איך להגיע מתוך האלקאן האלקאן? מה עוד ניתן לקבל האלקאן?

חקר המבנה של תרכובות אורגניות, התכונות הכימיות שהפגינו התגובות שלהם, מאפשרים לייצר סוגים שונים של מוצרים טובין מאותו הגדר חומרי הגלם. עיבוד של פחמימנים המיוצרים פותר בעיות רבות. לשאלה: "איך להגיע מתוך האלקאן האלקאן" מדע כימי ותרגול של שמן פיצוח לתת תשובות מספקות. הבה נבחן את הבעיה של מערכת היחסים של סוגים שונים של פחמימנים, כמו גם ונגזרותיהם. מתמקד בשיטות תעשייתיות של עיבוד חומרים פחמניים.

קרבה גנטית חומרים אורגניים

בשלבים המוקדמים של המחקר והייצור של פחמימנים וכימאים נגזרים חשב שקבוצות אלה מבודדים אחד מהשני. בהדרגה שנצבר מידע השופכים אור על הקשר הגנטי של הסוגים העיקריים של חומרים. עיקר המאמצים התמקדו במציאת דרכים לשנות את המבנה, להגדיל את סדר האג"ח. הבעיות החשובות ביותר של מחקר והתנסות תיאורטי:

• איך להגיע מתוך האלקאן האלקאן;
• איך לעבד פחם, נפט גולמי וגז טבעי;
• איך לנהל את dehydrogenation של פחמימנים רוויים;
• הן מן האלקאן להשיג (אצטילן) אלקין.

חוקרים ואנשי מקצוע רואים שישנם הרבה מעברים הדדיים בין פחמימנים אחד למשנו.

המשמעות המעשית של קשרים גנטיים סוגים בסיסיים של תרכובות

אחדותו של תרכובות פחמניות הוכחה בהתהוות של כימיה אורגנית כענף מדעי וייצור. במהלך הפיתוח של בעיה זו - איך להגיע מתוך האלקאן האלקאן - תרומה משמעותית שנעשתה על ידי כימאים אורגניים רוסים סובייטיים. רבים משמשים למטרות אלה, את הטרנספורמציה התגובה הם תהליכים קטליטיים מבוצעים על טכנולוגיות מורכבות. קשרים הדוקים ותמורות הדדיות של תרכובות אורגניות משמשים לפתרון מגוון רחב של משימות מעשיות כוללות:

• קבלה מפני סוג אחד של חומר גלם של סוגים שונים של חומרים;
• הייצור של מוצרים מורכבים רכב מפני תרכובות פשוטות יותר, ולהיפך;
• שחרורו של מגוון מוצרים, אשר יש ביקוש גבוה;
• חיסכון הרבה דלדול משאבי פחמימנים טבעיים;
• שימוש מושכל זפת שמן-פחם, פצלי שמן, כבול.

רכב של מקורות פחמן טבעיים

כל סוגי פחמימנים נמצאו באופן טבעי בכמויות משמעותיות. הם משמשים חומרים המוצא לעיבוד והכנת תרכובות אורגניות של קומפוזיציות שונות. המקורות החשובים ביותר של אלקאנים ו אלקנים:

1. גז טבעי. התוכן של פחמימנים מתאן הגבול בתחומים שונים מגיע 80-98%. התרכובות הנותרות של חנקן, פחמן דו חמצני, אתאן, פרופאן, בוטאן.
2. שמן. התערובת הטבעית של פחמימנים isomeric מפיקדונות שונים נבדלת בהרכב. סוגים מסוימים של "זהב שחור" אלקאנים נשלט, ואחרים מורכבים cycloparaffins ואת זירות. גזי כיפה עובר שמן מכילים גם paraffins.
3. קוקס. הפקה של הפחם ההכרח מתכות ליווה לתת זפת פחם המכיל מעל 400 רכיבים, כאשר העיקריים שבהם - בזירה.
4. חומרי גלם צמחיים ומזון - קבוצה גדולה ומגוונת, הכוללת עצים, זרעים ופירות של גידולי תעשייה, שומנים מהחי.

המעברים האפשריים בין תרכובות אורגניות

במסגרת הפיקדונות של "זהב שחור" הם לעתים קרובות לציקלואלקאנים או naphthenes נוכחיים. טיפול בחומרי גלם נותן פחמימנים מחזורי שולי שיש 5-7 אטומי C בזירה, יש להם את הערך המעשי הגדול ביותר. איך להגיע מתוך cycloalkane האלקאן אם עתודות naphthenes מתרוקנים? להגבלת תרכובות פחמניות מחזוריות מן שיטת dehydrocyclization אציקליות רוויה משמש. שרשרת של 4 או יותר אטומי C סגורה, קיים מחזור יציב. טרנספורמציות למופת אחרת של חומרים אורגניים יכולה להשתקף תוכניות פשוטות:

• פחמימנים נפט → → → חומצה קרבוקסילית האלקאן.
• פחמימנים רוויים גז טבעי → → חומצה קרבוקסילית.
• פחמימנים פחם → → → → אלקאנים פולימרים פחמימנים בלתי רוויים.
• פחמימנים נפט → → → בזירה-בנזן איזופרופיל → בנזן → אצטון, פנול.
• פחמימנים בלתי רוויים טבעי → גז → אתנול.
• מתנול פחם →.
• פחמימנים נפט → → → אלקנים סטירן isoprene.

הבה נבחן מה תרכובת כימית ניתן להשיג על ידי חומרים אורגניים קרבה גנטית.

איך להגיע מתוך האלקאן האלקאן

בענף כמעט כל מיני פחמימנים רוויים המתקבלים משאבי נפט וגז. זיקוק - שיטה מודרנית לקבלת אלקאנים מן אלקאנים:

א) פחמימנים פרפין הנוזליים נותנים ישיר זיקוק של נפט גולמי (תשואה נמוכה של מוצר היעד).

B) תרמי ו פיצוח קטליטי של שמן משמש להגדלת אחוז קצות אור, שיפור האיכות של פחמימנים (בנזין, נפט). שבר השמן קיים hexadecane solyarovoe, אשר נותן את דעיכת dodecane ו בוטילן. Dodecane כבר שבר נפט מורכב נתון התפוררות נוספת, זה מתקבל nonane פחמימנים רוויים Propene (אלקן). פיצוח המשך יכול להוביל להיווצרות של heptane ו אתילן.

Isomerization ו אלקילציה

isomerization קטליטי של אלקאנים לאפשר מבנה נורמלי מסועף לקבל: N3S- (CH2) 3 -CH 3 → CH (CH3) 2-CH2-CH3. המוצר של תהליך זה - איזופנטאן. בוטאן הרגיל כלולים גזי פיצוח זרז בתגובת isomerization מומר ואיזובוטאן. המוצר המתקבל יכול להיות alkylated עם isobutylene בנוכחות זרז ולקבל isooctane - דלק באיכות גבוהה. אם ניקח את אלקילציה, האתילן, התגובה עם ואיזובוטאן שהושג neohexane דלק סינתטי.

איך להגיע מתוך אלקן האלקאן ו alkadienes

בענף פחמימנים אציקליות בלתי רוויים עם קשר כפול אחד מתקבלים על ידי פיצוח נפט. בטמפרטורות גבוהות, הפירוק של אלקאנים (פירוליזה). אלקנים התאוששו מן המשקל הכולל של מוצרי חומר הביניים וסופיים. אתילן מתקבל על ידי dehydrogenation של אתאן מעל זרז ניקל: C2H6 + C2H4 → H2 ↑. בוטאן בתנאים דומים נותן 2-Butene, במקביל היווצרות של אתאן אתילן. Dehydrogenation מאפשר לנו למצוא פתרונות לבעיית איך להגיע מתוך alkadienes האלקאן. כאשר הסרת בשלבים של שתי מולקולות של מימן פחמימנים, המונה 4 אטומי פחמן, את התמורות הבאות להתרחש: בוטאן Butene → → סטירן. התוצר הסופי הוא חשוב לייצור גומי סינטטי. בדומה לכך הכין סטירן פולימר אחר אשר מחק את נכסיה היקרים עמיתו הטבעי: איזופנטאן → → גומי isoprene isoprene.

נכון האלקאן להשיג אצטילן

פחמימן שיש קשר משולש אחד - אצטילן - חשוב מאוד במגזר התעשייתי, הבנייה באזורים אחרים של הפעילות הכלכלית. התהליך הוותיק עבור הכנת אלקין הפשוטה קשור לפעולה של מים על חתיכות מוצקות של קרביד סידן. במקום שיטה זו באה הפיצוח של גז טבעי. עכשיו המפעלים בתעשייה הכימית יודעים איך להגיע מתוך אלקין האלקאן במחיר הנמוך ביותר. במכשירים טכנולוגיים מיוחדים בטמפרטורה גבוהה או תחת השפעת פריקה חשמלית מתרחשת dehydrogenation של מתאן - החומר השולט של גז טבעי: 2SN4 → HC≡CH + 3H2. אצטילן הוא בשימוש נרחב, הוא מוכן מן ואצטאלדהיד המשמש נוספת בייצור חומצה אצטית, שרפים סינתטיים, פלסטיק, סיבים סינתטיים, גומי וגומי.

איך להגיע לזירה של פחמימנים רוויים

על ידי תגובות שרשרת פרפין המוביל בנזן ונגזרותיו. תהליך התבלין למד כימאים רוסים סובייטיים במאה עשרים. מהות העבודה שלהם שנערך על "איך לקבל האלקאן של בנזן homologues שלה" מפחית את הקסאן dehydrocyclization, heptane ופחמימנים רווי אחרים: S6N14 → C6H6 + 4H2; S7N16 → C6H5-CH3 + 4H2. דרך נוספת היא לסינתזה של cycloparaffins פחמימנים אציקליות ואחריו התייבשות: הקסאן → → בנזן cyclohexane.

איך להשיג אתיל אלכוהול אחר מן אלקאנים

בימי קדם, על השאלה: "איך לצאת מן האלכוהול האלקאן" הוא לא צפה אבותינו השתמשו בדיוק כמו שעשה התסיסה האלכוהולית של מוצרים המכיל סוכר תחת הפעולה של אנזימים שמרים. משמעות טכנית גובה של אתנול הביאה לחיפוש אחר סוגים חדשים של חומרים שאינם מזון לייצור אתנול. במחצית הראשונה של המאה הקודמת זה הפך חומר גלם חיוני לייצור בשיטת גומי לבדב. שיטה אחת כבר ניבא א מ Butlerovym, שחלם כי הדרך הזולה ביותר לייצר אתילן לסלול את הדרך "להשגת אלכוהול." המקורות של פחמימנים בלתי רוויים הם מוצרים של פיצוח נפט ו dehydrogenation קטליטי של אלקאנים. שהוכן אתאן, אתילן, אשר מתחמצן בנוכחות חומצה גופרתית: C2H6 C2H4 → → C2H5OH. אלקנים אחרים הידרציה, אשר מתקבלים גם על ידי זיקוק נותן homologs אתנול סינתטי. החסרונות באים לידי ביטוי הבעלות של ההתחדשות של חומצה ולהגן על המכשירים מפני ההשפעות ההרסניות שלה. התעשייה עברה לשיטה של הידרציה ישירה של אלקנים שבו זרזים מוצקים משמשים. מתנול הנוצר במהלך חימצון מתאן. אתילן homologs שלה לשרת חומרי גלם כמו לייצור אלכוהול.

החל אלקאנים להשיג אלדהידים וחומצות קרבוקסיליות

לאחר פתרון הבעיה של חומרי גלם זולים עבור אלכוהול כימאי תעשייה יודעים איך להגיע ממקום אלדהיד האלקאן במחיר הנמוך ביותר. אחת הדרכים להשיג ואצטאלדהיד - הידרציה של אצטילן. התהליך כולו מתבצע על פי התוכנית: → CH4 → גז טבעי → C2H2 CH3-COH. הגברת השימוש פחמימנים טבעי לייצור כוהל אתילי. החומר הוא חומר גלם לייצור תרכובות קרבוניל carboxyl. Acetaldehyde ניתן להשיג על ידי dehydrogenation של אתאן עם ההיווצרות הסוגרת של אתנול בתגובת חמצון או dehydrogenation. אחת מהאפשרויות - חמצון של אתילן: → C2H6 C2H4 → C2H4O. איך להגיע מנקודת חומצת קרבוקסיליות האלקאן? השאלה הייתה תקופה ארוכה בקטגוריה של בעיה. חומצה אצטית נוצרה במהלך התסיסה של חומר גלם למזון כאשר הזיקוק היבש של עץ. לאחר מקורות האלקאן זמינים מאפשר חמצון בוטאן ולקבל חומצה אצטית זולה: C4H10 2 + ½ O2 + H2O → 2SN3SOON. ייצור מסודר של חומצות קרבוקסיליות אחרות, רוויי פחמימנים בלתי רוויים.

הכלכלה בעולם המודרני קשה לדמיין בלי גז טבעי, נפט וחומרי פחם. תערובות טבעיות אלה פולטים אלקאנים שונים המשמשים לייצור מספר רב של סינתזה אורגנית.