Obrazovanje:Koledži i univerziteti

Kako dobiti alkan od alkana? Šta još možete dobiti od alkana?

Proučavanje strukture organskih jedinjenja, hemijskih osobina koje oni pokazuju u reakcijama, omogućavaju proizvodnju različitih vrsta proizvoda i roba iz istih sirovina. Obrada proizvedenih ugljovodonika rešava mnoge probleme. Na pitanje: "Kako dobiti alkan od alkana?" Hemijska nauka i praksa pucanja nafte daju iscrpne odgovore. Pogledajmo problem odnosa između različitih klasa ugljovodonika, kao i njihovih derivata. Glavna pažnja biće posvećena industrijskim metodama prerade sirovina koje sadrže ugljenik.

Genetski odnos organskih supstanci

U ranim fazama proučavanja i dobijanja ugljovodonika i derivata, čini se hemičarima da su ove grupe izolovane jedna od druge. Postepeno nagomilane informacije rasvetljavaju genetske odnose glavnih klasa supstanci. Glavni napori bili su usmjereni na iznalaženje načina za promjenu strukture, povećavajući mnoštvo komunikacije. Najvažniji problemi teorijskog istraživanja i eksperimenata:

  • Kako dobiti alkan od alkana;
  • Kako preradjivati uglja, sirove nafte i prirodni gas;
  • Kako izvršiti dehidrogenaciju krajnjih ugljovodonika;
  • Od alkana radi dobijanja alkina (acetilena).

Istraživači i praktičari bili su ubeđeni da postoji mnogo recipročnih prelazaka sa jednog ugljovodonika na drugi.

Praktični značaj genetskih veza glavnih vrsta jedinjenja

Jedinjenje ugljovodoničnih jedinjenja dokazano je u procesu formiranja organske hemije kao nauke i industrije. U razvoju ovog problema - kako dobiti alkan od alkana - ruski i sovjetski organski hemičari dali su značajan doprinos. Mnoge od reakcionih transformacija koje su korišćene za ovu svrhu su katalitički procesi, koji se sprovode koristeći složene tehnologije. Bliske veze i međusobne transformacije organskih jedinjenja koriste se za rješavanje različitih praktičnih problema, među kojima:

  • Dobijanje od jedne vrste sirovina različitih vrsta supstanci;
  • Proizvodnja složenih proizvoda sa jednostavnim jedinjenjima i obrnuto;
  • Izdavanje raznovrsne robe koja je u velikoj meri;
  • Ekonomija teško iscrpljenih prirodnih ugljovodoničnih resursa;
  • Racionalna upotreba slojeva ulja i plina, katrana uglja, zapaljivih škriljaca, treseta.

Sastav prirodnih izvora ugljenika

Ugljovodonici svih vrsta nalaze se u prirodi u značajnim količinama. Oni služe kao polazni materijali za preradu i dobijanje organskih jedinjenja različitog sastava. Najvažniji izvori alkana i alkena:

  1. Prirodni gas. Sadržaj ultimativnog metanskog ugljovodonika u različitim depozitima dostigao je 80-98%. Ostala jedinjenja: azot, ugljen dioksid, etan, propan, butan.
  2. Ulje. Prirodna mešavina izomernih ugljovodonika iz različitih depozita razlikuje se u sastavu. U nekim vrstama "crnog zlata" prevladavaju alkani, drugi se sastoje od cikloparafina i arene. Naftni gasovi povezani kupolom takođe sadrže parafine.
  3. Coke. Proizvodnja uglja neophodnih za metalurgiju praćena je proizvodnjom katrana uglja koja sadrži više od 400 komponenti, a glavne su arene.
  4. Povrće i prehrambene sirovine su velika i raznolika grupa, uključujući drvo, seme i plodove industrijskih useva, životinjske masti.

Mogući prelazi između organskih jedinjenja

Kod "crnog zlata" često su prisutni cikloalkani ili nafteni. Obrada sirovina daje krajnje ciklične ugljovodonike koji sadrže 5-7 C atoma u prstenu, imaju najveći praktičan značaj. Kako iz alkana dobiti cikloalkan, ako se rezervi naftena iscrpljuju? Da bi se dobili ograničavajući ciklični ugljovodonici iz zasićenih acikličnih jedinjenja, koristi se metod dehidrociklizacije. Lanci od 4 ili više C atoma su zatvoreni, stoji stabilan ciklus. Druge tipične transformacije organskih supstanci mogu se odraziti u jednostavnim šemama:

  • Ulje → ugljovodonici → alkani → karboksilne kiseline.
  • Prirodni gas → marginalni ugljovodonici → karboksilne kiseline.
  • Čvrsti ugalj → ugljovodonici → alkani → nezasićeni ugljovodonici → polimeri.
  • Ulje → ugljovodonici → arene → benzen → izopropil-benzen → aceton, fenol.
  • Prirodni gas → nenasićeni ugljovodonici → etanol.
  • Ugalj → metanol.
  • Ulje → ugljovodonici → alkeni → butadien i izopren.

Razmotrimo detaljnije koja hemijska jedinjenja mogu biti dobijena zbog genetičkog odnosa organskih supstanci.

Kako dobiti alkan od alkana

U industriji skoro sve vrste marginalnih ugljovodonika potiču iz nafte i gasa. Rafiniranje nafte je savremena metoda za dobijanje alkana iz alkana:

A) Ogljikovodici za ograničavanje tečnosti daju direktnu destilaciju ulja (niski prinos ciljnih proizvoda).

B) Pokretanje termičkog i katalitičkog ulja se koristi za povećanje procenta svjetlosnih frakcija, poboljšanje kvaliteta proizvedenih ugljovodonika (benzina, kerozina). U solarnoj frakciji ulja prisutan je heksadekan, koji tokom raspadanja daje dodekan i butilen. Dodekan već pod frakcijom kerozina prolazi dalje razlaganje, od čega se dobijaju ograničavajući ugljovodonični nonan i propen (alken). Nastavak pucanja može dovesti do stvaranja heptana i etilena.

Izomerizacija i alkilacija

Reakcije katalitičke izomerizacije omogućavaju alkanima normalne strukture da dobiju razgranat: H3C- (CH2) 3-CH3 → CH (CH3) 2-CH2-CH3. Proizvod ovog procesa je izopentan. Normalni butan, koji se nalazi u pukotinskim gasovima, pretvara se u izobutan u reakciji katalitičke izomerizacije. Dobijeni proizvod se može alkilovati sa izobutilenom u prisustvu katalizatora i izooktana - visokokvalitetnog goriva. Ako se etilen koristi kao sredstvo za alkilaciju, dobiva se sintetičko neoheksansko gorivo u reakciji sa izobutanom.

Kako dobiti alken i alkadien iz alkana

U industriji, nezasićeni aciklični ugljovodonici sa jednom dvostrukom vezom dobijaju se pucanjem ulja. Pri visokoj temperaturi alkani rastavljaju (pirolizu). Alkenovi su izolovani od ukupne mase srednjih i finalnih reakcionih proizvoda. Etilen se proizvodi dehidrogenacijom etana na katalizatoru nikla: C2H6 → C2H4 + H2 ↑. Butan pod sličnim uslovima daje 2-butenu, istovremeno formiranje etana i etilena. Dehidrogenacija nam omogućava da pronađemo rešenja za problem kako dobiti alkadien iz alkana. Sa stepenom uklanjanjem dva molekula vodonika iz ugljovodonika sa 4 atoma ugljenika dolazi do sledećih transformacija: butan → buten → butadien. Konačni proizvod je važan za proizvodnju sintetičke gume. Slično kao na butadien, dobija se još jedan polimer koji podrazumijeva vrijedne kvalitete prirodnog analoga: izopentan → izopren → izopren guma.

Kako dobiti acetilen iz alkana

Ugljovodonik sa jednom trostrukom vezom - acetilen - je veoma važan u industrijskom sektoru, građevinskim i drugim oblastima ekonomske aktivnosti. Najstariji način dobijanja ove najjednostavnije alkine je zbog dejstva vode na čvrstim komadima kalcijum karbida. Ovaj metod zamenjen je paljbom prirodnog gasa. Sada u hemijskoj industriji znaju kako uzimati alkin iz alkana s najmanju cijenu. U specijalnim tehnološkim aparatima na visokoj temperaturi ili pod uticajem dehidrogenacije metana iz električne energije, preovlađujuća materija prirodnog gasa: 2CH4 → HC≡CH + 3H2. Acetilen se široko koristi, dobija se acetaldehid iz njega, koji se dalje koristi u proizvodnji sirćetne kiseline, vještačkih smola, plastičnih masa, sintetičkih vlakana, guma i guma.

Kako dobiti arene od krajnjih ugljovodonika

Od parafina, lanci transformacije vode do benzena i njegovih derivata. Proces aromatizacije su proučavali ruski i sovjetski hemičari u 20. veku. Suština njihovog rada na temu "Kako dobiti benzen iz benzena i njegovih homologa" je smanjena na dehidrociklizaciju heksana, heptana i drugih zasićenih ugljovodonika: C6H14 → C6H6 + 4H2; C7H16 → C6H5-CH3 + 4H2. Drugi način je sinteza cikloparafina iz acikličnih ugljikovodika praćeno dehidrogenacijom: heksan → cikloheksan → benzen.

Kako dobiti etil i druge alkohole od alkana

U drevnim vremenima na pitanje: "Kako dobiti alkohol iz alkana?" Nisu razmišljali, naši preci su koristili samo metod alkoholne fermentacije proizvoda koji sadrže šećer pod dejstvom enzima kvasca. Rast tehničke vrednosti etil alkohola dovela je do potrage za novim vrstama neprehrambenih sirovina za proizvodnju etanola. U prvoj polovini prošlog veka supstanca je postala neophodna sirovina za proizvodnju gume metodom Lebedeva. Jednu od metoda je predviđao A. Butlerov, koji je sanjao da će jeftini metod dobivanja etilena otvoriti način "za dobijanje alkohola". Izvori nenasićenih ugljovodonika su proizvodi koji rastvaraju ulja i katalitičku dehidrogenaciju alkana. Etan se dobija iz etana, koji se oksidira u prisustvu sumporne kiseline: C2H6 → C2H4 → C2H5OH. Hidracija drugih alkena, koja se takođe dobijaju tokom obrade ulja, daje homologe sintetičkog etil alkohola. Nedostaci metode su izraženi u troškovima regeneracije kiseline i zaštite uređaja od njegovih korozivnih efekata. Industrija je prešla na metod direktne hidracije alkena, u kojoj se koriste čvrsti katalizatori. Metanol se proizvodi oksidacijom metana. Etilen i njegovi homologi služe kao sirovina za proizvodnju alkohola.

Kako iz alkana dobiti aldehide i karboksilne kiseline

Nakon rešavanja problema jeftinih sirovina za industriju alkohola, hemičari znaju kako dobiti aldehid iz alkana sa najmanju cijenu. Jedan od načina dobijanja acetaldehida je hidratacija acetilena. Ceo proces prati šemu: prirodni gas → CH4 → C2H2 → CH3-SON. Povećana je upotreba prirodnih ugljovodonika za proizvodnju etil alkohola. Supstanca je sirovina za proizvodnju karbonilnih i karboksilnih jedinjenja. Acetaldehid se može dobiti etan dehidrogenacijom, praćen stvaranjem etil alkohola u reakciji, njegovom oksidacijom ili dehidrogenacijom. Jedna od opcija je oksidacija etilena: C2H6 → C2H4 → C2H4O. Kako dobiti karboksilnu kiselinu iz alkana? Pitanje koje je dugo bilo u kategoriji problematičnog. Očetova kiselina se formira fermentisanjem sirovina hrane, sa suvom destilacijom drveta. Raspoloživost raspoloživih izvora alkana omogućava oksidaciju butana i dobija jeftinu sirćetnu kiselinu: C4H10 + 2½ O2 → 2CH3COOH + H2O. Oslobađanje drugih karboksilnih kiselina iz ograničavajućih i nezasićenih ugljovodonika utvrđeno je.

Teško je zamisliti modernu svetsku ekonomiju bez prirodnog gasa, nafte i uglja. Od ovih prirodnih smeša izolovani su razni alkani koji se koriste za proizvodnju velikog broja organskih proizvoda za sintezu.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 bs.unansea.com. Theme powered by WordPress.