CC BY
52
AZЭRBAYCAN К1МУА ШШЛЫ № 4 2014 83
UOT 665.753.2
TSiKLOPENTADiEN ЭSASINDA SPiRAN QURULU§LU REAKTiV YANACAQ KOMPONENTLЭRÍNiN SiNTEZi УЭ TЭDQiQi
Z.B.Qaslmova
Azэrbaycan MШi ЕА Y.H.Mэmmэdэliyev adma Ктуа Proseslэri 1тШиШ
19inxp@rambler.ru
Redaksiyaya daxil о1ти^иг 12.09.2013
Е111еп-ргор11еп1п istehsa1l prosesindэ уап mэhsu1 к1т1 а1тап tsiklopentadienin ?еуг11тэ1эг1 эsasmda po1itsik1ik spiran quru1u§a ma1ik 2-meti1spiro[2,6]nonan karbohidrogeni sintez o1unmu§dur. Т-6 yanacagl уэ уеш sintez о1ипти§ karbohidrogen эsasmda уеш kompozisiya hazlr1anml§, mйasir fiziki-kimyэyi йsu11ar1a xassэ1эri бyrэш1mi§dir. Э1dэ o1unan пэйсэ1эгэ эsasэn be1э kompozisiya1aпn aviasiya sahэsindэ mйasir tэ1эbatl бdэyэn yйksэk slx1lq1l, yйksэk enerji1i sintetik karbohidrogen yanacaq1an kimi tэdqiqi уэ tэtbiqi mэqsэdyбn1й hesab o1unur.
Лдаг sдzlэr: politsiklik tsiklan karbohidrogenbri, sintetik karbohidrogenlдr, паАвп кагЬо-hidrogenbri, sintetik yanacaqlar.
Son Шэг sэsdэn 111 sйrэt1i mйasir ayia1ayner1эr йcйn yeni 11р11 mйhэrrik1эrin yaradl1masl, on1aп tэmin edэn yeni п6у reaktiy yanacaq1aпn 1§1эШь hazlr1anmasl 1э1эь o1unur [1, 2]. Perspek-Йу tэ1aЬata gбrэ Ьu yanacaq1ar yйksэk slx1lga уэ yйksэk yanma qaЬШyyэtinэ ma1ik o1ma1ldlr1ar. Uzun Шэг Kimya Proses1эr institutunda bu sahэdэ geni§ tэdqiqat 1§1эп apaп1ml§ уэ yйksэk naШyyэt1эr э1dэ o1unmu§dur [3].
Ви mэqsэd1э mйxtэ1if quru1u§1u karЬohidrogen1эr sintez o1unmu§ уэ on1aпn fiziki-kim-уэу1 xassэ1эri tэdqiq edi1mi§ уэ cэdyэ1 1-dэ gбstэri1mi§dir.
Cэdvэl 1. Sintez o1unmus kaгbohidrogen1эrin fiziki-kimyэvi xassэ1эri
Gбstэrici1эr Norborni1tsik1o- Meti1norborni1- 2-Meti1spiro- Feni1norbor-
heksan tsik1oheksan [2,6]nonan-5 nan
БкЪ^ 20°С-аэ, kq/m3 922 920.9 888.3 995.5
Kinematik бz1й1йk, mm2/san 20°С^Э 9.9 10.0 2.41 4.3
Kгista11a§maшn ba§1anglc temperaturu, 0С -53 -59 -60 -60
A§agl yanma kC/kq 43000 42240 43180 39752
Perspektiy reaktiy yanacaq komponent1эrinin a1lnmasl й9йn tэdqiq edi1эn уэ ara§dlп1an karЬohidrogen sinif1эri araslnda бz fiziki-kimyэyi xassэ1эrinэ gбrэ po1itsik1ik tsik1an karЬohid-rogen1эri ь1г slra йstйn1йk1эrэ ma1ikdir [4].
Apaп1an e1mi ara§dlrma1ar nэticэsindэ mэ1um o1mu§dur ki, spiran karbohidrogenin ha1qa-slnda o1an tsik1opropan reaksiya zamanl par9a1anarkэn бzйndэn yйksэk enerji yermэk xassэsinэ ma1ikdir И, Ьu da karЬohidrogenin yйksэk yanma qaЬШyyэtinэ ma1ik o1maslna sэЬэЬ o1ur. Mэhz Ьu xйsusiyyэt Ьizi po1itsik1ik spiran karbohidrogen1эrinin a1lnmaslna o1an maragl artlпr. Cэdyэ1dэ gбstэri1эn 2-meti1spiro[2,6]nonan-5 mэhz Ьu xassэyэ ma1ikdir. Biz ^ dэfэ o1araq Ьu karЬohid-rogeni sintez etmi§ уэ 2 mэrhэ1эdэ a1lnma §эгаШш gбstэri1mi§ik: 1) spirobitsik1o[2,6]nonen-5-in sintezi
Л
t, 0С
с*
и С
+сн2=сн-сн3
3
2
84 TSIKLOPENTADIEN 9SASINDA SPiRAN QURULU§LU REAKTIV YANACAQ
Reaksiya Dils-Alder reaksiyasi üzra 5 kPa tazyiqda, 130-180 C da avtoklav saraitinda aparilib. Qeyd etdiyimiz karbohidrogenin sintezi 2 marhalada aparilib, proses ham laboratoriya §araitinda, ham da institutun "Tacrüba-sinaq" zavodunda aparilmi§dir. Alinmi§ karbohidrogenin yanma istiliyini va kinematik özlülüyünü artirmaq maqsadi ila karbohidrogenin hidrogenla§di-rilmasi talab olunur.
Hidrogenla§ma naticasinda yanacaqlarin bir sira fiziki-kimyavi xassalari - termiki stabil-liyin davamliliginin, sixliginin artmasi, aromatik karbohidrogenlarin faizla miqdarinin azalmasi, donma temperaturunun a§agi dü§masi - müayyan olunub. Bu sababdan yanacaq komponenti kimi nazarda tutdugumuz karbohidrogenin hidrogenla§dirilmasini maqsadauygun hesab edarak sanaye katalizatorunun (Ni-Reney) i§tiraki ila a§agi temperaturda avtoklav saraitinda hidrogen-la§ma aparmi§iq.
2) Ni-Reney katalizatorunun i§tiraki ila 2-metilspiro[2,6]nonan-5-in alinmasi:
+H
400C
Ni-Reney
Aparilan tadqiqatlar asasinda yeni sintez olunmus 2-metilspiro[2,6]nonan-5-in yanacaq komponenti kimi yüksak fiziki-kimyavi xassalara malik oldugu müayyan olunmu§dur. Sintetik poli-tsiklik spiran karbohidrogeni kimi 43180 kC/kq yanma istiliyina, 888.3 kq/m sixliga malik oldugu müayyan olunmu§dur. Karbohidrogenin yüksak yanma qabiliyyatina malik olmasi onun struk-turunda tsiklopropan halqasinin varligi iQ spektroskopiyanin kömayi ila da tasdiq edilmi§dir. QMX-analizin naticalarina asasan 98.5% tamizlikda karbohidrogenin alinmasi tasdiqlanmi§dir.
Bir sira xarici ölkalarda seolit va ya katalitik parafinsizla§ma ila yana§i yanacaqlarin key-fiyyatini asqarlarla da yax§ila§dirirlar [5-9]. Masalan, MDB makaninda "Sandal" markali a§qar-dan istifada olunur. Bela asqarlar yanacagin donma temperaturunun a§agi dü§masina baxma-yaraq, onun tarkibindaki heteroatomlu birla§malara va aromatik karbohidrogenlara tasir göstar-mir. Bu da yanacagin bir sira fiziki-kimyavi xassalarinin pisla§masina sabab olur.
Bu maqsadla sintetik karbohidrogen yanacaqlarinin alinmasi daha maqsada uygun hesab olunur. Cadval 2-da yeni sintez olunmus karbohidrogenlar va onlarin asasinda alinmi§ kom-pozisiyalarin fiziki-kimyavi xassalari onlarin sanaye yanacagi ila termiki stabil T-6 reaktiv yanacaginin müqayisasi göstarilir.
Cadval 2. Alinmis yeni kompozisiyalar
Göstaricilar Termiki stabil T-6 yanacagi T-6 yanacagi 90%+ metiltsikloheksil-norbornan - 10% Taklif olunan kompozisiyalar
I II III IV
Kütla nisbati, %: 2-metilspiro[2,6]nonan-5 fenilnorbornan _ _ 25 75 20 80 15 85 10 90
sixliq, 20%, kq/m3 840 914 968.7 974.0 979.3 984.7
kinematik özlülük, mm2/san, 200C-da 4.5 6.2 3.63 3.71 3.94 4.05
kristalla§manin ba§langic temperaturu,0C 60 60 60 60 60 60
statik saraitda termiki sta-billiyin 1500C-da 100 sm3 yanacaqda amala galan cö-küntünün miqdari, mq/ml, gox olmamali 6.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
a§agi yanma istiliyi, kC/kq 42300 42760 43365 43245 43123 43000
3
3
Z.B.QASIMOVA
85
Cadvalda gostarilan 4 yeni kompozisiyanin va T-6 yanacagi asasinda alinmi§ yeni kom-pozisiyalarrn gostaricilarinin muqayisasi asasinda malum oldu ki, yeni birla§malarin sixligi va yanma istiliyi sanaye yanacagindan, onun asasinda alinmi§ kompozisiyadan yuksakdir. Bela yanacaqlarin alinmasi sanaye yanacaqlarina qanaati va daha yuksak gostaricilara malik reaktiv yanacaqlarin alinmasini tamin eda bilar [10].
Aparilan tadqiqatlar naticasinda alinmi§ yeni spiran karbohidrogenlari 43000-43365 kC/kq yanma istiliyina, 968.7-984.7 kq/m sixliga va yuksak termiki stabillya malikdirlar. Bela yanacaqlarin aviasiyada va kosmik u9u§ aparatlarinda tatbiq edilarak tadqiq olunmasini maqsada-uygun hesab edirik. Bu kimi yanacaqlarin alinmasi raket da§iyi9isinin konstruksiyasinin kutla-sini va sasdan iti suratli avialaynerlarin muharriklarinin ol9usunu azaltmaga, u9u§ masafasini isa 19 % artirmaga zamanat verir.
0D0BiYYAT SiYAHISI
1. Abbasov V.M. Nanokimya va nanotexnologiya. Baki: Elm, 2010. S. 218-219.
2. Роко М.К., Уильяме Р.С., Аливисатос П. Нанотехнология в ближайшем десятилетии. Прогноз направления иследования / Пер. с англ. М.: Мир, 2002. 292 с.
3. А.с. 176487 СССР. 1982.
4. Мусаев Д.Д., Джафарова Р.А., Аббасов В.М. и др. // Процессы нефтехимии и нефтепереработки. 2009. № 10. 3-4(39-40). С. 249-243.
5. Мусаев Д.Д. // Процессы нефтехимии и нефтепереработки. 2007. № 4(31). С. 8-9.
6. Рустамов М.И., Султанов С.А., Сеидов З.Д. // Азерб. нефт. хоз-во. 1997. № 11-12. С. 51-54.
7. Чертков Я.Б. Современные и перспективные углеводородные реактивные и дизельные топлива. М.: Химия, 1968. С. 7-25.
8. Рядченко Е.Д., Хавкин В.А., Курганов В.М. // Химии и технология топлив и масел. 1993. № 9. С. 30
9. Дубовкин Н.Ф., Яновский Л.С. // Матер. Всеросс. межотраслевого совещания. Краснодар. 4-8 сентября 2001. С. 67.
10. Musayev C.C., Sultanov S.9., Abbasov V.M., Qasimova Z.B. Raket muharriklari u9un yuksak sixliqli karbohidrogenlarin sintezi va yanacaq kimi tadqiqi. Baki: Elm, 2009. S. 278.
СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ РЕАКТИВНО-ТОПЛИВНЫХ СПИРАНОВО-СТРУКТУРНЫХ КОМПОНЕНТОВ НА ОСНОВЕ ЦИКЛОПЕНТАДИЕНА
З.Б.Гасымова
Синтезирован углеводород 2-метилспиро[2,6]нонан на основе полученного из побочных продуктов пиролиза циклопентадиена в процессе производства этилен-пропилена. На основе топлива Т-6 и новосинтезированного углеводорода получены новые композиции и изучены их физико-химические свойства современными способами. Эти композиции предложено использовать как высокоплотные высокоэнергетические синтетические углеводородные топлива в современной авиации.
Ключевые слова: полициклические циклановые углеводороды, синтетические и нафтеновые углеводороды, синтетические топлива.
THE SYNTHESIS AND STUDY OF THE REACTIVE FUEL SPIRANE STRUCTURE
BASED ON CYCLOPENTADIENE
Z.B.Gasymova
In the production process of ethylene propylene hydrocarbon 2-metil-spiro[2,6]nonan based on produced byproducts from pyrolysis of cyclopentadiene has been synthesized. Based on T-6 fuel and the newly synthesized hydrocarbon new compositions have been obtained and the physicochemical properties have been studied by the modern methods. These compositions are suggested to be used as high-density, high energetic synthetic hydrocarbon fuels in modern aviation.
Keywords: polycyclic cyclane hydrocarbons, synthetic and naphthenic hydrocarbons, synthetic fuels.
