), Fe1-x S (Pyrrhotite d = 5.94; 5.74; 2.98; 2.64; 2.064; 1.72 Ä), FeS2

(Marcasite: d = 3.44; 2.71; 2.41; 2.32; 1.91; 1.76; 1.69 Ä), FeS2 (Pyrite: d = 3.128; 2.709; 2.423; 2.2118; 1.9155; 1.6332; 1.564; 1.5025; 1.448; 1.2427; 1.2113 Ä) va alyuminiy sulfat-lardan deyarli sezilmaydigan galolar paydo bo'ldi (2-rasm, diffraktogramma 5).

Гомк» l'rtl (Copfw (C«l)

2-rasm. Himoya qatlami katalizatorlarining diffraksiya naqshlari: boshlang'ich № 1A - 1; HQK-2A - 2 va HQK-3B - 4; ZS-1 - 3 va ZS-2 - 5 laboratoriya sharoitida sinovdan o'tkazilgandan so'ng

О - AlOOH, у - y-Al2Ü3, 0 - A^SO^, Д -A^SO^^O, 0 -Al^OJOH^, + -SiO2, I - ^20^ | -^^Ü^ I -s-Fe203, T -ß -Fe2Ü3H2O, X, •- FeS, V - FeS2, <f- - Fe2(SO4)3, 1 и 2 -Al4S04(0H)105H20.

№ 1 namunaviy aralashmadagi mod-dalarni konvertatsiya qilish jarayonida katalizatorlar faolligini tekshirish natijalari HQK-3Aning ortiqcha kislorodni olib tash-lashda maksimal samaradorligi va HQK-2V minimal ekanligini aniqladi. Sanoat HQK-I kabi sintezlangan himoya qatlami kataliza-torlari H2S va SO2ning o'zaro ta'sirida elementar oltingugurt olish jarayonida faolligi

Xulosalar

1. Sanoat chiqindilari ishlatilgan alyuminiy oksidi adsorbentlari asosida tayyorlangan hi-moya qatlam katalizatorlari ortiqcha kislorod mavjudligida vodorod sulfididan gaz oqimla-rini neytrallash jarayoni uchun zarur bo'lgan fizik-kimyoviy xususiyatlar to'plamiga egaligi ko'rsatilgan.

2. Kaolin va temir gidroksid gidro-zolidan foydalanib tayyorlangan hi-moya qatlami katalizatorlari past dispers

va selektivligi bo'yicha asosiy qatlamning temir moddasi bo'lgan katalizatorlaridan past bo'ldi. Elementar simob bug'larini sing-dirishda himoya qatlamining sulfidli temir o'z ichiga olgan katalizatorlarini taqqoslash shuni ko'rsatdiki, tarkibida temir miqdori o'rtacha bo'lgan, lekin maksimal o'rtacha g'ovaklik diametriga ega bo'lgan HQK-2G eng yaxshi adsorbsiya qobiliyatiga ega.

kristalli shaklda temir oksidlarini o'z ichiga oladi. H2S, SO2 va O2 nisbatidan qat'i nazar, ular elementar oltingugurt olish ja-rayonida aralashtirish usuli bilan olingan, ammo temir nitrat ishtirokida K-4A va K-4B katalizatorlariga qaraganda kamroq faolligi aniqlandi.

3. HQK-2G va HQK-3A katalizatorlaridan gaz oqimlarini elementar simob aralashma-laridan tozalash zarurati bo'lganda foydala-nish maqsadga muvofiqdir.

2-jadval

Model moddalarni 250 °С haroratda konvertatsiya qilishda katalizatorlarni

sinovdan o'tkazish natijalari

Namu-nalar shifri Tozalangan gaz tarkibida elementlar miqdori, mg/nm3

Aralashma № 1, Т = 250 оС, G , = 1200 ч-1 об Aralashma № 2, Т = 250 оС, G , = 1200 ч-1 ' об (O2 reaksiya mahsulotida mavjud emas) Aralashma № 3, Т = 250 оС, G б = 7600 ч-1 об Об = 7600 ч-1; Т = 100 оС

Dastlabki aralash- ma tarkibida H2S S°2 S О2 H2S S°2 S H2S S°2 S Hg

2860028520 0 0 17100 7159771500 3571435300 0 28600 21428 0 5.0

Vaqt, soat

№ 1А 26745 0 2833 16156 18400 9200 53026 9150 6836 27500 -

№ 1Б 26085 610 1660 16020 18260 9500 52426 9100 6890 22600 -

КЗС-2А 96530 2816 9628 4814 19640 8100 82820 5726 4257 24000 7.4

КЗС-2Б 9905 15150 3033 4600 17760 8655 80500 10207 7650 22050 3.6

КЗС-2В 20052 2224 6343 10592 59887 28608 21280 23245 17410 7040 -

КЗС-2 Г 1226 9403 15380 4280 16320 7900 83100 83433 6028 27200 11.4

КЗС-ЗА 1640 2542 24393 1091 16868 7145 85700 3717 3955 19540 9.2

КЗС-ЗБ 1585 2323 24642 1257 14000 5715 89980 301 400 41300 9

КЗС-ЗВ 4798 3541 20244 1666 21905 9645 78210 7094 4814 18085 9

КЗС-И 1320 8856 24900 1120 11982 5800 89100 755 2505 37100 8.4

К-4А 111.3 1642 26818 1228 9151 3320 97100 315 415 41140 -

К-4Б 56.6 621 27894 2221 15434 6425 87840 830 493 40150 -

К-4В 1273 8924 15751 4500 9625 4980 92200 2205 1730 38500 -

ТЕХНИКА ФАНЛАРИ ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ TECHNICAL SCIENCES

REFERENCES

1. Kidni A.D., Parrish U.R., Makkartni D. Osnovy pererabotki prirodnogo gaza [Natural gas processing basics. Edited by O.P. Lykova]. Saint Petersburg, COP Professiya, 2014, pp. 565-578.

2. Startsev A.N., Kruglyakova O.V., Chesalov Yu.A., Paukshtis E.A., Avdeev V.I., Ruzankin S.Ph., Zhdanov A.A., Molinal. Yu., Plyasova L.M. Low temperature catalytic decomposition of hydrogen sulfide on metal catalysts under layerof solvent. Sulf. Chem., 2016, vol. 37, no. 2, pp. 229-240. DOI: doi.org/10.1 080/17415993.2015.1126593/.

3. Startsev A.N., Bulgakov N.N., Ruzankin S.Ph., Kruglyakova O.V., Paukshtis E.A. The reaction thermodynamics of hydrogen sulfide decomposition into hydrogen and diatomic sulfur. Sulfur Chem., 2015, vol. 36, no. 3, pp. 234-239. DOI: doi.org/10.1080/17415993.2015.1010533/.

4. Mahoshvili Ju.A., Filatova O.E. Ispol'zovanie zashhitnyh katalizatorov na ustanovkah polucheni-ja sery [Use of protective catalysts in sulfur recovery units]. Gazovaya promishlennost', 2002, no. 6, pp. 76-78.

5. Clark P.D., Dowling N.I., Huang M. et al. Studies on sulfate formation during the conversion of H2S and SO2 to sulfur over activated alumina. Appl. Cat. 2002, A: General, no. 235, pp. 61-69.

6. Golubeva I.A., Hajrulina G.R., Starynin A.Ju., Karatun O.N. Analiz proizvodstva sery metodom Klausa na neftegazovyh predprijatijah, nereshennye problem [Analysis of sulfur production by the Claus method in oil and gas enterprises, unsolved problems]. Neftegazohimija - Oil and gas chemistry, 2017, no. 3, pp. 5-12.

7. Berberova N.T., Pivovarova N.A., Storozhenko V.N., Shinkar' E.V., Smoljaninov I.V. Razrabotka novyh sposobov utilizacii sernistyh othodov iz uglevodorodnogo syr'ja v razlichnye proizvodnye sery. Fundamental'nye issledovanija i prikladnye razrabotki processov pererabotki i utilizacii tehnogennyh obrazovanij. Trudy kongressa [Development of new methods for the utilization of sulfur waste from hydrocarbon raw materials into various derivative series. Fundamental research and applied development of the processes of processing and utilization of technogenic formations. Proceedings of Congress]. Moscow, Tehnogen, 2019, pp. 240-243.

8. Moxapatra M. Synthesis and applications of nano-structured iron oxides/hydroxides. A review. M. Moxapatra, S. Anand. International J. Engr Sci. Technology, 2010, vol. 2, no. 8, pp. 127-146. DOI: doi.org/10.4314/ijest.v2i8.63846/.

9. Liu G. Characterization and surface reactivity of ferrihydrite nanoparticles assembled in ferritin. A review. G. Liu. Langmuir, 2006, vol. 22, no. 22, pp. 9313-9321.

10. Rancourt D.G., Meunier J-F. Constraints on structural models of ferrihydrite as a nanocrystalline material. A review. D.G. Rancourt, J-F. Meunier. American Mineralogist, 2008, vol. 93, no. 8-9, pp. 1412-1417.

11. Abdus-Salam N. Synthesis, Characterization and Application of 2-Line and 6-Line Ferrihydrite to Pb (II) Removal from Aqueous Solution. A review. N. Abdus-Salam, F.A. M'Siver. Journal of Applied Sciences and Environmental Management, 2012, vol. 16, no. 4, pp. 327-336.

12. Kotikov D.A., Ivanovskaya M.I. Ispol'zovanie zol'-gel' metoda dlja sinteza razlichnyh strukturnyh modifikacij oksida zheleza (III) v nanorazmernom sostojanii [The use of the sol-gel method for the synthesis of various structural modifications of iron oxide (III) in the nanoscale state]. Vestnik beloruss-kogo universiteta - Bulletin of the Belarusian University, Series 2, Chemistry, Biology, Geography, 2005, no. 2, p. 11.

13. Shuvaeva M.A., Litvak G.S., Varnek V.A., Buhtiyarova G.A. Prigotovlenie zhelezosoderzhashhih katalizatorov nanesennogo tipa iz rastvora FeSO4: vlijanie prirodj nositelja [Preparation of Iron-Containing Supported Type Catalysts from a FeCO4 Solution: Effect of the Nature of the Support]. Kinetika i kataliz - Kinetics and catalysis, 2009, vol. 50, no. 6, pp. 910-913.

14. Bukhtijarova G.A., Shuvaeva M.A., Bujukov O.A., Yakishkin S.S., Martjanov O.N. Facile synthesis of nanosized c-Fe203 particles on the silica support. Journal of Nanoparticle Research, 2011, vol. 13, pp. 5527-5534. DOI: doi.org/10.1007/s11051-011-0542-5/.

15. Buhtijarova G.A., Mart'janov O.N., Jakushkin S.S., Shuvaeva M.A., Bayukov O.A. Sostojanie zheleza v nanochasticah, poluchennyh metodom propitki silikagelja i oksida aljuminija rastvorom FeSO4 [The State of Iron in Nanoparticles Obtained by the Impregnation of Silica Gel and Aluminum Oxide with a FeCO4 Solution]. Fizika tvjordogo tela - Solid state physics, 2010, vol. 52, no. 4, pp. 771-781.

16. Gich V., Roig A., Frontera C., Molins E. Large coercivity and low-temperature magnetic reorientation in e-Fe203 nanoparticles. Appl. Phys., 2005, vol. 98, pp. 44301-44307.

17. Petrova E., Kotsikau D., Pankov V. Structural characterization and magnetic properties of solgel derived ZnxFe3-xO4 nanoparticles. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2015, no. 378, pp. 429-435. DOI: doi.org/10.1016/j.jmmm.2014.11.076/.

18. Shevkunov S.N. Processy pererabotki gazovogo kondensata s povyshennym soderzhaniem rtu-ti. Nauchno-tehnicheskij sbornik [Processes for processing gas condensate with high mercury content. Scientific and technical collection]. Vesti gazovoj nauki - News of gas science, 2018, no. 1 (33), pp. 207-215.

19. Adzhiev A.Ju, Shein A.O. Primenenie zashhitnogo sloja na ustanovkah osushki gaza [Application of a protective layer in gas dehydration plants]. Bashkirskij himicheskij zhurnal - Bashkir Chemical Journal, 2009, vol. 16, no. 1, pp. 122-124.

20. Machulin L.V., Latyshev A.A. Metodicheskoe obespechenie monitoringa pokazatelej kachestva gaza, transportiruemogo po magistral'nym gazoprovodam [Methodological support for monitoring the quality indicators of gas transported through main gas pipelines]. Gazovaja promyshlennost' - Gas industry, 2020, no. 7 (803), pp. 40-50.

21. Gaz prirodnyj. Opredelenie rtuti. Ch.1. Podgotovka probi putyom xemosorbcii rtuti na jode [Natural gas. Definition of mercury. Part 1. Sample preparation by chemisorption of mercury on food]. Rosstandart GOST 28726.1-2017.

22. Mirzaeva E.I. Poluchenie gidrookisi aljuminija dlja proizvodstva katalizatorov iz otrabotannogo aljumooksidnogo adsorbenta. Pererabotka nefti i gaza, al'ternativnoe toplivo. Materialy Respublikan-skoj nauchno-tehnicheskoj konferencii [Obtaining aluminum hydroxide for the production of catalysts from spent aluminum oxide adsorbent. Oil and gas processing, alternative fuel. Materials of the Republican Scientific and Technical Conference]. Tashkent, 2016, pp. 81-84.

23. Mansurova M. Klaus usulida oltingugurt olish katalizatori va uni olish usuli [Catalyst for sulfur extraction in the Klaus method and its extraction method]. Patent UZ IAP 05603 MPK 15.05.2015.

24. Jalgashev E.Ja., Mansurova M.S., Artukova G.Sh., Isaeva N.F. Ibodullaev S.A., Iskandarov N.E. Genezis morfologii i fazovogo sostava adsorbentov i katalizatorov v processe seroochistki gazov [Genesis morphology and phase composition of the adsorbent and catalysts in the process of desulphurization of gases]. Universum, chemistry and biology, 2021, no. 9 (87), pp. 67-25. Available at: https:// 7univer-sum. com/ru/nature/ archive/item/12210/.

Taqrizchi: Bekturdiyev G.M., tf.n., "Kimyo texnologiyasi, gaz va sirt faol moddalarni qayta ishlash" laboratoriyasi katta ilmiy xodimi, O'zR FA Umumiy va noorganik kimyo instituti.