“TABIIY FANLAR: DOLZARB MUAMMOLAR VA ULARNING YECHIMLARI”
103
METANDAN MEZOG’OVAKLI UGLEROD OLISH JARAYONINING KINETIKASI VA
MEXANIZMI
Mamirzayev Mashrab Abdumalikovich.
O‘zbekiston-Finlandiya pedagogika instituti. e-mail:
mashrab87@mail.ru
Annotatsiya: 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
4
→ C
2
H
6
+ H
2
– 58 kkal,
C
2
H
6
→ C
2
H
4
+ H
2
– 30 kkal,
C
2
H
4
→ C
2
H
2
+ H
2
– 38 kkal,
C
2
H
2
→ 2C + H
2
+ 55 kkal.
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
kat
+ CH
4
→ [CH
3
*
-K
kat
] +H
*
2. [CH
3
- K
kat
] +H
*
→ [CH
2
- K
kat
]+H
2
RESPUBLIKA ILMIY-AMALIY KONFERENSIYASI 7-8-MAY 2025-YIL
104
3. [CH
2
- K
kat
]+ H
*
→ [CH
*
- K
kat
]+H
2
4. [CH
*
- K
kat
]+ H
*
→ [C - K
kat
]+H
2
5. [C - K
kat
] →C
NU
+ K
kat
6. [C - K
kat
] →C
A
+ K
kat
7. K
kat
+ H
2
→ [H
*
- K
kat
]+ H
*
8. [H
*
- K
kat
]+ H
*
→ K
kat
+ H
2
3.7-jadval ma’lumotlariga ko’ra, gaz fazasida 3 ta gazsimon tarkibiy qismlar mavjud (H
2
,
CH
4
va H
*
) va vodorod atomining mavjudligi faqat katalizator atrofida bo’lishi mumkin va
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:
i
= C
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
1
= 0.003; k
2
, k
3
, k
4
= 0.002; k
5
= 11000; k
5
= 5000; k
1
= 0.01; k
8
= 1.
Tezlik konstantalarining turli qiymatlarida
uglerodning solishtirma miqdoriga
bog’liqligi: 1 - k
i
=0,002; 2 - k
i
=0,003; 3 -
k
i
=0,004.
Tezlik konstantalarining turli qiymatlarida
uglerodning solishtirma miqdoriga bog’liqligi: k
2
,
k
3
, k
4
: 1 - k
2 _ 4
= 0,002; 2 - k
2_ 4
= 0,0025; 3 - k
2 _ 4
= 0,0032.
“TABIIY FANLAR: DOLZARB MUAMMOLAR VA ULARNING YECHIMLARI”
105
Tezlik konstantalarining turli qiymatlarida
uglerodning solishtirma miqdoriga
bog’liqligi: 1 – k
5
=10000; 2 - k=11000; 3 –
k
5
=12000.
Tezlik konstantalarining turli qiymatlarida
uglerodning solishtirma miqdoriga bog’liqligi: 1 –
k
6
=10000; 2 - k=11000; 3 – k
5
=12000.
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
*5%Cu/MG’S
15%Ni*5%Co*5%Fe
*5%Cu*2%Mo MG’S
kDj/mol
kDj/mol
1
Kat +CH
4
→ [CH
3
-Kat]+H
*
108
103,5
3,6 ∙10
11
56,6
2.
[CH
3
-Kat]+H
*
→[CH
2
-Kat]+H
2
0,00107
10,3
425
10,0
3. [CH
2
-Kat]+ H
*
→[CH-Kat]+H
2
0,00107
10,3
425
10,0
4.
[CH-Kat]+ H
*
→[C-Kat] +H
2
0,00107
10,3
425
10,0
5.
[C-Kat] → C
NU
+ Kat
26100
6,62
6,5 ∙10
5
5,1
6.
[C-Kat] → C
A
+ Kat
1,8 ∙10
9
100,1
3,4 ∙10
5
54,6
7.
Kat +H
2
→ [H-Kat]+H
*
124
72,6
6,15
64,1
8.
[H-Kat] +H
*
→Kat+H
2
723
53,2
9,23
60,3
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
katalizatorida 600
℃
(1-egri), 650
℃
(2) va
15%Ni*5%Co*5%Fe*5%Cu*2%Mo/MG’S
tarkibli katalizatorida 560
℃
(1-egri), 580
℃
RESPUBLIKA ILMIY-AMALIY KONFERENSIYASI 7-8-MAY 2025-YIL
106
700
℃
da (3) vaqt davomida uglerod
solishtirma miqdorining eksperimental va
hisoblangan o’zgarishi
(2) va 680
℃
da (3) vaqt davomida uglerod
solishtirma miqdorining eksperimental va
hisoblangan o’zgarishi.
O’tkazilgan eksperimental tadqiqotlardan kelib chiqqan holda metandan mezog’ovakli uglerod olish
jarayonining mexanizmini quyidagicha ifodalash mumkin:
1 Metandan mezog’ovakli uglerod va vodorod hosil bo’lish sxemasi
Mezog’ovakli uglerodning molekulyar tuzilishi
Tanlangan katalizator ishtirokida jarayonlarning kinetikasini tadqiq etish asosida reaksiyaning
kinetik modellari tanlandi va borish mexanizmlari taklif etildi
Foydalanilgan adabiyotlar:
1. Петров И. Я., Трясунов Б. Г. Структура и каталитические свойства нанесенных
оксидномолибденовых,
оксиднованадиевых
и
оксиднохромовых
катализаторов
дегидрирования углеводородов VII. Приготовление и фазовый состав нанесенных
оксиднованадиевых катализаторов //Вестник Кузбасского государственного технического
университета. – 2007. – №. 3. – С. 84-93.
2. Файзуллаев Н.И., Мамирзаев М.А., Асроров Д.А. Исследование процесса
образования дефектов, образующихся в мезопористом угле. Universum:химия и биология
Научный журнал №5(107) Май 2023 Часть 3
