CC BY
4Journal of Advances in ^ CHEMICAL
Engineering Technology Vol.4(12) 2023 -©"Cr TECHNOLOGY
DOI 10.24412/2181-1431-2023-4-5-8 ©Бердиев С. A.
МЕТАНОЛ, ЭПИХЛОРГИДРИН ВА НАТРИЙ АЦЕТАТ АСОСИДАГИ КИСЛОРОД ТАРКИБЛИ ОРГАНИК КУШИМЧАЛАРНИ ОЛИШ ТЕХНОЛОГИЯСИНИ ИШЛАБ ЧИКИШ ВА ТЕХНИК-ИКТИСОДИЙ САМАРАДОРЛИ-ГИНИ ^ИСОБЛАШ
Бердиев Санжар Алланазарович - т.ф.н. к.и.х., Тошкент кимё-технология илмий-тадкикот институти мустакил изланувчиси (ORCID: 0009-0005-1516-2840), [email protected]
Аннотация. Маколада метанол, эпихлоргидрин ва натрий ацетат асосидаги кислород таркибли Е-1 ва Е-3 маркали органик кушимчаларни ишлаб чикаришнинг жараёнлари тадкик килинган ва технологик схемаси ишлаб чикилган. Эпихлоргидрин ва натрий ацетат асосида олинган E-3 маркали октан сонини оширувчи кушимчани техник-иктисодий самарадорлиги х,исобланган.
Калит сузлар: метанол, эпихлоргидрин ва натрий ацетат, ионли суюклик, катализатор, реактор, сигим, реакция жараёни, кислород таркибли органик эфирлар, иктисодий самарадорлик.
Аннотация: В статье исследованы процессы производства органических кислородсодержащих добавок Э-1 и Е-3 на основе метанола, эпихлоргидрина и ацетата натрия и разработана технологическая схема. Рассчитана технико-экономическая
эффективность присадки, повышающей октановое число Е-3, полученной на основе эпихлоргидрина и ацетата натрия.
Ключевые слова: метанол, эпихлоргидрин и ацетат натрия, ионная жидкость, катализатор, реактор, емкость, процесс реакции, кислородсодержащие органические эфиры, экономическая эффективность.
Annotation: In the article, the processes of production of E-1 and E-3 organic additives with oxygen content based on methanol, epichlorohydrin and sodium acetate are researched and a technological scheme is developed. The technical and economic efficiency of the E-3 octane number-increasing additive obtained on the basis of epichlorohydrin and sodium acetate was calculated. Key words: methanol, epichlorohydrin and sodium acetate, ionic liquid, catalyst, reactor, capacity, reaction process, oxygen-containing organic ethers, economic efficiency.
Kimyoviy mahsulotning sifati uning tarkibida Бугунги кунда жа^онда саноат микёсида уч турдаги октан сонини оширувчи моддалар (кушимчалар ва компонентлар) кулланилади -металларни уз ичига олган антидетонация, кулсиз антидетонация ва оксигенат (кислородли антидетонация) шулар жумласидандир [1; 2; 3].
Сунгги вактларда мамлакатимизда юкори октанли бензин ишлаб чикариш учун металларни уз ичига олган антидетонация агентлари ажралмас таркибий кисмларидан
фойдаланилмокда. Ёкилги сифати учун жорий талабларга караб темир пентакорбонил Fe(CO)5, темирпентадиенил Fe(C5H5)2, марганец метилциклопентадиенил трикорбонил
CH3C5H4Mn(CO)3 ва бошка баъзи бирикмалар кулланилади [4; 2; 3; 5; 6].
Таркибида азот булган органик бирикмалар самарали ёкилги кушимчалар ^исобланади. кушимчалар сифатида таркибида азот булган органик моддалар ва бошкаларни ишлатиш буйича куплаб изланишлар амалга оширилган. Х,озир кунда азот таркибли кушимчалар сифатида ароматик аминлардан кенг фойдаланилади [1; 4; 7; 10].
Амидлар, аминокислоталар ва бошка ухшаш кимёвий тузилишга эга моддаларни октан микдорини оширувчи кушимчалар сифатида ишлатиш буйича куплаб тадкикотлар олиб борилган [4; 8; 9; 11].
Тадкикотлармизда эпихлоргидрин ва метанол асосидаги кислород таркибли Е-1 маркали органик кушимчаларни олишда ^ар-хил нисбатлар, ^арорат *амда вактлар оралигида реакция жараёнлари олиб борилди. Реакция олиб бориш учун 500 мл ^ажмдаги уч огизли колба, аралаштиргич ва совутгичдан иборат асбоб ускуналар билан жи^озланди. Реакцияни амалга оширишда эпихлоргидрин ва метанол солиниб 500С ^ароратда 2,5 соат вакт давомида реакция ишкорий му^итда аралаштирилди. Сунгра аралашма 20-220С ^ароратигача совитилди ва фильтирланиб ажратиб олинди. Реакция унуми назарий ^исоблаганда 75% ни ташкил этди.
Эпихлоргидрин ва метанол асосидаги октан сонини оширувчи органик эфирларни олишда реакция жараёни турли массада макбул нисбатлари олиниб тадкик этилган. Эпихлоргидрин ва метанол куйидаги 1) 1:1; 2) 1:0,5 3) 0,5:1 нисбатлардан иборат. Демак, реакцияда макбул масса нисбатларни та^лил килинадиган булсак 1:1 масса нисбатда 500С ^арорат оралигида реакция самарадорлиги юкори эканлиги аникланди.
Октан сонини оширувчи ма^сулотни олишнинг технологик жараёнлари куйидагича амалга оширилади. Ушбу ма^аллийлаштириш дастурлари асосида режалаштирилган октан сонини оширувчи кушимчалар олишда (1) эпихлоргидринни саклаш учун сигим, (2) ишкорий катализатор учун сигим ва (3) метанол учун сигимларда сакланаётган бошлангич моддалар. Ассосий реакция жараёни (4) реакторда олиб борилади. Реакция жараёнини амалга оширишда
ип
эпихлоргидрин ва метанол (4) реакторга солиниб 500С ^ароратда 2,5 соат вакт давомида реакция ишкорий му^итда аралаштирилди. Сунгра аралашма хона ^ароратигача совитилди ва (5) фильтрлаш ускунаси ёрдамида реакцияга киришмаган моддаларни тозаланади. Реакция натижасида *осил булган тайёр ма^сулотларни (6) махсус саклаш сигимларга жойлаштирилди (1-расм). Реакция унуми назарий ^исоблаганда 75% ни ташкил этди.
(1) эпихлоргидринни саклаш учун сигим, (2) катализатори учун сигим, (3) метанол учун сигим, ассосий реакция жараёни (4) реакторда олиб борилади, ва (5) фильтрлаш ускунаси, (6) тайёр ма^сулотларни саклаш учун сигим.
1-расм. Эпихлоргидрин ва метанол асосидаги кислород таркибли Е-1 маркали органик кушимчаларни олишнинг технологик схемаси
Тадкикотларимизнинг кейинги боскичида эпихлоргидрин ва натрий ацетат асосидаги кислород таркибли E-3 маркали органик кушимчани олишда бошлангич моддаларнинг нисбатлари, реакция унумига ^арорат, вакт ва катализаторнинг таъсири урганилди. Тажриба синов натижаларига кура октан сонини оширувчи кислород таркибли органик эфирларнинг масса нисбатлари куйидагича олинди: натрий ацетат ва эпихлоргидрин 1) 1:1; 2) 0,5:1; 3) 1:0,5 иборат. Реакция жараёнида унумга таъсир этувчи асосий омиллардан бири эпихлоргидринни масса нисбатини узгариши билан реакция тезлигига таъсир этиши аникланди. Октан сонини оширувчи кушимчаларни олишнинг технологик жараёнлари куйидагича амалга оширилади. Ушбу ма^аллийлаштириш режалаштирилган
кушимчаларни олишда (1) натрий ацетат учун сигим, (2) ионли суюклик - катализатор учун сигим ва (3) эпихлоргидринни саклаш учун сигимларда сакланаётган бошлангич моддалар. Асосий реакция жараёни (4) реакторда олиб борилди. Реакция жараёнини амалга оширишда (1) натрий ацетат ва (2) эпихлоргидрин (4) реакторга солиниб, реакция 3 соат давомида 105-1100С ^ароратда олиб борилди. Сунгра аралашма хона ^ароратигача совитилди ва (5) фильтрлаш ускунаси ёрдамида реакцияга киришмаган моддаларни тозаланди ва (6) суюк ма^сулотларни сувсизлантириш учун куритгичда куритилиб *осил булган тайёр ма^сулот (7) махсус саклаш сигимларга жойлаштирилди (2-расм). Реакция унуми назарий ^исоблаганда 82% ни ташкил этди.
(1) натрий ацетат учун сигим, (2) ионли суюклик катализатори учун сигим, (3) эпихлоргидринни саклаш учун сигим (4) реактор, (5) фильтрлаш ускунаси, (6) суюк ма^сулотларни сувсизлантириш учун куритгич, (7) тайёр ма^сулотларни саклаш учун сигим.
2-расм. Эпихлоргидрин ва натрий ацетат
асосидаги кислород таркибли E-3 маркали органик кушимчани олишнинг технологик схемаси
Эпихлоргидрин ва натрий ацетат асосидаги Е-3 маркали октан сонини оширувчи кушимчалар ишлаб чикаришнинг техник-иктисодий самарадорлигини ^исоблаш. Е-3 маркали кушимчани юкорида курсатилгандек, бензин ишлаб чикариш учун ишлатиладиган октан сонини оширувчи кушимчаларга э^тиёжи мавжуд ишлаб чикариш корхоналарига таклиф этилади. Е-3 маркали кушимчаларни жорий килиш учун иктисодий самарадорлиги ^исоблаб чикилган.
1-жадвал
1 тонна Е-3 маркали кушимчани ишлаб чикариш учун материаллар харажати
млн сум
№ Материаллар номи Нархи, сум Харажат
1 Эпихлоргидрин 350,0 22,2
2 Натрий ацетат 240,0 8,4
3 Катализатор (тетраэтиламмоний хлорид) 630,0 0,6
Жами: 31,2
Мазкур Е-3 маркали кушимчаларни ёкилги таркибида октан сонини оширувчи кушимчалар ишлаб чикаришда фойдаланишнинг иктисодий самарадорлигини ба^олашда унинг таннархи импорт килинувчи анологларининг нархида реализация килиш ^исобини уз ичига олади. 1-жадвалдан куриниб турибдики, 1 тонна Е-3 маркали кушимчаларни ишлаб чикариш учун 31,2 млн. сумлик хомашё сарфланади.
1 тонна Е-3 маркали кушимчанинг йиллик эксплуатацион харажатлари 39,8 млн. сумни,
умумий харажатлар 54,8 млн. сумни ташкил этади (2-жадвал).
2-жадвал
1 тонна E-3 маркали кушимчани ишлаб чикариш учун сарф этилган харажатлар
№ Харажат турлари Харажатлар
Йиллик эксплуатацион харажатлар
1 Иш *аки 1,9
2 Ягона ижтимоий тулов 15% 0,3
3 Материаллар 31,2
4 Кушимча харажатлар 0,2
5 Кутилмаган харажатлар 0,2
6 Солик 5% 1,7
7 ККС 12% 4,3
Жами йиллик харажатлар: 39,8
Бир маротабалик капитал харажатлар
8 Курилиш-монтаж, ускуна-жи^озлар 15,0
Жами: 54,8
2-жадвалга кура, 1 тонна Е-3 маркали кушимчанинг йиллик эксплуатацион харажатлари 39,8 млн. сумни, умумий харажатлар 54,8 млн. сумни ташкил этади.
Е-3 кушимчасини жорий килиш иктисодий самарадорлигини ^исоблаш учун 5 йиллик даврни олиб, ^исоблаб чикамиз. Хорижий октан сонини оширувчи "Октан-плюс" маркали кушимчанинг нархидан келиб чикиб, Е-3 кушимчасининг базавий сотиш нархини 80 млн. сум этиб ^исоблаймиз.
3-жадвал
1 тонна Е-3 маркали кушимчани ишлаб чикаришга жорий этишдан олинадиган фойда
Йи Жорий Хараж Пул Йилл Ялпи
л этиш атлар, тушу ик фойд
(й) даври (Ci) ми, (Ri) фой да, (P^ а, (Pa) (усиб борув чи)
1 Лойи^а лаш 1,0 0,0 - 1,0 - 1,0
2 Жорий этиш 54,8 0,0 - 54,8 - 55,8
3 Ишлаб чикари ш 39,8 80,0 40,2 -15,6
4 Ишлаб чикари ш 39,8 80,0 40,2 24,6
5 Ишлаб чикари ш 39,8 80,0 40,2 64,8
Жами: 175,2 240,0 64,8
3-жадвалга кура, биринчи йилдаги фойда -1 млн. сумни ташкил этган булса, учинчи йилдаги фойда 40,2 млн сумни ташкил этди:
Pзй = Rзй - Cзй = 80,0 - 39,8 = 40,2 5 йил давомида Е-3 кушимчасининг сотилишидан олинган ялпи фойда куйидагича ^исобланди:
Pfci = + Pй (2) P5a = P4a + P5й = 24,6+40,2 = 64,8 (беш йилдаги ялпи фойда)
90,0 80,0 80,0 80,0
70,0 -
50,0 -
30,0 -
10,0 -10,0 -30,0 -50,0 -70,0
-1,0
I I I
-39,8 -39,8 -39,8
-54,8
Жорий
3-расм. 1 тонна Е-3 маркали кушимчани ишлаб чикариш харажатларининг коплаш даври
(базавий сотиш нархи - 80 млн. сум)
3-расмдаги графикка кура, 1 тонна Е-3 кушимчасини ишлаб чикаришга жорий этишда сарф этилган харажатларни коплаш даври 3 йилни ташкил этиб, туртинчи йилда фойда олиниши бошланади.
Янги яратилган кушимчанинг бозорда ракобатбардошлигини ва харидоргирлигини таъминлаш максадида 1 тонна Е-3 кушимчасининг сотиш нархи камайтирилганда йиллик ва ялпи фойда ^ажмлари мос равишда камаяди. Мисол учун, сотиш нархини 70 млн. сум белгилаб, йиллик ва ялпи фойда (1) ва (2) формулалар билан ^исобланган такдирда, мос равишда, йиллик фойда учинчи йилдан бошлаб 30,2 млн сумни, беш йиллик ялпи фойда 34,8 млн. сумни ташкил этади.
3-жадвал асосида соддалаштирилган ^исоб-китоблар утказилиб, 1 тонна Е-3 маркали кушимчани ишлаб чикаришга жорий этишга жами 175,8 млн.сум харажат килинади ва 5 йиллик ялпи фойда хажми 64,8 млн сумни ташкил этади. Бунда, туртинчи йилда фойда микдори ижобий булганлиги сабабли, иктисодий самарадорлик ушбу даврники ^исобланди:
ИС = P4/R4, бунда: ИС - иктисодий самарадорлик; Р - фойда; Р- пул тушуми. ИС = 40,2/80 *100 = 50,2 %
Е-3 маркали кушимчани ишлаб чикаришга жорий этишда йиллик иктисодий самарадорлик 50,2 % ни ташкил этади.
Е-3 кушимчасини ишлаб чикаришга жорий этишда йиллик фойда куйидагича аникланди: Pй = Rй - C (1)
Фойдаланилган адабиётлар руйхати:
[1]. Turg'unov I.I., Nurqulov F.N., Djalilov A.T., Izoamil spirti asosida kislorod saqlagan benzinni oktan sonini oshiruvchi organik qo'shimchalar sintezi hamda fizik -mexanik xossalarini tadqiq etish. // Academic Research in Educational Sciences Scientific Journal. ISSN: 2181-1385 (Online) Vol 4, Issue 5, May 2023 pp. 414-421. Impact Factor: SJIF 2021 = 6.7. (№12. Index Copernicus, №14. ResearchBib, №19. Scientifik Indexing Services, Advanced Science Index).
[2]. Ершов М. Революционные изменения для НПЗ. Будущее рынка бензинов-гибридные низкоуглеродные топлива // Нефтегазовая вертикаль. - 2020. - №. 17. - С. 39.
[3]. Fatimah I Glycerol to solketal for fuel additive: Recent progress in heterogeneous catalysts // Energies. - 2019. - Т. 12. - №. 15. - С. 2872.
[4]. Turgunov I.I., Nurkulov F.N., Sottikulov E.S. Research on the synthesis of organic additives that increase the octane number of gasoline which containing nitrogen and oxygen // "Academic research in modern science" International scientific-online conference USA-2023. 218-221 b
[5]. Ershov, M.A. Hybrid low-carbon high-octane oxygenated gasoline based on low-octane hydrocarbon fractions // M.A. Ershov, E.V. Grigorieva, T. M. Abdellatief // Science of the Total Environment. - 2021. - №756. - P. 10.
[6]. Sharma, N. Experimental investigations of noise and vibration characteristics of gasoline-methanol blend fuelled gasoline direct injection engine and their relationship with combustion characteristics // N. Sharma, C. Patel, N. Tiwari, A.K. Agarwal // Applied Thermal Engineering. - 2019. - №158. - P. 13.
[7]. Boot M.D. et al. Impact of fuel molecular structure on auto-ignition behavior-Design rules for future high-performance gasolines // Progress in Energy and Combustion Science. - 2017. - T. 60. -C. 1-25.
[8]. Demirbas A. et al. Octane rating of gasoline and octane booster additives // Petroleum Science and Technology. - 2015. - T. 33. - №. 11. - C. 11901197.
[9]. Di Girolamo M., Brianti M., Marchionna M. Octane enhancers // Handbook of Fuels: Energy Sources for Transportation. - 2021. - C. 403-430.
