Лекции HTOV 1/SHFLH/Лекция 2
ИНГРЕДИЕНТИ ЗА ПРОЦЕСИ
Индустрията за органичен синтез се основава на три вида изкопаеми суровини: въглища, нефт и природен газ. Чрез обработка на която се получават пет основни групи изходни материали за синтеза на други съединения: парафини, олефини, ароматни въглеводороди, ацетилен, въглероден оксид и синтетичен газ (смес от CO и H2).
Парафините се разделят на по-ниски (от С1 до С5), получени поотделно, и по-високи (от С10 до С40), които обикновено са течни или твърди смеси от хомолози с различен брой въглеродни атоми.
Парафиновите въглеводороди от метан до бутан са газообразни вещества при нормални условия, пентаните са нискокипящи течности. Парафините до С16 при стайна температура са течности, над С16 са твърди вещества.
В хомоложната серия алкани температурите на кипене постепенно се увеличават, топят семързел, както и относителна плътност. Това ни позволява да прогнозираме действията на неизвестен член от поредицата, въз основа на свойствата на съседите му. Например, така kip. хексан 68,6 ° C, хептан 98,4 ° C. Времеединичен състав от една СН2 група води до увеличаване на скоросттаточка на кипене при 29,8 ° C (хомоложна разлика в температурата на кипене). Въз основа на това може да се изчисли, че точката на кипене на октана трябва да бъде 98,4 + 29,8
128 ° С; това вприблизително с 2 ° C се различава от експериментално намерените. С товаКогато се изчислява, трябва да се има предвид, че хомологичната разликаточки на кипене (както и ефекта от хомологията върху всички останали физическиконстанти) не остава непроменена: при по-висшите членове на серията промяната в състава на групата СН2 има относително по-малък ефект върху свойствата на молекулата. Разклонените верижни алкани варят при кипенепо-ниска температура от нормалните изомери на веригата.
В неполярните течности силите на Ван дер Ваалс действат между повърхностите на молекулите. Колкото по-голяма е молекулата и нейната повърхност, толкова по-силен е междинният моллюбопитно взаимодействие. Точките на кипене се увеличават с увеличаване на относителното молекулно тегло. Формата на разклонена молекула има тенденция да бъде сферична, нейната повърхност намалява и междумолекулата също намаляваполярни сили, които са по-лесни за преодоляване при по-ниски температури.
Точките на топене постепенно се увеличават с удължаване на въглеродната верига.
Плътността на всички алкани е по-малка от една. Те са практически неразтворими във вода, но разтвориминие сме в етер и други органични разтворители. Метанът и етанът са почти без мирис, въглеводородите C3 - C15 имат добре познатата миризма на бензин или керосин, по-висшите членове на серията самирис поради ниска летливост
Способността на по-ниските парафини да се сорбират се увеличава с увеличаване на молекулното тегло на парафина, който се използва за разделяне на парафините С1, С2, С3 и С4 чрез адсорбция и десорбция.
Долните парафини образуват експлозивни смеси с въздух. Токсичността на по-ниските парафини не е толкова голяма в сравнение с други въглеводороди, но при постоянно вдишване наркотичните явления постепенно се развиват.
Химически алканите не са много активни, поради което са били наречени парафини (от лат. parum affinis - лишен от афинитет). Известният руски химик М. И. Коновалов (1858-1906) образно нарича парафини "чиумствени мъртви "за тяхната пасивност.
Химичното поведение на наситените въглеводороди се определя от естеството и силата на връзките, присъстващи в техните молекули. Стабилността на връзката въглерод-въглерод (C-C) се дължи на maразмера на въглеродния атом и неговата тетраедрична конфигурацияв състояние на sp 3 -хибридизация, което допринася максималноконцентрация на електронен заряд между ядрата. Силата на връзката въглерод-водород (C - H) се обяснява с факта, че по време на образуването си sp 3 -орбиталата на въглерода се доближава до ядрото на водородния атом, тъй като водородният атом, за разлика от атомите на други елементиченгетата нямат "вътрешни" електрони, които биха моглиизтласква електронния заряд на въглеродния атом. σ-връзка в молекулаlakh алканите са леко поляризирани поради близко електричествоцелостта на въглерода и водорода (съответно 2,5 и 2,1). Поради това наситените въглеводороди са вещества, които са леко полярни и трудовино поляризуем. Те не проявяват склонност към хетеролитична руптура. Атаки от нуклеофилни и електрофилни реагентиса трудни, поради което парафините са устойчиви на йонни реактиви. Те не се влияят при нормални температури.ни киселини (азотна, сярна и др.), разтопени и концентричниоснови, общи окислители (калиев перманганат, хромсмес). Метали, дори алкални метали, не изместват водорода от тези съединения. Тези свойства се използват на практика, занапример, алкалните метали се съхраняват в керосин, различни металиличните продукти, за да ги предпазят от корозия, са покритисе използват със смазочни масла, концентрирана сярна киселина и концентрирани основи се използват за рафиниране на петролни продуктиtov и други.
За наситени въглеводороди е възможно само хомолитично, радикално разкъсване на връзките, със заместване на водородни атоми, разцепване на въглеродния скелет (крекинг), частично или пълно окисление (горене). Всичко това определя обхвата на реакциите, на които са способни парафините; това е преди всичко радикални реакции на заместване, протичане при доста тежки условия (действие на светлина, висока температура и т.н.) реакциявръзки алканите не са способни. Това е техният принципразличен от ненаситените въглеводороди.
Изолиране на долните парафини
Основният източник на по-ниски парафини (C1-C5) са природните и свързани газове, газ от газокондензатни полета, както и рафинериращите газове от рафиниращите процеси в присъствието на водород (риформинг).
Природните газове са тези, произведени от чисто газови находища. Понякога те съдържат големи количества въглероден диоксид, азот, хелий. Газовите кондензатни полета обикновено се характеризират с високо налягане и когато то намалява, се получава отделяне и се отделя газ и течен кондензат. Природният газ е полезно да се използва само като източник на метан. Свързаните газове са най-ценните за производството на парафини С3-С5. От въглеводородите С4 преобладава н-бутанът в свързаните газове (3-5 обема на 1 обем изобутан), а от С5 - н-пентанът (1,5-4,0 обема на 1 обем изопентан).
Свързани са газовете, отделяни заедно с петрола по време на производството му от нефтени кладенци. Някои от тези газове се разделят в сепаратори, докато други остават разтворени в маслото и се отделят, когато то се стабилизира, т.е. дестилация на летливи компоненти (стабилизиращи газове). Газове и леки фракции, отстранени от маслото (стабилизиращи газове) се състоят предимно от дъносвободни парафинови въглеводороди C1-C5. Стабилизиращите газове са ценна химическа суровина; те могат да бъдат разделени на отделни въглеводороди и след това да бъдат преработени в различни органични продуктиiical синтез.
Типичният състав на различните газове е представен в табл. 1.1
Таблица 1.1 Състав на въглеводородните газове (в об.%)
- Лекция 1
- Лекция 24
- Лекция 1
- ЛЕКЦИОННА МИКРОБИОЛОГИЯ КАТО НАУКА, ПРЕДМЕТ НА НЕЙНОТО ИЗСЛЕДВАНЕ, ИСТОРИЧЕСКИ - Снимка 13876-1
- Лекция като фактор за формиране на творческата личност на студент от медицински университет - тема на научна статия