Кӛмірді  қайта  ӛңдеу  термиялық  үдерісінде  тас  кӛмір  шайырын

 
20 
 
Әдеби  кітаптардың  анализі  кӛрсеткендей,  кӛмір  сұйық  ӛнімдерден 
фенолдарды  ӛңдеу  экстракты  ретінде  қолдану  дәстүрлі  күйдіретін  натрийді 
қолданғаннан кең таралған.  Күйдіретін натрий арқылы фенолдарды алу келесі 
техникалық  мәселелермен  байланысты:  процестік  кӛп  деңгейлігі,  минералды 
қышқылдарды қолдану және т.б. Бірақ таскӛмір шайырынан этанол қатысында 
фенол экстракциясы туралы әдебиеттерде мынадай үздік – создық мағұлматтар 
бар екенін айта кету кажет[25]. 
Әдеби  кітаптаптардан  кӛріп  отырғанымыздай,  біріншілік  таскӛмір 
шайырынан  фенолдардың  экстракциясы  толық  қарастырылмаған,  және  де  әрі 
қарай зерттеулерді қажет етеді.  
Шайырдың  350°С  қайнау  температурасы  бар  қыздыру  фракцияларын 
электрлі  ӛнімдер  мен  пешті  кокстың  шығуын  кӛбейту  мен    температураның 
жұмсаруын жоғарлату үшін байланыстрғыш ретінде қолданылады. 
Химиялық 
ӛнімдердің 
шығуының 
әрбір 
деңгейі 
қайталанбалы 
дистилляциаларды  қолданудан,  жылу  мен  реагенттердің  үлкен  шығынымен, 
сапалы  ӛнімдердің  жоғалуымен,  мысалға,  нафталин  сипатталады.  Химиялық 
құнды ӛнімдердің бірқатары , мысалға 2,3-диметилнафталин  аздығымен және 
қымбаттылығымен қазіргі кезде ӛңдірілмейді.  
Қазіргі  таңда  органикалық  синтездер  үшін  шикізатқа  қатал  талаптар  
коксохимиялық  шикізаттың  сутектік  ӛңделуін  жоғары  дәрежеге  кӛтеретін 
жүмыстар жүргізуде.  
Жартылай кокстау шайыры – «алғашқы» шайыр, пайдалы кӛмірлердің 400-
600  ºС  температура  интервалында  пайда  болатын,  осының  негізінде 
компонеттері  мүлдем  екінші  айналымдарға  айналмайды.  Ӛңдеудің  жоғары 
температрусы  кезінде  «алғашқы  шайыр»  кӛмір  шахтасының  қабатынан  ӛткен 
кезде  және  жоғары  кӛміртекті  материал  негізінде  800-900  ºС  температурада 
екінші айналымдарға айналады. [26]. 
Кокстау  ӛндістік  процессі  кезінде  біріншілік  шайырға    екіншілік  әсері 
маңызды  емес,  және  де  оның  физикалық  -техникалық  сипаттары    алғашқы 
тастыкӛмірлі  шайырға  жақындай  түседі.  Жоғары  температуралық  кокстауда 
шайырдың шығуы жүктеуде 3-3,5 %-ды жоғарлатпайды, бұл алғашқы шығысқа 
-  8-10  %  қарағанда  едәуір  тӛмен.  Мысалға,  Черемховский  кӛмірін  жартылай 
кокстаған кезде шайырдың шығуы шахтаның құрғақ массасына 8-9 % құрайды, 
ал  тығыздығы-  999-1058  кг/м
3. 
  Шайырдың  құрамы  (%)  :негіздер-    1,9-2,9, 
фенолдар - 20-33 % [27]. 
Алғашқы шайырдың құрамына кіретін компонеттер, олардың құрылуы мен 
функционалдық  топтардың  сипаттарын  қарай  кӛмірдің  органикалық 
массасының  фрагменттеріне  жақын.  Шайырлар  үшін  жоғары  дәрежеде 
фенолды  гидроксилдер  мен  екіншілік  байласыны  бар    молекулалық  массалар 
тән. Иістендірілген байланыстар бір және тӛрт сақиналарына дейін бар жоғары 
иеленген  кӛміртектермен  кӛрсетіледі.  Торфтан  алғашқы  шайыр    тӛмен 
молекулярлы  алифаттық  кӛміртектерден  құралады,  олардан  тазалаудан  кейін 
моторлы  жанармайларды  және  жағармайларды  шығаруға    болады.  Негізінен 
алғанда,  шайырлар  процестің  бастапқы  температурасымен  анықталатын 

 
21 
 
болады.  Температураның  жоғарлау  дәрежесінен  шайыр  кӛміртек  пен  азотқа 
байды (1 кесте). 
Жартылай 
косктау 
шайырының 
құрамына 
фенолдар 
кіреді. 
фенолформальдегидті 
шайырдың, 
синтетикалық 
жуғыш 
заттардың, 
зарарсыздандыратын  дәрі  –  дәрмектің  және  кӛптеген  басқа  да  ӛнімдердің 
ӛндірісінің ұлғаюына байланысты фенолдың қажеттілігі үздіксіз ӛседі. 
 
Кесте  1  –  Торфтың  жартылай  коксталған  шайырдың  элементтік  құрамы  мен 
шығысы 
 
 
Кӛрсеткіштер 
350
о
С 
дейін 
300-
350
о
С 
350-
400
о
С 
400-
450
о
С 
450-
500
о
С 
500-
550
о
С 
шайырдың шығысы
, 
% 
құрғақ торф үшін
 
 
1,11 
 
2,27 
 
3,31 
 
1,95 
 
0,89 
 
0,71 
шайырдың элементтік құрамы
 
C 
77,15 
79,35 
79,93 
77,85 
79,10 
80,66 
H 
10,77 
10,51 
10,63 
8,78 
8,92 
9,17 
N 
0,61 
0,68 
0,66 
0,88 
1,10 
1,14 
O + S 
11,47 
10,46 
8,78 
12,49 
10,88 
9,03 
 
Торфты  кокстаған  кезде  біршама  кӛлемдегі  шайырлар  пайда  болады 
(қарамай).  Қарамай    –фенолдармен  байытылған    бағалы  химиялық  шикізат. 
Олардың  қарамайға  құрамы    16-20%  құрайды  (1,6-2%  қарамай  массасына). 
Осылайша қарамайды кокстаған кезде, фенолдардың шығысы құрайды (%): бір 
атомды  -  0,127,  кӛп  атомды  -  0,281.  Жартылай  кокстау  фенолдары  фенолмен 
қоса,  о-крезол,  п-крезол  (80-85%)  құрамын  құрайды.  Тағы  да  оларда  1,3,5-
ксиленол кӛп – отқа тӛзімді турбиналық сұйықтықты ӛндіруге қолданылатын– 
триксиленилфосфат. 
Жоғары  температуралардан  алғашқы  шайырлардың  ерекшелігі  оларда 
1

- 
фракциялардың  жоқ  болуынан  табылады.  Аталмыш  фракция  800ºС  жоғары 
температурада  кокс  батареяларының  бос  кеңістігінде  шайыр  буының 
қосылыстарынан пайда болады.  
Қазіргі  таңда  кӛмір  ӛндірісінде  жартылай    шайырларының  қайта  ӛңдеу 
технологиялары  жоқ.  Шайырды  ӛңдеу  процесінде    қиындықтар  туындайды.  
Бұл техникалық агрегаттардың жиі тоқтап қалуына алып келеді.  
Мысал  ретінде  жартылай  кокстау  шайырын  қайта  ӛңдеу  мақсатын  шешу 
үшін  шайырды  тӛмен  пиролиздеу  тәжірибесі  қолданылуы  мүмкін  және 
формованды кокс ӛндірісіндегі әртүрлі шайырлар да қолданылады [28].  
Тастыкӛмірлі  шайыр  (коксты  шайыр,  тастыкӛмірлі  қарамай)  -  тасты 
кӛмірді кокстау процесінің ӛнімдерінің бір түрі болып табылады. Фенолды иісі 
бар ӛзіндік қара созылмалы сұйықтықты кӛрсетеді, тығыздығы 1120-1250 кг/м
3
, 
косктау кезінде шығысы ~3 %  кӛмір массасынан .  
Тастыкӛмірлі  шайырдың  қиын  химиялық  құрамы  бар:  ароматикалық, 
гетероциклдық  және  жоғары  температуралар  аясындағы  ӛндірістік.  Осыдан 

 
22 
 
бұрын шекті емес қосылыстардың кӛлемі және майлы және гидроароматикалық 
топтардың  шекті  емес  қосылыстардан  шайыр  тұрады.  Әртүрлі  зауыттардың 
тастыкӛмірлі  шайырдың  құрамы  бір  типті  болып  келеді.  Қазіргі  таңда 
тастыкӛмірлі шайырдан 4000 мыңға жуық индивидуалды қосылыстар бар.   
Таскӛмірлі шайырдың алғашқы ӛңдірісі коксохимиялық зауыттарда жүзеге 
асады.  Шайырды  тар  фракцияға  (2  кесте)  айдауға  жібереді.  Тастыкӛмірлі 
фракциядан  индивидуалдарды заттарды кристаллизация арқылы алып, немесе 
реактивтермен  ӛңдеу  арқылы  алады.  Компанеттердің  кӛптігінің  әсерінен  бір 
ректификациялы фракцияда үлкен бір шығысы бар компонетті алуға болмайды, 
сондықтан  да  шайырдан  жекеше  бір  ӛнімдерді  алу  әртүрлі  тәсілдердің 
бірігуінен байқалады[29].  
 
Кесте 2 –Таскӛмір шайырының құрамы 
 
 
 
Фракция 
 
Масса 
шығуы, 
% 
 
Қайнаудың 
температуралық 
аралағы, °С 
Тығыздық 
(20°C 
кезінде), 
кг/м
3
 
 
 
Бӛлінетін заттар 
 
Жеңіл 
 
0,2-0,8 
 
қ.б.-170 
 
900-960 
Бензол және оның 
гомологтары 
 
Фенолды 
 
1,7-2,0 
 
170-210 
 
1000-1010 
Фенолдар, пиридинді 
негіздер 
Нафталинді  8,0-10,0 
210-230 
1010-1020  Нафталин, тионафтен 
Ауыр 
(жұтқыш) 
8,0-10,0 
30-270 
1050-1070 
Метилнафталиндер, 
аценафтен 
 
Антраценді 
 
20,0-
25,0 
 
270-360 (және 
400дейін) 
 
1080-1130 
Антрацен, 
фенантрен, карбазол 
және т.б 
 
 
Пек 
 
 
50,0-
65,0 
 
 
360 жоғары 
 
 
1200-1300 
Пиренжәне 
т.б.жоғарғы 
конденсацияланған 
ароматты заттар 
 
Ауыр фракция ӛзінен кейін тұнба қалдырады. Ол коксты газдан бензолды 
ӛнімдерді  жұтқыш  ретінде  қолданылып,  ағашты,  күйенің  консервациясы  үшін 
және  де  басқа  мақсаттарға  да  қолданылады.  Электродты  коксы,  жабқыш 
материалдарды,  байланыстырушы  материалдарды  ӛндіру  үшін  пекті  (таскӛмір 
шайырын фракцияларға бӛлгеннен кейін қалатын қалдық) қолданылады. 
Таскӛмірлі  шайырды  қайта  ӛңдеу  базасында  кӛптеген  фармацевтикалық 
препараттады  синтездейді-  стрептоцид,  сульфидин,  пирамидон,  фенацетин, 
аспирин; пластамасса, индивидуалды ӛнімдер жасалады(нафталин, антрацен,аз 
дәрежеде фенолдар) [30]. 
Азпиролизденген  шайырлардың  ӛндірістік  қайта  ӛңделуі  жағармай, 
фенолдар, техникалық қоспаларды алу үшін қолданылдаы.  

 
23 
 
Ӛндірістік  деңгейде  жартылай  кокстау  шайырларын  ӛңдеудің  бірқатар 
технологиялық  сызбалары бар.  Мысалға,  Англиядағы  Бальзовер  зауыдында  ас 
температуралы  шайырдың  ӛндірістік  дистилляциясы  іске  асатын  болады. 
Осының  негізінде  келесі  ӛнімдерді  аламыз(%):  жеңіл  май  -  2,  орта  май  -  38, 
ауыр  май  -  30,  пек  -  25,  су  және  шығындар  -  5.  Алынған  майлы 
дистилляторлардың құрамы 3 кестеде кӛрсетілген [31]. 
 
Кесте 3 – Жартылай коксталған шайырдағы тар фракциялардың құрамы  
 
Кӛрсеткіштер 
Жеңіл май 
Орташа май 
Ауыр май 
Құрамы, масс.% 
Фенолдар 
12 
45 
35 
Углеводородтар 
86 
52 
65 
Соның ішінде: 
қаныққан 
21,5 
12,0 
 
Әртүрлі үлгілі 
кӛмірсутектің 
қоспасы 
олефинді 
34,5 
14,0 
ароматты 
30,0 
26,0 
қоспа 
2,0 
3,0 
 
Жеңіл әрі орта майлы фракция одан әрі фенолсызданып, концентратталған 
күкірт  қышқылынан  тазаланады.  Тазалаудан  кейін  майлар  жағармай  ретінде 
қолданылуы мүмкін. Майлы фракцияны (t
к
 = 200-314ºС) кӛмірді байыту кезінде 
флотореагент ретінде қолданады.  
Майлы  фракцияларды  фенолсыздау  бұл  технологияда  сілтілі  экстракция 
арқылы  жүргізіледі.  Бӛлінген  фенолдардың  кейінгі  ӛндірісі  жоғары 
температуралы шайырдан шикі фенолдарды алуға тең.  
Кӛрсетілген технология жоғары сапалы жағармай ӛнімдерін, фенолдарды, 
байланыстырғыштарды  алуға  септігн  тигізеді.  Бұл  технологияның  негізгі 
кемшілігі  процестің  жоғары  бағасы  болып  келеді,  себебі  жоғары  әсерлі 
коорозияға тӛзімді құрал-жабдықтарды қолданады.  
Тақталы шайырдың қайта ӛңдеу технологиясы СПК «Тақтатаста» (Кохтла-
Ярва 
қаласы) 
кӛрсетілген. 
Осы 
технология 
бойынша 
шайырдан 
термотұндырғыларда  қысым  арқылы  механикалық  қоспаларды  жойып, 
коррозияға  белсенді  заттарды  алып  тастайды.  Шайырдың  дистиллизациясы 
кезінде бензинді және дизелді фракция, дистиллді мазут және қалдық алынады 
(t
к
>350 ºС). Фракцияның шығысы мен сипаты 4 кестеде кӛрсетілген.  
Бензинді фракция фенолсызданғаннан кейін автӛкӛлік жағармайы ретінде 
қолданылады.  Дизельді  фракция  фенолсызданғаннан  кейін  ағаштың  жақсы 
антисептигі болып табылады.  
Ауыр  тұнба  кокстеу  үшін  шикізат  ретінде  қолданылады,  және  де  жол 
битумының ӛндірісі үшні де қажет. Алынған кокс аз күлге ие болып (0,5-0,6 %), 
электкӛмірлі  және  графиттендірілген  заттарды  жасауға  қолданылады.  Жол 
битумын  алу  үшін  қалдықты  ауа  оттегімен  термо  ӛңдейді.  Алынған  битум 
минералды битумға жақсы адгезиямен сипатталады[33-36]. 

 
24 
 
Фенолдар 
бутилацетатот 
экстракциясымен 
алынып, 
эпоксидті 
шайырларды алу шикізаты ретінде қолданыла да алады  [37-39]. 
Аталған  қайта  ӛңдеу  сызбасының  кемшілігі  фенол  ресурстарын  толық 
қолданюбағанында, себебі шайырда құрамы 10 % бір атомды фенолдар мүлдем 
алынбайды. 
 
Кесте 4 – Тақтатасты шайырының дистиллятторларының сипаттамасы  
 
 
Ӛнімдердің 
атауы 
 
Шайырдың 
шығуы, % 
 
Тығыздық, 
г/см
3 
Фракциялық құрам 
0
С дейін қайнайды, (об. % )
 
170  200  250  300  320  360 
Бастапқы шайыр 
- 
0,97 
14 
23 
33 
41 
46 
55 
Бензинді 
фракция 
 
1,0 
 
0,81 
 
92 
 
- 
 
- 
 
- 
 
- 
 
- 
Дизелді фракция 
9,0 
0,89 
- 
30 
77 
- 
- 
- 
Дистиллятты 
мазут 
 
30,0 
 
0,99 
 
- 
 
- 
 
7 
 
35 
 
54 
 
84 
Дистилляция 
қалдығы 
 
59 
 
1,035 
 
- 
 
- 
 
- 
 
2 
 
5 
 
15 
 
Черемхов  газ  кӛмірлерінің  орта  ӛңдеуі  кезінде    жылына  150  мыңға  жуық 
ауыр    шайыр  бӛлінеді.  Шайырды  фенолсыздап,  отын  қажеттіліктеріне 
қолданады . 
ОКИ(Москва қаласы) тӛмен және орта пиролизденген таскӛмілер негізінде 
ароматталған  кӛміртектер  мен  отынды  шығару  сызбасы  берілген.  Технология 
айдауды,  кокстауды,  сутектендіру  тазалауын,  парафинсиздеуді  қарастырады,  
тас  кӛмірлі  қосылыстарды  гидрогенизация  процесі  арқылы  тұрақтандыру 
кӛрсетілген.  Процесс  сутек  донорының  (тетралин)    қатысымен  алдын  ала 
дистилляциясыз 
жүргізілді. 
гидрогенизацияны 
аз 
кристалданған 
қосылыстардың Mo, Ni, Fe және де басқа метал нано ӛлшемдерінің қатысында 
жүргізді.  Католизатор  металға  алғандағы  0,03-0,1%  есебінде  енгізілді. 
Шайырдың сутектендіруін 425
0
С температурада және сутек қысымы 5,0 МПа , 
шикізатты беру жылдамдығы 0,9 ч
-1 
болғандағы жүргізілді[40]. 
 
 
1.3 Қатты және ауыр кӛмірсутек шикізатын гидрогенизациялау үдерісі 
үшін катализаторлар 
Сутектендіру  кезінде  катализ  облысының  негізгі  мақсаты  белсенді 
қоспаларды  немесе  олардың  комбинацияларын  дәстүрлі  таңдау  емес,  ал 
олардың  бӛлшектер  ӛлшемі  бастапқы  отынның  мультимер  ассоциаттары 
ӛлшемімен  ұқсас,  үдерісті  активтендіретін  жоғары  дисперсті  каталитикалық 
композицияларды  қалыптастыру  техналогиялары  мен  ғылыми  негізін  құру; 
үдерістің басында және оның микро жарықтарға айналу, шамасымен бастапқы 
шикізат  бӛлшектерінің  беткі  қабатына  паста  құраушысы  бар  катализатордың 

 
25 
 
тасымалдауын,  сондай-ақ  бастапқы  отынның  мультимерлерінен  қалыптасатын 
ассоциаттар  арасындағы  кеңістікке  тасымалдауын  қамтамасыз  ету  болып 
табылады [41]. 
Түзілген  бос  радикалдар  сутектің  автогенді  ауысумен  немесе  еріткіштен 
сутек  атомдарымен  тұрақтандырылады,  немесе  нашар  еритін  жоғары 
молекулалық  заттарға  қайта  әсер  етеді.  Алғашқы,  шапшаң  кезеңде  (кӛмірдің 
коверсиясы  20—50  %  дейін),  ең  әлсіз  химиялық  байланыстар  үзілгенде 
автотұрақтандыру  басым  болады,  сондықтан  КОМ  –  да  сүтекпен  түстенген 
үзінділер  кӛрсетіледі.  жұмсақ  жағдайда  алғашқы  кӛмірден  бӛліп  алғанмен 
салыстырғанда  алғашқы  ерітілетін  ӛнімдердің  түзілуі  саны  (еріткіште  үрдісті 
ӛткізгенде  –  сутек  доноры  емес)  ылғида  кӛп,  сондықтан  кӛмірде  мысалы 
тетралиннен(―сыртқы‖  донор)гӛрі  сутектің  үздік  доноры  заттар  бар  (―ішкі‖ 
донор)болу  мүкін,  немесе  бос  радикалдардың  түзілу  орнына  жақынрақ 
орналасқан.  КОМ-да  гетероароматты  топшалар  болғандықтан,  сутек  доноры 
ретінде бола алатындар, екі болжамда дұрыс болу мүмкін. 
Салыстырмалы  баяу  реакцияларда  алғашқы  ӛнімдер  (асфальтендер  және 
преасфальтендер) соңғы майларға айналады(гетероатомдардың азаю құрымен). 
Олармен бәсекелесетін, сондай – ақ нығыздау баяу реакцияларында ӛнімдердің 
бір  бӛлігі  ерімейтін  ӛнімге,  яғни  жартылай  кокске  ӛзгереді.  Майлардың, 
асфальтендердің  және  баяу  реакцияларының  алдағы  ӛтуіне  қарай 
асфальтендердің молекулалық массасы елеулі түрде ӛзгермейді. Бұл ӛнімдердің 
салыстырмалы саны ғана ӛзгереді. 
Қатты, ауыр және басқа органикалық шикізатты сутектендірудің белсенді 
шапшаңдатқыштары  Со,  Mo,  Ni  қосылыстар  болып  табылады  [42].  Олардың 
қатысуымен, бастапқы отынның 70% астамы, салыстырмалы жеңіл шарттарды 
10,0-15,0  МПа  және  430-480 
о
С  кезінде,  сұйық  тазартылған  ӛнімге  айналады. 
Катализатордың  ықпалымен  сұйық  ӛнім  құрамындағы  сутегі  құрамы  10-11% 
дейін ӛседі, ал гетероатомдарың құрамы елеулі тӛмендейді.  
Кӛрсетілген  дәстүрлі  катализаторлар  мұнай  ӛнімін  гидрокрекингтен  және 
гидротазартудан  ӛткізу  үшін  қолданылады.  Кӛмір  құрамында  минералды 
компоненттердің кӛп мӛлшерде болуы, сондай-ақ мұнай ӛнімдерін қайта ӛңдеу 
үдерісіне  қарағанда,  одан  қатал  сұйылту  шарттары,  регенерация  мүмкіндігі 
және  қатерсіздендіруге  тӛзімділік  секілді  катализаторлар  сипаттамаларына 
қойылатын  талаптарды  күшейтеді.  Стационарлық  шапшаңдатқыштар  әдетте 
бұл  талаптарға  сәйкес  келмейді.  Осылайша,  [43]  жұмысында  пайдалану 
үдерісінде  кобальтмолибденді  шапшандатқыш  белсенділігінің  күрт  тӛмендеуі 
байқалады.  Сынаудан  кейін  ӛңделген  катализатор  құрамында  кокстың  20 
мас.%, металл шӛгінділерінің 5 мас.% және бастапқыға қарағанда беткі қабаты 
50%  аз  құрамды  иеленді.  Сутектендіру  үдерісіндегі  оның  белсенділігі,  жас 
шапшандатқыш  белсенділігіне  қарағанда  5  есе  тӛмендеді  және  крекинг 
реакцияларында  мүлдем  дерлік  байқалған  жоқ.  Қуыс  ішіндегі  және 
шапшандатқыштың  беткі  қабатындағы  кокс  пен  металл  бӛлінулері  кӛбінесе 
үдерістің  бастапқы  кезеңінде  жүреді.  Коксты  бӛлінулер,  металл  бӛлінулеріне 
қарағанда қатализаторлар қаттырақ қатерсіздендіреді. 

 
26 
 
Қуыс  ішіндегі  әрекет  ететін  ӛнімдердің  және  заттардың  массалық 
алмасуын жақсартуға, сондай-ақ қолайлы кеуек құрлымды құру жолы арқылы 
коксітеуді 
тӛмендету 
арқасында, 
шапшаңдатқыштар 
жұмысының 
тұрақтылығын  жоғарлатуға  мүмкіндіктер  жасалынды,  бірақ  бұндай  әрекеттер, 
катализатордың  талап  етілетін  пайдалану  сипатына  қол  жеткізуге  әрқашан 
мүмкін  болмайды.  Осылай  [44]  жұмыста  кӛмірдің  сұйылту  үдерісінде  Al
2
O
3
 
тасымалдаушысында  шапшаңдатқыштың  жеті  үлгісі  зерттелді.  Қуыс  радиусы 
2,5-нен  30,0  мкм  ӛскенге  дейін  кӛмірдің  сұйытылу  деңгейінің  ӛсуі  байқалды. 
Осымен  бірдей,  майдың  шығуы  сұйық  ӛнімдердің  шығу  қатынасы 
(майлар+асфальтендер)  0,73-тен  0,68  дейін  тӛмендей  бастады,  яғни  майдың 
қалыптасуына  байланысты  катализатордың  іріктемелігі  тӛмендей  бастады. 
Авторлар  бұл  әсерді  қуыс  радиусының  ұлғаюымен  кӛмірдің  сұйылту 
ӛнімдерінің  ауыр  копмоненттері  қуысқа  ӛтуімен,  олармен  катализатордың 
белсенді 
орталықтарын 
экстрагирлеумен 
түсіндіреді, 
осының 
бәрі 
асфальтендердің майға крекингтеуіне бӛгет жасайды. 
Катализаторы  бар  кӛмір  органикалық  заттың  беткі  байланысын  дамыту, 
кӛмір  бетіне  соңғылардың  наноӛлшемді  бӛлек  сфералық  бӛлшектер  түрінде 
микро-сандарын  (0,05-0,1%)  тасымалдаған  кезде  алуға  болады.  Отын  кендер 
институтымен  (ОКИ)  мұнайдан  және  кӛмірден  шыққан  паста  құраушыларда 
эмульгирленген  Мо  немесе  Ni  тұздың  су  ерітінділерінен  қалыптасқан 
псевдогомогеннді  катализатордың  (ПГК)  техналогиясы  жобаланған  [45].  Бұл 
жағдайда  эмульсия  тамшыларының  «шағын  жарылысы»  есебінен  реакциялық 
қоспаларды қыздырған кезде, оның кӛлемі бойынша шапшандатқыштардың бір 
келкі  бӛлінуі  жүзеге  асырылады,  содан  кейін  Н
2
S  сутектендіру  кезінде 
қалыптасатын  катализатордың  сульфидтті  туындыларға  (MoS
2
  және  NiS) 
дейінгі  судьфидттеуі  жүреді.  Бұндағы,  шапшандатқыштарды  қолданудың 
тиімділігі  күрт ӛседі,  себебі  қалыптасатын кластерлік  құрлымның  ӛлшемі  (5-7 
нм)  кӛмір  ассоциатты  ӛлшемінен  әлде  қайда  кіші,  кӛмір  бӛлшектері  кӛп  рет 
кӛлемде  ерітілген  молекулалық  сутегіні  белсенді  ететін  катализаторымен 
жабылады. 
Кӛмірдің  беткі  қабаты  12  –  15  м
2
/см
3
  кездегі  катализатордың  жоғары 
концентрациясы  (кӛмірдің  макромолекуласына  үш-тӛрт  молекула)  сутегінің 
тӛмен  қысымының  орнын  толтырады  (6-10  МПа)  және  үлкен  емес  газдың 
қалыптасуы  кезінде  КОМ  сұйық  ӛнімдерге  айналуын  (90%  дейін)  жүзеге 
асырады.  Қысымы  30  МПа  дейін  үдеріспен  салыстырғанда,  бұл  жағдай 
сутектендіру үдерісінің күрделі қаржы жұмсалуын 4-5 есеге тӛмендете алады.  
Кӛмірді сұйық отынға сутектендіру үшін ПГК қолданудың оң нәтижелері 
мұнай  қалдықтарын,  мұнайды,  тас  кӛмірлі  шайырды  және  тағы  басқа  мұнай 
ӛнімдерін,  органикалық  синтез  үшін  шикізатқа  (бензол,  нафталин  және  т.б.) 
және  жоғары  сапалы  электрондық  коксқа  сутектендіріп  асылдандыру  үдерісін 
жетілдіру үшін қолданылған болатын. 
Бұған  қарамастан, шет  елдер үдерісінде  темір  құрайтын катализаторларға 
артықшылық танытылады, соның ішінде, ӛзінің құрамына темірді енгізетін кен 
материалдары. Бұндай материалдарға қол жеткізу жеңіл және арзан, сондықтан 

 
27 
 
регенерациясыз  қолданылады  немесе  қарапайым  әдіспен  регенерациялануы 
мүмкін.  Құрамында  30  мас.%  темір  оксиді  (Fe
2
O
3
)  бар,  қызыл  шлам  деп 
аталатын,  Байер  әдісі  бойынша  боксит  кендерінің  сілтісіздендіру  қалдықтары, 
кӛмірді сутектендіру әдісімен моторлы отынды ӛндірістік жолмен алу кезінде, 
катализатор  ретінде,  ХХ  ғасырдың  бірінші  жартысының  жүз  жылдығында, 
Германияда кеңінен қолданылған болатын. Үдерісті келешек жетілдіру кезінде 
темір  оксидінің  жартысы  FeSO
4 
алмастырылған  болатын,  олармен  бастапқы 
кӛмірді  дымқылдатты.  Құрамында  темірі  бар  катализаторлар  кӛмірді  алғашқы 
сутектендіру  кезеңінің  үдерісінде  қолданады,  оларды  ГФР,  Жапонияда, 
Австралияда, Қытайда жетілдірді [46]. 
Сутектендіру  катализаторы  ретінде,  зертханалық  шарттарда,  темір  және 
темірден құралған материалдардың әр түрлі қосылыстары сыналған [47,48,49].  
Катализатор  ретінде  металлургиялық  ӛндірістің  әр  түрлі  қалдықтарын 
қолдану ұсынылды: домналық үдерістің калошникті шаңы (40-55% темір және 
3-15%  кӛміртегі);  ұсақ-дисперсті  Fe  (0,8  мкм)  оксидінің  бӛлшектерінен 
құралған  және  ковертордан  шығатын  газдың  құрамына  кіретін  конверторлық 
шаң; мартендік шлак (12 – 20 % Fe және 7 – 10 % Мn), сондай-ақ окалин (70 % 
Fe және 1 – 2 % SiO
2
) және пиритті тұқыл (40 – 55 % Fe және 1,5 – 2,5 % S). 
Кен  катализаторларын  қолдану  кӛмірдің  конверсия  деңгейін  және 
майлардың  шығуын  жоғарлатуға  мүмкіндік  береді.  Тӛмен  метаморфизделген 
кӛмірдің  сутектендірудің  бастапқы  кезеңінде  преасфальтендердің  қалыптасу 
жылдамдығы, оның  келешек  ыдырау  жылдамдығына қарағанда  елеулі  жоғары 
екені 
орнатылды. 
Пириттің 
жоғары 
дисперстті 
қосылыстары 
преасфальтендердің  қалыптасу  үдерісіне  аса  әсер  етпейді  [50],  бірақ  бұл 
катализатор  преасфальтендерді  асфальтендерге  және  майларға  айналуына 
жоғары  белсенділікті  танытады.  Дәл  осындай  әрекетке  пирротиттер  ие,  бұл 
үдерісте олардың белсенділігі олардың құрамында күкірт және темір оксидттері 
мӛлшерінің  ұлғаюмен  ӛседі.  Темір  оксидттері  тек  кӛмірдің  айналу  деңгейін 
ғана  жоғарлатпайды,  сонымен  қатар  преасфальтендер  мен  асфальтендердің 
елеулі терең айналуы есебінен майлардың шығуын жоғарлатады.  
Канско-ачинский  қоңыр  кӛмірді  сутектендірудің  катализатор  ретінде, 
тетралинде,  металлургиялық  ӛндірістің  жартылай  ӛнімдері  мен  қалдықтарын 
[51] жұмысында қолданған болатын. Негізгі минерал компонент ретінде үлгілер 
құрамында гематит, магнетит, пирит және пирропит құралған. Кӛмір салмағына 
10  мас.%  мӛлшерде  қосылған  кен  катализаторлары  кӛмір  конверсиясын  15-20 
мас.%  және  сұйық  ӛнімдердің  шығуын  22-33  мас.%  ұлғайтатыны  кӛрсетілген. 
Құрамында  темір  сульфиді  бар  үлгілер,  ӛндірістік  алюмокобальтмолибден 
катализатордың  қатысуымен  алынған,  ӛлшемі  бойынша  салыстырылатын, 
оксидтпен  салыстырғанда,  кӛмірдің  жоғары  конверсиясын  береді.  Сутегі 
атмосферасындағы  FeS
2
  пирит,  300°С  кезінде  Fe
x-1
S  пирротитке  және  H
2
S 
күкіртсутегіге  айналады.  Күкіртсутегі  сутегіні  кӛмірдің  термикалық  бұзылу 
радикалдарымен  донорлау  мүмкіндігіне  иеленеді.  Осымен,  пирриттерге 
қарағанда, пириттің белсенділігі түсіндіріледі. Сол уақытта, пирротиттер, темір 
оксидіне  қарағанда,  кӛмірдің  жоғары  сутектендіру  белсенділігіне  ие. 

 
28 
 
Каталитикалық  белсенді  деп  оксидттің  қалпына  келтірілген  пішіндері  деп 
саналады.  
Натрий  сульфидін  қосып,  «Қызыл  шламды»  қолдануымен,  Канско-
Ачинский  бассейі  бір  қатар  кен  орындарының  қоңыр  кӛмірлердің  сұйытылу 
тиімділігінің мүмкіндігі [52] жұмысында кӛрсетілген болатын.  
Құрамында темірі бар кен үлгілерінің қоспалары, сутектендіру үдерісінде 
кӛмірдің  конверсиясының  ӛсуіне  және  май  шығуының  елеулі  ұлғаюына 
әрқашан әкеле қоймайды. Мысалы, Болгарияның қоңыр кӛмірлерін сұйылтқан 
кезде жүйенің каталитикалық тиімділігі «қызыл шлам» + Na
2
S тӛмен.  
Оның  алдында,  бір  қатар  кен  орындарының  канско-ачинскийдің  қоңыр 
кӛмірлерін  сұйылту  кезінде  осы  шапшаңдатқыштың  жоғары  белсенділігі 
байқалды.  Кен  үлгілерінің  каталитикалық  қасиеттердегі  айырмашылық  КОМ 
құрлымының ерекшеліктерімен және олардың минералды бӛлшек құрамындағы 
айырмашылықпен  байланысты.  Сонымен  қатар,  кен  материалдардың 
каталитикалық  белсенділікке  едәуір  ықпалын,  сутектендіру  үдерісінде 
қолданылатын  еріткіш  түрі  ықпал  етеді.  Техникалық  пасто  құраушылар 
ортасында  (кӛмірден  немесе  мұнайдан  шыққан  сұйық  ӛнімдердің  қатты 
қайнайтын  фракциялар)  құрамында  темір  бар  кен  материалдардың 
каталитикалық  тиімділігі  кӛбінесе  жоғары  емес.  Мысалы,  қоңыр  канско-
ачинский  кӛмірді  еріткіш  ортада  гидрогенизацияланған  кезде,  кӛмір 
гидрогенизатының  сутектендірілген  фракциясының  30  мас.%  құралатын,  300-
40
о
С аралағында қайнайтын,400°С қайнап шығатын және 70 мас.% фракциядан 
құралатын,  пастаның  органикалық  массасына  (ПОМ)  2  мас.%  мӛлшерде 
құрамында  магнетит  және  порротит  бар  болу,күрделі  дисперсті  кен  үлгілерін 
қосқанда  КОМ  конверсиясының  жоғарлауына  әкелмейді.Құрамында  гематит 
бар  кен  үлгісінің  мұнай  паста  құраушыдағы  осы  кӛмірді  сутектендірген  кезде 
белсенділігі  жоғары  болмады  [53].  Изопропилді  спирт  ортасында  темір  кенді 
катализатор  кӛмір  конверсиясының  деңгейіне  мүлдем  дерлік  әсер  етпейді. 
Тетралин  –  сутегі  донорының  және  мұнай  фракциясы  ортада  және  қайнау 
температурасы  350
о
С  жоғары  болған  кезде,  кӛмір  конверсиясы  5  есе  ӛседі. 
Максималды  каталитикалық  әсерді,  су  буымен  кӛмір  сутектендіруді 
каталитикалық крекинг жолымен, паста құраушы ортада алынған болатын [54]. 
Әдеби кӛздерді талдау, кӛмірді сутектендіру үдерісінде құрамында темірі 
бар  катализаторларды  қолдануға  деген  кӛзқарас  әр  түрлі екенін кӛрсетеді.  Бір 
қатар  авторлар,  құрамында  темірі  бар  катализаторлар  КОМ-ның  термиялық 
бұзылуын  теңдістіреді  деген  тұжырымдамаға  келді,  бірақ  зерттеушілердің 
кӛбісі, катализаторлар КОМ сутектендіру реакциясын немесе оның термиялық 
бұзылған ӛнімдерін жылдамдатады деп есептейді. Бұнда КОМ-ға молекулалық 
сутегіні берудің екі мүмкін бағыттарын қарастырады.  
Бір  қатар  авторлар,  кӛмір  фрагменттері  сутегімен  сутегі-донорлы  еріткіш 
арқылы  қанығады  деген  тұжырымдамаға  келеді,  соңғылары  бұл  жағдайда 
сутексіздендірілген. Құрамында темірі бар катализаторлар «іріктелген» сутегі-
донорлы еріткіштің молекулалық сутегімен сутектендіруді теңдестірілген, яғни 
оның сутегі-донорлы қасиетін қалпына келтіреді [55].  

 
29 
 
Бұл  жағдайда,  сутегі-донорлы  еріткіш  кӛмірдің  термиялық  бұзылудың 
радикалды  фрагменттерін  қанықтырады.  Сонымен  қатар,  сутегі-донорлы 
еріткіш  термиялық  тұрақты  С-С-байланыстарын  сутектіндіре  алады,  ол 
олардың  бұзылуына  әкеледі.  Тетралинде  кӛмірдің  сутектендіруін  зерттеген 
кезде,  «қызыл  шлам»  секілді  катализаторлар  сутексіздіндірілген  еріткіштің 
сутектендіру  үдерісін  жылдамдатады  және  кӛмірді  сутегімен  сутектендіруге 
тікелей ықпал ететіні анықталды [56].  
Басқа зерттеушілер, құрамында темірі бар катализаторлардың қысымымен, 
кӛмірдің  немесе  оның  термиялық  айналу  ӛнімдерін  молекулалық  сутегімен 
сутектендіру  реакциясын  жылдамдатады  деген  тұжырымдама  жасайды.  Бұл 
жағдайда еріткіштің негізгі рӛлі сутегіні тасымалдау емес, кӛмірдің жақсы еруі 
болып табылады. Катализатор ретінде күкірт қосылған темір шаңын қолданып, 
тетралин және нафталин ортасында кӛмірді сутектендіру механизмі зерттелген 
болатын.  Екі  жағдайда  да,  кӛмірдің  айналу  деңгейі  және  бензолда  еритін 
ӛнімдердің  шығуы  ӛсті,  бірақ  нафталинді  сутекендіру  және  тетралинді 
сутексіздендіру  деңгейі  ӛзгерген  жоқ.  Тетралин  мен  нафталинде  кӛмір 
конверсиясы бірдей болғанына қарамастан. Катализатордың жоқ болуы кезінде, 
тетралиннен  кӛмірге  берілген  сутегі  мӛлшері  1,2%  құрады  (құрғақ  кӛмір 
массасына  есебімен),  ал  газ  фазадан  –  тек  0,1%.  Катализатордың  қатысуымен 
газ  тәрізді  сутегінің  шығыны  0,7%  дейін  ӛсті,  ал  тетралиннен  0,9%  дейін 
азайды.  Нафталинде  кӛмірді  каталитикалық  сутектендірген  кезде,  нафталинді 
сутектендіру  үдерісі  елеулі  емес  деңгейде  ӛтті  (1,9%  ғана).  Авторлар,  кӛмірді 
сутектендіруде  зерттелетін  катализатордың  рӛлі,  КОМ-ны  молекулалық 
сутегімен  тікелей  сутектендіру  үдерісін  жылдамдатады  деген  тұжырымдамаға 
келді.  Осы  авторлардың  пікірі  бойынша,  КОМ  сутектендіру  механизмі 
шапшандатқыштың  беткі  қабатында  молекулалық  сутегінің  диссоциациясы 
және  кӛмірдің  термиялық  бұзылуыдың  радикалдарын  сутегімен  қанықтыруды 
қамтиды[57].  
Сұйық  кӛмір  ӛнімдері  сутегі-донорлы  еріткіште  газ  тәрізді  сутегімен 
жақсы сутектендірілген кӛрсетілген. Газ тәрізді сутегінің және сутегі-донорлы 
еріткіштердің қатысуымен, КОМ термиялық деструкциясының радикалдары екі 
сутегі  кӛзінің  арқасында  қанығуы  мүмкін.  Осы  екі  үдерістің  жылдамдығы  бір 
қатар  факторларға  байланысты,  кӛбінесе  кӛмір  метаморфизі  деңгейінен  және 
қолданылатын катализатор түрінен[58]. 
Қоңыр  канско-ачинский  кӛмірдің  сутектендіру  үдерісінде  құрамында 
темірі  бар  үлгілердің  каталитикалық  әрекеті,  жартылай  сутектендірілген 
шӛгінділердің қалыптасуымен, пасто құраушыда және сұйық кӛмір ӛнімдерінде 
құралған  полициклдік  иістендірілген  қосылыстарды  сутектендіру  реакциясын 
жылдамдатуға  әкелгені    нәтижелерде  кӛрсетілген.  Реакциялық  қоспада  жақсы 
сутегі-донорлы  қасиетке  ие  соңғылардың  конценртациясын  күшейту,  кӛмір 
конверсиясы деңгейінің ӛсуіне әкеледі[59].  
Жоғарыда  айтылғандарды  ескеріп,  кӛмірдің  сұйық  ӛнімдерге  айналу 
үдерісінде кен орындарынан шыққан, құрамында темірі бар катализаторлардың 

 
30 
 
қатысуымен,  оның  сутектендіруін  сызба  жүзінде  келесі  түрде  кӛрсетуге 
болады:   
Кезең 1: кӛмір + тетралин → сұйық ӛнімдер + нафталин 
Кезең  2:  сұйық  ӛнімдер  +  тетралин  →  жартылай  сутектендірілген  сұйық 
ӛнімдер + нафталин 
Кезең  3:  кӛмір  +  жартылай  сутектендірілген  сұйық  ӛнімдер  →  сұйық 
ӛнімдер 
Кезең 4: сұйық ӛнімдер + H
2 
→ жартылай сутектендірілген сұйық ӛнімдер 
Катализатордың  жоқ  болған  кезде  кӛмірдің  термиялық  бұзылу 
фрагменттері  тетралинмен  тікелей  байланысы  кезінде  (кезең  1)  немесе  сұйық 
ӛнімдердің  полиароматты  бӛлігін  тасымалдау  арқылы  (кезең  3)  сутегімен 
қанығады. Шапшаңдатқыштардың қатысуымен қосымша 4 кезең қалыптасады, 
ол  жартылай  сутектендірілген  және  сұйық  ӛнімдердің  концентрациясының 
ұлғаюына  және  сәйкесінше  кӛмірдің  айналу  деңгейінің  ӛсуіне  әкеледі.  Газ 
тәрізді  сутегімен  сұйық  кӛмір  ӛнімдерді  сутектендіру,  кӛмірдің  минералды 
бӛлігінің каталитикалық ықпалы есебінен, катализаторды қолданбай ақ мүмкін 
екені  айтылады.  Катализаторда  активтендірілген  сутегімен  кӛмірдің  қатты 
бӛлшектерін  тікелей  сутектендіру  мүмкін  емес  деп  кӛрінеді,  себебі  бұл 
жағдайда  сутегі  (мысалы,  атомарлы)  ӛзінің  реакциялық  қасиетін  сақтап, 
кӛмірдің  бӛлшектер  кӛлемінде  катализаторлардан  сұйық  фазаға  ӛтуі  керек 
болатын.  
Кӛмірді  сутегімен  қанықтырудың  қай  маршрутты  басымдылық  танытады 
деген  сұрақ  бойынша  авторлар  пікірлерінің  қарама-қайшылығы  байқалады, 
белсенді катализатормен, сұйылтатын кӛмір түрі мен сутегі-донорлы еріткіштін 
табиғатымен  байланысты  болуы  мүмкін.  АҚШ,  Жапония,  Канада  және 
Асвтралия  елдерінен  жеті  кӛмірді  сутектендіруін  зерттеген  кезде  авторлар 
кӛмірдің  қанығуы  молекулалық  сутегімен  де,  донорлы  еріткіштің  сутегімен 
жүзеге  асырылады  деген  тұжырымдамаға  келді.  Сутектендіру  жалпы  үдерісі 
кезеңдеріне  елеулі  үлесін  кӛмірдің  метаморфиз  деңгейімен  анықталады. 
Метаморфиз  деңгейінің  ӛсуімен,  тікелей  сутектендіруге  кететін  молекулалық 
сутегінің үлесі азаяды, ал еріткіштен еңетін сутегі үлесі ұлғаяды. Бұл заңдылық 
жоғары  метаморфизді  кӛмірлерге  қарағанда,  метаморфизім  деңгейі  тӛмен 
кӛмірлерден  сұйық  ӛнімдердің  қалыптасу  жылдамдығы  жоғары,  яғни 
реакциялық қоспада осы ӛнімдердің концентрациясы да жоғары болатынымен 
түсіндірілетін  шығар.    Бұл  жағдай  сұйық  кӛмір  ӛнімдерінің  полиароматты 
бӛлшектердің  кӛмегімен,  оны  газ  фазасынан  кӛмірге  тасымалдау  жолымен, 
молекулалық сутегімен кӛмірді сутектендіру жылдамдығын жоғарлатуға әкеле 
алады.  Әлуан  түрлі  кӛмірлерді  сутектендіру  кезінде  құрамында  темірі  бар 
катализаторлардың  әрекет  ету  тиімділігінде  елеулі  айырмашылықтар,  кӛмірді 
сутегімен қанықтырудың қандай-да бір маршрутымен байланысты[60]. 
Үлкен  кӛлемде  кӛмірге  кенді  катализаторларды  қосу  қажеттілігі,  кӛмірді 
сутектендірудің  заманауи  техналогияларында  қолдануын  қиындатады. 
Мысалы, 
«BCL» 
үдерісінде 
кӛмір 
салмағы 
есебімен, 
минералды 

 
31 
 
компоненттердің (шапшандатқыш+күл) оңтайлы құрамы 7 мас.% аспауы керек 
[61]. 
Осылайша,  кӛмірді  сутектендірудің  ӛнеркәсіп  техналогияларында  темір-
кенді  материалдарды  катализаторлар  ретінде  қолдану  келешегі,  реакциялық 
қоспада катализаторлар концентрациясын тӛмендетуге және сұйық ӛнімдердің 
шығу  қатынасы  бойынша  олардың  іріктемелігіне  бағытталған,  оларды 
активтендіру және түрлендірудің тиімді әдістерін жобалаумен байланысты. 
Кӛбінесе, кәдімгі күкіртпен  катализаторларды активтендіру қолданылады, 
олар кӛмірді сутектендіру үдерісінде елеулі белсенділікке ие, темірлер оксидін 
пирротиттерге  айналуына  кӛмектеседі.  Құрамында  темірі  бар  катализаторға 
кәдімгі  күкіртті  қосқан  кезде,  кӛмірдің  айналу  деңгейі  жоғарлайды,  және  ең 
бастысы,  майлардың  шығуы  едәуір  ӛседі  құрамында  емірі  бар  катализаторды 
қосқан кезде, қоспалы паста құраушының қатысуымен (мазут+тетралин) 26,6% 
ӛсті,  ал  қосымша  күкіртті  қосқан  кезде,  конверссия  деңгейі  тағы  21%  ӛсуіне 
ықпал етті. 
Темір-кенді  катализаторларды  белсендету  Mo,  Со,  Ni  қосылыстардың 
қоспалары  арқылы жүзеге  асырылады. Құрамында  Со,  Mo,  Ni  бар  кендер  мен 
пириттердің  қоспасы,  бір  пиритке  қарағанда,  сұйылту  үдерісінде  елеулі 
белсенділікті танытады[62]. 
Кӛмірді сутектендіру үдерісінде жоғары тиімділікті, жоғары дисперсиялық 
пішінде,  реакциялық  ортада  орналасқан,  темір  қоспалары  танытады  [63]. 
Кӛбінесе  Fe
2
O
3
  тұратын  және  ӛлшемі  0,05  мкм  кем  емес  жоғары  дисперсті 
белсенді шапшаңдатқыштар FeCl
3 
жануын алады [64]. 
Темір  қосындыларының  жоғары  дисперсті  таралуы,  кӛмір  тұздары 
ерітіндісімен  және  темірдің  кешенді  қосылыстарымен  кӛмірді  ипригнирлеу 
жолымен  қол  жеткізуге  болады.  Осындай  әдістердің  бірі  –  кӛмірге  темір 
нитратынан  немесе  хлорид  ерітіндісінің  гидролизі  кезінде  қалыптасатын, 
күлден 
жоғары 
дисперсті 
пішінде 
темір 
қосылыстарын 
еңгізу. 
Катализаторларды  еңгізу,  кӛмір  қуыстарында  темірдің  гидрокси  кешенін 
адсорбациялауды  қамтамасыз  ететін  шарттарда  жүзеге  асырылады,  бұндағы 
кешен ӛлшемі рН ортасымен және күлде темір концентрациясымен анықталады 
[65]. 
Кейбір ҮАЗ  оңтайлы шарттарда кӛмірді алдын-ала ӛңдеу  катализатордың 
диспансерлігінің  жоғарлауына  ықпал  етеді  [66].  Кӛмірдің  беткі  қабатын  темір 
сульфидімен  жұтылған  кезде  ҮАЗ  қоспаларын  қолдану  катализаторлар 
бӛлшектері  ӛлшемдерінің  30-40-тан  15-20  нм  дейін  тӛмендеуіне  әкелетін 
болды.  КОМ-ға  Fe  1  мса.%  мӛлшерінде  қосылған  ипрегнирленген 
катализатордың  қатысуымен,  тетралин  және  циклогексан  қоспаларында 
сутектендіру кезінде кӛмірдің конверсия деңгейі және сұйық ӛнімдердің шығуы 
68,8  және  59,5  мас.%  құрады,  ал  катализаторлар  жоқ  болған  кезде  43,2  және 
37,4  мас.%.  КОМ-на  Fe  1  мас.%  мӛлшерде  қосылатын  импрегнированды 
катализатор  қатысында  тетралин  және  циклогексан  қоспасында  оның 
гидрогенизациясы кезінде кӛмірдің конверсия дәрежесі және сұйық ӛнімдердің 

 
32 
 
шығуы 68,8 және 59,5 мас.% құрайды, ал катализатор қатысуынсыз 43,2 и 37,4 
мас.% сәйкесінше құрайды [67]. 
Құрамында темірі бар дисперсті катализаторлар, сондай-ақ кеннен шыққан 
материалдарды ұсақтау жолмен де алуға болады [68]. Ӛлшемі 0,2 мкм кем емес 
бӛлшектерге  дейін  Fe
2
O
3
ұсақтау  кӛмірді  сутектендіру  кезінде  гександа  еритін 
ӛнімдердің  шығуын  ұлғайтатыны  анықталды.  Кептіру  мен  сутексіздендіру 
кезінде ылғалды «қызыл шламдарды» дірілдеуді немесе жоғары жылдамдықты 
әдіспен  қыздыруды  [69]  қолдану  темір  оксидінің  жоғары  дисперстті 
бӛлшектерді алуға мүмкіндік береді, бұл кӛмірді сутектендірген кезде олардың 
каталитикалық тиімділігін жоғарлатады.  
Кеннен  шыққан  катализаторларды  активтендірудің  тиімді  әдісі,  оларды 
активтілік-диірменінде  ӛңдеу  болып  табылады,  олардың  энергиялық  қуаты, 
кәдімгі  шар  тәрізді  диірмендердің  энергиялық  қуатынан  он  есе  асып  түсді. 
Мехактивтендіру  тек  қана  материалдардың  ұсақталуына  әкелмейді,  сонымен 
қатар,  кристалдық  құрлымның  деформациясына,  заттың  ыдырауына 
бастамашылық  етуіне  немесе  активтендіру  ӛтетін  ортамен  оның  реакциясына 
әкеле алады.  
АГО-2  (МАЖ)  типті  ортадан  тепкіш-планетарлық  активатор-диірменінде 
әр  түрлі  кеннен  бӛлінген,  құрамында  темірі  бар  ӛрескел  дисперстті  үлгілерді 
ӛңдеген  кезде,  активтендірудің  оңтайлы  ұзақтығы  кезінде  максималды  мәнге 
қол  жеткізумен,  оның  меншікті  беткі  қабаты  күрт  ұлғайды,  ал  содан  кейін 
тӛмендеді немесе ӛзгеріссіз қала берді. 
Беткі  қабаттың  ең  кӛп  ұлғаюы  (20  еседен  артық)  бастапқы  күйде 
зерттелетін  үлгілерде  минималды  меншікті  беткі  қабаттымен  сипатталатын 
пиритті үлгі үшін байқалды. 
Ұзақтығы  аз,  механикалық  ӛңдеудің  бастапқы  деңгейлері  бӛлшектердің 
қарқынды  диспергирлеуімен,  олардың  айқын  кристалды  құрлымының 
бұзылуымен  қосақталады.  механикалық  ӛңдеудің  ұзақтығы  жоғарлаған  кезде 
ұсақ  бӛлшектерден  ірі  агрегаттардың  қалыптасуы  байқалады.  Бастапқы 
жағдайда зерттелетін катализаторлардың диспесртікпен сипатталатын үлгіде ең 
қарқынды біріктіру үдерісі ӛтеді. Ұзақ мехактивтендіру кезінде меншікті беткі 
қабаттың  азаюы,  үгілмелі  денесінің  кинетикалық  энергия  әсерінен  ұсақ 
бӛлшектердің бірігу қасиетімен түсіндіріледі[70]. 
Химиялық  құрамы  арасындағы  корреляция,  кенді  катализаторлардың 
меншікті  беткі  қабатының  ӛлшемі  және  кӛмірдің  сутектендіру  үдерісінде 
олардың  белсенділігі  экстремалды  табылған.  Осылай,  техникалық  паста 
құраушыда 
сутектендіру 
үдерісінде 
кӛмірдің 
конверсия 
деңгейі, 
катализатордың 
қатысуынсыз 
30 
мас.% 
аспайды, 
белсенді 
емес 
катализаторларды  қосу  кӛмір  конверсиясын  5-15  мас.%  дейін  ұлғаяды,  суды 
қспай катализаторларды механикалық ӛңдеуі кӛмір конверсия деңгейінің кейбір 
ӛсуіне  әкеледі.  Су  қосындыларының  қатысуымен  катализаторларды 
механикалық  ӛңдеу  олардың  меншікті  беткі  қабаттың  елеулі  ұлғаюына  және 
сәйкесінше, олардың қатысуымен кӛмірдің конверсия деңгейі. 

 
33 
 
Кӛмірдің  сутектендіру  үдерісінің  негізгі  кӛрсеткіштері  шикізатқа 
катализаторларды  еңгізу  әдісіне  байланысты.  Осылай  [71]  жұмыста,  Канско-
Ачинский  бассейіннің,  Бородин  разрезінің  қоңыр  кӛмірдің  сутектендіру 
үдерісінің  кӛрсеткіштеріне  құрамында  темірі  бар,  жоғары  дисперстті 
катализаторлардың  ықпалы  зерттелді.  Катализаторларды  АГО-2  элетрмен 
қуатталған  активтендіру-диірменінде,  гематитті  механикалық  -  химиялық 
активтендірумен  алынған,  келешекте  ультрадыбысты  және  FeCl
3 
гидролизімен 
алынған  күлден  кӛмірге  жағуды  қолданумен  кӛмірде  немесе  тетралинде 
диспергирлеу.  Кӛмірдің  сұйық  және  газ  тәрізді  ӛнімдерге  конверсияның  ең 
жоғары  деңгейі  85,3  мас.%  және  мальтендердің  шығуы  56,1  мас.%,  олар 
тетралинде  ультрадыбысты  қолданумен,  белсенді  гематиттің  қатысуымен 
алынған болатын.  
 

жүктеу/скачать 3,46 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: