Ako sa dostať z alkánov alkánov? Čo je ešte možné získať od alkánov?

Štúdium štruktúry organických zlúčenín, chemické vlastnosti vykazované ich reakcií, umožňuje vyrábať rôzne druhy výrobkov a tovarov rovnakých surovín. Spracovanie uhľovodíkov rieši veľa problémov. Na otázku: "Ako sa dostať z alkánov alkán" chemické vedy a praxe ropy krakovania dať uspokojivé odpovede. Poďme preskúmať problém vzťahu rôznych tried uhľovodíkov, ako aj ich deriváty. Zameriava sa na priemyselné metódy spracovania uhlíkatých materiálov.

Genetickú príbuznosťou organické látky

V raných fázach štúdie a ťažbu uhľovodíkov a derivátov chemici za to, že tieto skupiny sú izolované od seba navzájom. Postupne sa hromadia informácie, ktoré vrhnúť svetlo na genetickej vzťahy hlavných skupín látok. Hlavné úsilie bolo zamerané na hľadanie spôsobov, ako zmeniť štruktúru, zvýšenie poradí väzieb. Najdôležitejšie problémy teoretického výskumu a experimentovania:

• ako sa dostať z alkán alkány;
• ako spracovať uhlia, ropy a zemného plynu;
• ako vykonávať dehydrogenáciu nasýtených uhľovodíkov;
• ako z alkánov získať alkynovou (acetylén).

Výskumníci a praktici si ukázali, že existuje mnoho vzájomných prechodov od jedného k druhému uhľovodíkov.

Praktický význam genetických vzťahov Základné typy zlúčenín

Jednota uhľovodíkových zlúčenín bola preukázaná pri výrobe organickej chémie ako vedy a priemyslu výroby. Pri vývoji tohto problému - ako sa dostať z alkánov alkánov - významný prínos ruských a sovietskych organických chemikov. Mnohé z nich sú používané pre tieto účely, sa reakčná-transformácie sú katalytické procesy sa vykonávajú na zložité technológie. Úzke väzby a vzájomnej premeny organických zlúčenín sú používané riešiť rad praktických úloh, vrátane:

• príjem z jedného druhu suroviny z rôznych druhov materiálov;
• výrobu komplexných výrobkov v kompozícii v množstve od jednoduchších zlúčenín, a naopak;
• Uvoľnenie rôznych výrobkov, ktoré majú vysoké nároky;
• úsporu veľa vyčerpávanie prírodných zdrojov uhľovodíkov;
• racionálne využívanie oleja uhoľného dechtu, ropné bridlice, rašelina.

Zloženie prírodných zdrojov uhlíka

Všetky typy uhľovodíkov prirodzene vyskytuje v značnom množstve. Slúži ako východiskové látky pre spracovanie a prípravu organických látok rôzneho zloženia. Najvýznamnejšími zdrojmi alkánov a alkénov:

1. Zemný plyn. Obsah uhľovodíka medzná metánu v rôznych oblastiach dosahuje 80-98%. Zostávajúce zlúčeniny dusíka, oxidu uhličitého, etán, propán, bután.
2. Oil. Prirodzená zmes izomerných uhľovodíkov z rôznych ložísk sa líšia v zložení. U niektorých druhov "čierneho zlata" dominovali alkány, iní sú zložené z cykloalkánov a arén. Dome olej prechádzajúce plyny obsahujú tiež alkány.
3. Cox. Výroba potrebného uhlie pre metalurgiu sprievode dať uhoľný decht, ktorý obsahuje viac ako 400 zložiek, z ktorých najdôležitejšie - do arény.
4. Rastlinné a potravinárskych surovín - veľkú a rôznorodú skupinou, ktorá obsahuje drevo, semená a plody priemyselných plodín, živočíšne tuky.

Možných prechodov medzi organickými zlúčeninami

Ako súčasť vkladov "čierneho zlata" sú často prítomné cykloalkány alebo naftény. Spracovanie suroviny dáva okrajové cyklické uhľovodíky, ktoré majú 5-7 atómov uhlíka v kruhu, majú najväčšiu praktickú hodnotu. Ako sa dostať z alkánov cykloalkánov a po vyčerpaní naftény rezervy? Pre obmedzenie cyklické uhľovodíkové zlúčeniny z nasýtených acyklických spôsobu dehydrocyklizace sa používa. Reťazec o 4 alebo viac atómov uhlíka sú uzavreté, je stabilný cyklus. Ďalšie príklady transformácie organických látok môže odraziť v jednoduchých systémoch:

• Ropných uhľovodíkov → → → alkán karboxylovej kyseliny.
• Zemný plyn nasýtené uhľovodíky → → karboxylovej kyseliny.
• Uhlie uhľovodíky → → → alkány → nenasýtené uhľovodíkové polyméry.
• Ropných uhľovodíkov → → → aréna izopropyl-benzén → benzén → acetón, fenol.
• Zemný plyn → → etanol nenasýtené uhľovodíky.
• Uhlie → metanol.
• Ropných uhľovodíkov → → → alkény butadién a izoprén.

Uvažujme, čo zlúčenina chemická môžu byť získané prostredníctvom genetickej príbuznosti organických látok.

Ako sa dostať z alkánov alkánov

V priemysle sa takmer všetky druhy nasýtených uhľovodíkov získaných z ropy a zemného plynu. Rafinácia - moderný spôsob získania alkány z alkánov:

A) kvapalné, parafínové uhľovodíky poskytuje priame destilácie surovej ropy (nízky výťažok cieľového produktu).

B) Tepelná a katalytické krakovania ropy sa používa na zvýšenie percenta ľahkých koncov, zlepšenie kvality uhľovodíkov (benzín, petrolej). Frakcia olej je prítomný solyarovoe Hexadekán, ktorý dáva útlmu dodekán a butylén. Dodekán už vo frakcii petroleja sa podrobí ďalšiemu rozpadu, ktorý je získaný z nasýtených uhľovodíkov nonanu a propénu (alken). Pokračovanie popraskanie môže viesť k tvorbe heptánu a etylénu.

Izomerizácie a alkylácia

Katalytická izomerizáciu alkánov umožniť normálny štruktúra rozvetvený prijímať: N3S- (CH 2) 3-CH 3 → CH (CH3) 2-CH2-CH3. Produkt tohto procesu - izopentánu. Normálne bután obsiahnuté v plynoch krakovacom katalyzátora v izomerační reakcia sa prevedie na izobutánu. Výsledný produkt môže byť alkylované s izobutylénu v prítomnosti katalyzátora, a pre príjem izooktán - kvalitné palivo. Ak vezmeme alkylačné činidlo, etylénu, sa reakcia s izobután získa syntetické palivo neohexane.

Ako sa dostať z alkánov alkénov a Dién

V priemysle nenasýtené acyklické uhľovodíky s jednou dvojitou väzbou sú získané ropné praskanie. Pri vysokých teplotách, rozklad alkánov (pyrolýza). Alkény izoluje z celkovej hmotnosti medziproduktov a konečných produktov reakcie. Etylénu získané dehydrogenáciou etánu cez katalyzátora na báze niklu: C2H6 + C2H4 → H2 ↑. Bután za podobných podmienok, sa získa 2-butén, súčasne tvorbu etánu a etylénu. Dehydrogenácia nám umožňuje nájsť riešenie problému, ako sa dostať z alkánov Dién. Pri postupné odstránenie dvoch molekúl vodíka z uhľovodíka, číslovanie 4 atómy uhlíka, sa vyskytujú nasledujúce transformácie: bután buténu → → butadién. Konečný produkt je dôležitá pre výrobu syntetického kaučuku. Podobne sa pripraví butadién iného polyméru, ktorý napodobňuje prirodzený podvojné cenné vlastnosti: izopentánu → → izoprén isoprenový kaučuk.

Ako Alkan získať acetylén

Uhľovodík obsahujúci jednu trojitú väzbu - acetylénu - je v priemyselnom sektore, stavebníctve a iných oblastiach hospodárskej činnosti veľmi dôležité. Najstarší spôsob prípravy najjednoduchším alkíny je spojená s pôsobením vody na pevných častíc karbidu vápenatého. Na mieste tohto spôsobu prišiel praskanie zemného plynu. Teraz podniky chemického priemyslu vedieť, ako sa dostať z alkánov alkíny pri čo najnižších nákladoch. Vo zvláštnych technologických zariadení pri vysokej teplote alebo pod vplyvom elektrického výboja dochádza k dehydrogenáciu metánu - prevládajúca látka zemného plynu: 2SN4 → HC≡CH + 3H2. Acetylén sa široko používa, sa pripravuje z acetaldehydu, ktorý je ďalej použitý pri výrobe kyseliny octovej, syntetickej živice, plastu, syntetických vlákien, kaučukov a gúm.

Ako sa dostať do arény nasýtených uhľovodíkov

Tým, parafín reťazovej reakcie viesť k benzénu a jeho derivátov. príchuť proces študoval ruskej a sovietskej chemici v XX storočia. Podstatou ich práce sa konala v "Ako sa dostať z alkánov, benzén a jeho homológy" sa redukuje na dehydrocyklizace hexán, heptán a ďalšie nasýtené uhľovodíky: S6N14 → C6H6 + 4H2; S7N16 → C6H5-CH 3 + 4H2. Ďalším spôsobom, ako je pre syntézu acyklických uhľovodíkov cykloalkánov s následnou dehydratáciou: hexán → → cyklohexán benzénu.

Ako získať etyl a iné alkoholy z alkánov

V staroveku, otázka: "Ako sa dostať von z alkanové alkoholu" nie je zamýšľané, naši predkovia použité tak, ako alkoholové kvasenie výrobkov obsahujúcich cukor pôsobením kvasiniek enzýmov. Výška technický význam etanolu viedlo k hľadaniu nových typov nepotravinových surovín na výrobu etanolu. V prvej polovici minulého storočia sa stali nepostrádateľnou surovinou na výrobu kaučuku metódy Lebedev. Jednou z metód je predpovedal A.M. Butlerovym, ktorý sníval, že najlacnejší spôsob výroby etylénu otvoriť cestu "pre získanie alkoholu." Zdroje nenasýtených uhľovodíkov sú produktmi ropného krakovanie a katalytické dehydrogenácia alkánov. Pripravuje sa z etánu, etylénu, ktorý je oxidovaný v prítomnosti kyseliny sírovej: C2H6 C2H4 → → C2H5OH. Hydratácia ďalšie alkény, ktoré sa tiež získaná rafináciou poskytuje homológy syntetického etanolu. Nevýhody sú vyjadrené v nákladov na regeneráciu kyseliny a chráni zariadenie pred jeho korozívne účinky. Priemysel presunutá do spôsobu priameho hydratácie alkénov, v ktorej sa používajú pevné katalyzátory. Metanol, vznikajúce pri oxidácii metánu. Etylén a jeho homológov slúžia ako suroviny na výrobu alkoholov.

Ako je z alkánov získať aldehydy a karboxylové kyseliny

Po vyriešení problému lacných surovín pre odvetvie výroby alkoholu chemici vedieť, ako sa dostať z alkánov aldehydu pri čo najnižších nákladoch. Jeden spôsob, ako získať acetaldehyd - hydratáciu acetylénu. Celý proces prebieha podľa schémy: zemný plyn → CH4 → → C2H2 CH3-COH. Zvýšené používanie prírodných uhľovodíkov na výrobu liehu. Látka je surovinou pre výrobu karbonylových a karboxylových zlúčenín. Acetaldehyd je možné získať dehydrogenáciou etánu s následnou tvorbou etanolu pri reakcii oxidácie alebo dehydrogenácia. Jednou z možností, - oxidácii etylénu: C2H6 C2H4 → → C 2H4O. Ako sa dostať z alkán karboxylovej kyseliny? Otázka, ktorá bola dlhú dobu v kategórii problému. Kyselina octová sa tvoria v priebehu fermentácie potravinových surovín, kedy sa suchá destilácia dreva. Že má k dispozícii alkán zdrojov umožňuje butánu a prijímať lacné kyseliny octovej: C4H10 2 + ½ O2 + H2O 2SN3SOON. Usporiadané výrobu iných karboxylových kyselín, nasýtených a nenasýtených uhľovodíkov.

Moderné svetová ekonomika len ťažko predstaviť bez zemného plynu, ropy a uhlia materiálu. Z týchto zmesí prírodných vyžarujú rôzne alkány, ktoré sú používané na výrobu veľkého množstva organickej syntézy.