|
|
|
Главная --> Справочник терминов Углеводородов получаются Закон соответственных состояний достаточно хорошо описывает поведение углеводородов парафинового ряда. Это объясняется малым различием между собой форм молекул углеводородов одного гомологического ряда [17]. j 29. Термодинамические свойства легких углеводородов парафинового ряда. Киев, Изд-во АН УССР, 1969. 95 с. Другая теория образования углеводородов в процессе мета-низации двуокиси углерода водородом (оба минерального происхождения) имеет в наши дни меньше приверженцев, хотя и дает удовлетворительное объяснение распространению разных видов месторождений, таких, как чистый или почти чистый метан (сухой газ), сырая нефть с пластами природного газа и надкритическими жидкостями, состоящими из самых разных углеводородов, например метана и легких летучих углеводородов парафинового ряда (газовые конденсаты), или из всей гаммы углеводородов, начиная от метана и кончая компонентами тяжелой нефти, которые должны разделяться на сырую нефть и попутные газы. Характеристика перерабатываемого сырья, как показано в гл. 4, весьма важна по разным причинам. Ароматические углеводороды, как правило, не разлагаются при указанных режимах. Это значит, что только неароматические углеводороды» включая большинство побочных цепей с ароматическим ядром углеводородов парафинового ряда, подвержены гидрогенизации, в то время как сами кольца бензола, толуола и, возможно, ксилола (в виде паров) покидают реактор-газификатор в неизменном виде. По этой причине важным конструктивным элементом всех рециркуляционных гидрогенизаторов является сепаратор ароматических углеводородов в виде горшка-улавливателя их конденсата, образующегося при мгновенном охлаждении уходящих газов. Основа процесса (рис. 6) — конвертирование углеводородов парафинового и нафтенового рядов, присутствующих в дистилляте, в ароматические углеводороды в ходе мгновенно протекающих Сепарация олефинов основана на различии в летучести разных соединений. Она осуществляется так же, как и сепарация углеводородов парафинового ряда (табл. 48). Пропилен и бу-тилены могут быть разогнаны и сконденсированы при давлении около 1519,8 кПа и охлаждении водой, имеющей температуру окружающей среды. Оставшиеся этилен и легкие газы нуждаются в абсорбционно-рефрижерационном методе разгонки. Различные бутилены обычно сепарируются благодаря их химическому взаимодействию с растворяющими кислотами: с водным раствором серной кислоты первым реагирует изобутилен, затем бутен-2 и бутен-1. Следовательно, для производства каждого из этих газов в относительно чистом виде может быть применен метод проти-воточной экстракции. Деасфальтизация на нефтеочистительных заводах может быть осуществлена достаточно просто с помощью вакуумной дистилляции— процесса, в котором тяжелые асфальтены и сложные ме-таллоорганические соединения собираются вместе в остаточной массе. Для того чтобы избежать высоких температур и низкого давления — условий, необходимых для- проведения фракционной разгонки, используют пропан (рис. 80) как растворитель углеводородов парафинового, изопарафинового и нафтенового рядов, а также как осадитель смол и асфальтенов. Технологические условия рабочего процесса в пропановом деасфальтенизаторе следующие: начальная температура процесса 75—90°С, давление 3039— 4053 кПа, соотношение между пропаном и нефтью 3—10. При этих условиях в осадок выпадают тяжелые асфальты. При постоянном повышении температуры последовательно сепарируются наилегчайшие нефтяные смолы. Вместо пропана можно применять бутан, особенно для извлечения очень тяжелых и сложных по составу остатков. Таблица 4.2 Электронная энергия углеводородов парафинового ряда Последующий эксперимент Тоуненда с сотр. [57—63] показал, что с помощью искусственного поджигания действительно удается вызвать и холоднопламенное и двухстадийное воспламенение в холодной топливо-воздушной или кислородной смеси. В случае углеводородов парафинового ряда необходимым условием для этого является значительное увеличение начального давления смеси по сравнению с давлением при соответствующих самопроизвольных воспламенениях в нагретой смеси. Так, например, при начальной температуре в 100° минимальное давление, которое требуется для возбуждения с помощью искусственного поджигания холодного пламени в воздушных смесях пропана, бутана, пентана, гексана и гептана, составляет, соответственно, 12, 10, 8 и 5 и •< 5 атм. Так как в случае серного эфира и ацетальдегида те же явления возбуждения холоднопламенного и двухстадийного воспламенения в холодной среде имеют место при давлениях, близких к атмосферному и, следовательно, более удобных для экспериментирования, то большая часть исследования Тоуненда была проведена именно с этими веществами. Несмотря на это, ре- Рассмотрев конформаций простейших углеводородов парафинового ряда — этана, пропана, н-бутана, пойдем дальше по гомологическому ряду. У следующего представителя — пен-тана, появляется новая особенность: здесь две «внутренних» связи С — С, вокруг каждой из которых можно рассматривать свободное вращение с образованием трех конформаций — ф1, ф3, ф5. Это дает возможные сочетания: ф'ф1; ф'ф3; ф'ф5; ф3ф3; ф3ф5; ф5ф5 (комбинации с перестановкой индексов не изображают новых конформаций). Как же наглядно изобразить это в формулах? Закон соответственных состояний достаточно хорошо описывает поведение углеводородов парафинового ряда. Это объясняется малым различием между собой форм молекул углеводородов одного гомологического ряда [17]. Высокие выходы непредельных углеводородов получаются также при пиролизе циклических углеводородов — циклопен-тана и циклогексана. Так, в продуктах пиролиза циклопентана содержалось до 70% объемн. непредельных углеводородов. Концентрация этилена в продуктах пиролиза циклогексана составила 41% объемн. При гидрировании ароматических углеводородов получаются индивидуальные полициклические нафтеновые углеводороды, обладающие максимальной объемной теплотворной способностью и поэтому представляющие интерес как топливо для сверхзвуковой авиации [47, с. 319]. Высокие термическая стабильность и температура кипения полициклических ароматических углеводородов определяют их малую летучесть и повышенную термостойкость, стойкость к действию радиации полимерных материалов и пластификаторов, являющихся их производными. Повышенная по сравнению с моноциклическими ароматическими углеводородами реакционная способность облегчает получение полимерных материалов при взаимодействии полициклических ароматических углеводородов с формальдегидом [106]!. При окислении полициклических ароматических углеводородов получаются разнообразные хиноны, ди- и поли- Высокие выходы непредельных углеводородов получаются также при пиролизе циклических углеводородов — цинлонен-тана и циклогексала. Так, в продуктах пиролиза циклопентапа содержалось до 70% объемп. непредельных углеводородов. Концентрация этилена в продуктах пиролиза циклогексана составили 41% объемн. Функциональные производные различных классов углеводородов получаются при операции замещения атома(ов) водорода в углеводороде на атом или группу атомов, отличных от углерода и водорода. Для таких функциональных производных характерными являются реакции, протекающие по этим группам; а в целом органическая химия - это прежде всего химия функциональных групп, хотя свойства органических веществ определяются также и стр^тсг/рой углеводоро;щого скелета. При алкилировании и ацилировании ароматических углеводородов получаются соответственно их алкильные и ацильные производные. Реакции алкилирования и ацилирования ароматических углеводородов, которые относятся также к реакциям электрофиль-ного замещения, называются реакциями Фриделя — Крафтса. Алкильные производные ароматических углеводородов получаются обычно при действии галогеналкилов на бензол в присутствии катализатора А1С1з. Эта реакция имеет много общего с реакциями галогенирования. Роль катализатора при этом заключается в создании положительно заряженного катиона, который электрофильно атакует бензольное кольцо: Функциональные производные различных классов углеводородов получаются при операции замещения атома(ов) водорода в углеводороде на атом или группу атомов, отличных от углерода и водорода. Для таких функциональных производных характерными являются реакции, протекающие по этим группам, а в целом, органическая химия - это прежде всего химия функциональных групп, хотя свойства органических веществ определяются также и структурой углеводородного скелета. 215. Получение галоидпроизводных бензольных углеводородов. Хлор- и бромпроизводные бензольных углеводородов получаются обычно непосредственным действием хлора или брома на углеводороды. Бензол в присутствии катализаторов легко реагирует с хлором или бромом. Подбирая условия реакции и катализаторы, можно последовательно все атомы водорода, связанные с бензольным кольцом, заместить галоидом. В результате дегидрирования предельных углеводородов получаются химически активные непредельные углеводороды, например этилен, пропилен и т. д. При окислении образуются кислородсодержащие продукты: спирты, альдегиды, кетоны и другие; при гало^ идировании или нитровании — соответственно галоидо- или нитро-производные. Гидратацией углеводородов можно получить спирты. При процессах полимеризации образуются ценные высокомолекулярные соединения. Алкилирование дает такие важные продукты, как изопропилбензол, алкилат и другие. Упомянутые реакции протекают при разных температурах, давлениях и катализаторах. Органический синтез имеет неисчерпаемые возможности для получения самых разнообразных продуктов. При температуре 400—450° из высших парафиновых углеводородов получаются производные низших углеводородов. Если же процесс вести при температуре ниже 350°, то крекинга парафинов не происходит, а образуются продукты нитрования и окисления > глсводородов. взятых на нитрование.  Уменьшения прочности Уменьшения выделения Уменьшением молекулярного Удлинения полиамидных Уменьшение электронной Уменьшение коэффициентов Уменьшение молекулярного Уменьшение подвижности Уменьшение содержания |
- |
Навигация