RESPUBLIKA ILMIY-AMALIY KONFERENSIYASI 7-8-MAY 2025-YIL
202
METANNI KATALITIK DEGIDROAROMATLASH REAKSIYASI
KATALIZATORLARINING TEKSTUR XUSUSIYATLARI
Shukurov Bahriddin Shodiqulovich
1
, To ‘rayeva Nozanin Nabillo qizi
2
,
1
Biokimyo instituti dotsenti (PhD), 4-kurs Kimyoviy texnologiya yo‘nalishi talabasi
2
,
Sharof Rashidov nomidagi Samarqand davlat universiteti
E-mail:
shukurovb_83@samdu.uz
Kalit so‘zlar:
metan, aromatik uglevodorodlar, tekstur xususiyatlar, mezog‘ovak,
solishtirma sirt yuza, kislotalik.
Ishning maqsadi
metanni katalitik degidroaromatlash reaksiyasi katalizatorlarining
kislotalik va tekstur xususiyatlarini o‘rganishdan iborat.
Bugungi kunda dunyoda tabiiy gazni katalitik qayta ishlab etilen, aromatik uglevodorodlar,
sintez-gaz va boshqa organik sintez uchun muhim bo‘lgan moddalar sintez qilish bo‘yicha yuqori
darajada o‘sish kuzatilmoqda. Sanoatning mazkur tarmoqlarini yanada rivojlantirish maqsadida
ushbu soha mahsulotlarini chuqur qayta ishlash hamda yangi turdagi mahsulotlar ishlab chiqarish,
ularning assortimentini kengaytirish, sifatini oshirishga katta e’tibor qaratilib kelinmoqda. Keyingi
yillarda aholi sonining sezilarli darajada oshib borishi bilan, tabiiy va yo‘ldosh gazlar hamda ular
asosidagi materiallarga bo‘lgan ehtiyoj kun sayin ortib bormoqda. Mazkur talabni qondirish hamda
ularni ishlab chiqarishning zamonaviy texnologiyalarini yaratish muhim ahamiyatga ega.
Hozirgi vaqtda metandan asosan yoqilg‘i o‘rnida foydalaniladi. Kimyo sanoatida qazib
olinadigan gazning faqatgina 2,5-5,0% i kimyoviy qayta ishlanmoqda [1].
Tabiiy gazning asosiy komponenti bo‘lgan metan – hozirgi vaqtda neft kimyosi va organik
sintezning qimmatli mahsulotlarini olishning muqobil manbai sifatida qaralmoqda [2-5].
Muqobil energiya manbalaridan foydalanish va neftning tez tugab borayotgan zahiralarini
asta-sekin almashtirish bo‘yicha ilg‘or texnologiyalar ishlab chiqildi [6]. Tabiiy gaz – qazilma
yoqilg‘ilar va qayta tiklanadigan texnologiyalar o‘rtasidagi tafovutni yo‘qotish uchun eng istiqbolli
muqobillardan biridir [7]. Aniqlash va qazib olish texnologiyalaridagi so‘nggi yutuqlar mo‘l-
ko‘lchilikni oshirish va tabiiy gaz narxini kamaytirishga hissa qo‘shganligi tufayli tabiiy gazdan
foydalanishga qiziqish ortmoqda. C1 kimyosi va tegishli texnologiyalar sohasidagi yangi yutuqlar
suyuq yoqilg‘ilar uchun xom ashyo sifatida va neft-kimyo sanoati uchun muqobil xom ashyo
sifatida foydalanishni kengaytiradi [8-10].
Metanni oksidlovchilar ishtirokisiz katalitik degidrodegidroaromatlash reaksiyasi uchun ayni
vaqtda seolitlar asosida tayyorlangan va turli birikmalar bilan modifikatsiya qilingan mono va
polimetallik Mo-saqlovchi sistemalar eng yaxshi katalizatorlardir. Metanni oksidlovchilar
ishtirokisiz katalitik degidrodegidroaromatlash reaksiyasi va turli xil katalizatorlarning xossalarini
o‘rganish jarayoni atmosfera bosimida ishlaydigan yuqoridagi qurilmada o‘tkazildi (1-rasm).
Reaktor 4 ga metanni yuborish 1 ballondan sarf regulyatori orqali nazorat qilinadi.
Reduktorlar 2 sarf regulyatori oldidagi kirish bosimini 0,15-0,20 qiymatgacha pasaytiradi.
Reaktorni qizdirish va belgilangan haroratni ushlab turish uchun 5 elektropechdan
foydalanildi.
Katalizator tayyorlash usuli va texnologiyasi.
Metanni oksidlovchilarsiz katalitik
degidrodegidroaromatlash reaksiyasi jarayonining kinetik qonuniyatlarini o‘rganish hamda
“TABIIY FANLAR: DOLZARB MUAMMOLAR VA ULARNING YECHIMLARI”
203
reaksiyaning maqbul sharoitini aniqlash maqsadida tarkibida molibden saqlovchi katalizatorlar
“zol-gel” texnologiyasi asosida tayyorlandi. Mo/YUKS katalizatorlari oddiy ho‘l yuttirish usuli
orqali tayyorlandi. YUKS manbai Navbahor bentonitini kuchsiz kislotali va ishqoriy eritmalar bilan
ishlov berish, so‘ngra 550
℃
haroratda 2 soat davomida toblash orqali olindi. Ammoniy
geptamolibdat ((NH
4
)
6
Mo
7
O
24
∙4H
2
O) Mo prekursori sifati ishlatildi. Katalizatorlarda Mo miqdori 1-
10 mas.% gacha bo‘lgan, u xMo/YuKS da x ko‘rinishida belgilangan. Mo yuttirishdan so‘ng,
yuttirilgan kukun 80
℃
da quritilgandan so‘ng 500
℃
da 4 soat davomida toblandi.
1-metan manbai; 2-reduktor; 3- gazni tayyorlash bo‘g‘ini; 4- reaktor; 5- pech; 6-
sovutgich; 7- harorat o‘lchagich; 8- yig‘gich; 9- muzlatgich; 10-kran; 11-termopara; 12-
katalizator; 13- kran-dozator.
1-rasm. Metanni oksidlovchilar ishtirokisiz katalitik degidrodegidroaromatlash
reaksiyasini o‘tkazishning laboratoriya qurilmasi
O‘zak modda sifatida YUKSdan foydalanildi. Mo/YUKS namunalari (molibdenning massa
ulushi 1 dan 10% gacha) YUKS kukunlariga ammoniy geptamolibdat [(NH
4
)
6
Mo
7
O
24
∙4H
2
O)] ning
suvli eritmasini yuttirish orqali tayyorlandi. Nanoo‘lchamli zarrachalarning zol-gel sintezi uchun
ZrO(NO
3
)
2
, Zn(NO
3
)
2
tuzlarining suvli eritmalari ishlatildi.
Zaruriy miqdordagi reagentlar tortib olindi va ular bidistillangan suvda eritildi va unga gel
hosil qiluvchi qo‘shimchalar: limon kislota va etilenglikol qo‘shildi. Hosil bo‘lgan aralashma
800Cda yaxshilab aralashtirildi. Keyin 2 soat davomida 200
℃
da, 3 soat davomida 500-1000
℃
da
termik ishlov berildi.
1-jadvaldan ko‘rinib turibdiki, barcha tekshirilayotgan ob’yektlar ikkita kislotalik markaziga
ega. Metanni oksidlovchilar ishtirokisiz degidroaromatlash reaksiyasi uchun tayyorlangan 6,0%
Mo/YUKS tarkibli katalizatoriga massa jihatdan 1-2% gacha Zr qo‘shganimizda kislotali
markazlarining konsentratsiyalari ham, kislotalik kuchi ham ortdi. Kislotalik xossalarini tekshirish
natijalari 1-jadvalda keltirilgan.
1-jadval
Katalizatorlarning kislotalik xossalari
RESPUBLIKA ILMIY-AMALIY KONFERENSIYASI 7-8-MAY 2025-YIL
204
Katalizator
Т
maks
,
0
С
Kislotalik markazlari
konsentratsiyasi (mkmol/g)
Т
1
Т
2
С
1
С
2
С
6,0% Мо/ЮКЦ
191
394
335
199
532
1,0%Zr-6,0% Mo/ЮКЦ
198
399
379
242
620
1,0%Zn-6,0%Mo/ЮКЦ
207
412
358
214
568
1,0%Zn-1,0%Zr-6,0%Mo/ЮКЦ
215
402
308
126
424
C
1
– kuchsiz kislotali markaz, С
2
– kuchli kislotali markaz,
С – umumiy kislotalik.
6,0% Mo/YUKS sistemasiga Zn ning kiritilishi kislotalik markazining kamayishiga olib
keldi. Bunda kuchsiz kislotalik markazi 355 mkmol/g, kuchli kislotalik markazi esa 210 mkmol/g ni
tashkil etdi. 6,0% Mo/YUKS kislotalik sistemasiga 1,0% Zr va 1,0% Zn kiritilganda umumiy
kislotalik markazi 420 mkmol/g, kuchli kislotalik markazi 120 mkmol/g va kuchsiz kislotalik
markazi 300 mkmol/g ni tashkil etdi.
2-rasm. Turli tarkibli katalizatorlar kislotalik xossalari
Shunday qilib, katalizatorning tekstur xarakteristikalari o‘rganilgan.Tekshirilayotgan
namunalarning g‘ovak struktur parametrlarini aniqlash maqsadida adsorbsion o‘lchashlar o‘tkazildi.
YUKS ning asosiy adsorbsion-struktur xarakteristikalari – solishtirma sirt-yuzasi, g‘ovakning hajmi
va effektiv o‘lchami suyuq azot desorbsiyasi izotermasi orqali olindi. Adsorbsion o‘lchashdan oldin
namunaga 300
°
C da 40 daqiqa davomida vakuumda termik ishlov berildi. Desorbsiya xona
haroratida o‘lchandi. Adsorbsion muvozanat 20 daqiqa davomida o‘rnatildi. Namunalar solishtirma
sirt yuzasi 360÷400 m
2
/g ni tashkil qildi. Nisbiy xatolik 3% ni tashkil etdi. Gʻovaklar adsorbsion
hajmlari yig‘indisi (
V
) azot bo‘yicha P/P0=0,99 bo‘lganda aniqlandi, aniqlash xatoligi 6%. °C
Foydalanilgan adabiyotlar:
1.
Horn, R. Methane activation by heterogeneous catalysis / R. Horn, R. Schlogl // Catal. Lett. –
2015. – V. 145. – P. 23-39.
2.
Шукуров Б. Ш. Исследование кинетики и механизм реакции неокислительной
каталитической дегидроароматизации метана //Наука, образование, инновации: апробация
результатов исследований. – 2019. – С. 26-34.
“TABIIY FANLAR: DOLZARB MUAMMOLAR VA ULARNING YECHIMLARI”
205
3.
McFarland, E. Unconventional chemistry for unconventional natural gas / E. McFarland //
Science. – 2012. – V. 338. – P. 340-342.
4.
Восмериков А.В., Превращение газообразных углеводородов в ароматические
соединения на бифункциоанльных цеолитсодержащих катализаторах: дисс. канд. хим. наук:
02.00.13 Томск – 2009, С. 316.
5.
Восмерикова Л.Н., Конверсия пропан-бутановой фракции на модифицированных
пентасилах: дисс.канд. хим. наук: 02.00.13 Томск – 2001, б.124.
6.
K.S. Wong, J.W. Thybaut, E. Tangstad, M.W. Stöcker, G.B. Marin, Methane
aromatisation based upon elementary steps: kinetic and catalyst descriptors, Microporous
Mesoporous Mater. 164 (2012) 302–312.
7.
Степанов А.А. Исследование физико-химических и каталитических свойств Mo- и
Re-Mo-содержащих цеолитных катализаторов процесса дегидроароматизации метана, дис.
канд. хим. наук.Томск – 2019, С. 128.
8.
B. Cook, D. Mousko, W. Hoelderich, R. Zennaro, Conversion of methane to aromatics
over Mo
2
C/ZSM-5 catalyst in different reactor types, Appl. Catal. A Gen. 365 (2009) 34–41.
9.
A.K. Aboul-Gheit, A.E. Awadallah, Effect of combining the metals of group VI
supported on H-ZSM-5 zeolite as catalysts for non-oxidative conversion of natural gas to
petrochemicals, J. Nat. Gas Chem. 18 (2009) 71–77.
10.
D.J. Wilhelm, D.R. Simbeck, A.D. Karp, R.L. Dickenson, Syngas production for gasto-
liquids applications: technologies, issues and outlook, Fuel Process. Technol. 71 (2001) 139–148.
