Главная -> Словарь

Получения углеводородов

Очевидно также, что чем симметричнее структура исходного углеводорода, тем меньше количество образующихся изомеров. Своеобразный характер метиленирования открывает широкие возможности использования этой реакции для получения углеводородных смесей, содержащих весьма труднодоступные для обычного синтеза структуры. Особого успеха в расшифровке смесей, полученных метиленированием, можно ожидать только при использовании газовой хроматографии и высокоэффективных капиллярных колонок. Дело в том, что для получения смеси, состоящей только из ближайших гомологов, а реакция проводится так, что в каждой молекуле замещается только один водородный атом, глубина метиленирования обычно не превышает 2 — 3%. Однако использование капиллярных колонок и чувствительного пламенно-ионизационного детектора позволяет легко анализировать подобные смеси. Удачное применение метода метиленирования для анализа смесей изомерных нонанов показано в работе .

Технология получения углеводородных смазок намного проще, чем мыльных, и сводится в основном к сплавлению компонентов при перемешивании, выпарке воды и охлаждению готового расплава. Такие распространенные защитные смазки, как технический вазелин и пушечную смазку, приготовляют на высоковязких маслах. Этот процесс легко можно сделать непрерывным, так как рецептура и технология производства углеводородных смазок несложна.

Для получения углеводородных продуктов с заданными свойствами в зависимости от характера сырья требуется подбор оптимального режима деасфальтизации , обеспечивающего выделение насыщенного раствора целевого продукта с максимальным выходом деасфальтизата и эффективную регенерацию растворителя из растворов экстракта и рафината. Вопросы оптимизации режимных параметров процесса деасфальтизации обобщены в монографиях и других публикациях, поэтому в данном обзоре они подробно не рассматриваются, а дается только анализ основных тенденций развития процесса деас-

Для получения углеводородных продуктов с заданными свойствами в зависимости от характера сырья требуется подбор оптимального режима деасфальтивации , обеспечивающего выделение насыщенного раствора целевого продукта с максимальным выходом деасфальтигата и эффективную регенерацию растворителя из растворов экстракта и рафината. Вопросы оптимизации режимных параметров процесса деас-фальтизации обобщены в монография* . По мере дальнейшего увеличения стоимости нефти становится экономически целесообразным применение методов вторичной разработки и использование других источников для получения углеводородных топлив.

В настоящее время 85—87 % добываемой в мире нефти перерабатывается с целью получения углеводородных топлив и масел. Потребление нефтепродуктов в капиталистических и развивающихся странах в 1980 г. составило 2630 млн. т, в том числе: Западная Европа — 825; страны ЕЭС — 635; Северная Америка — 912; Япония — 367.

Основным сырьем для получения углеводородных горючих с высокой плотностью служит каменноугольная смола. Полученные из нее некоторые из этих углеводородов наряду с высокой плотностью имеют и высокие энергетические показатели. Так, например, декагидронафталин имеет теплопроизводительность большую, чем керосиновые горючие нефтяного происхождения. Несмотря на большую плотность, практического применения в ракетной технике такие щрючие пока еще не получили из-за ряда присущих им эксплуатационных недостатков — высокой вязкости, высокой температуры затвердевания и др.

Сырьем для получения углеводородных газовых топлив являются природный газ или сжиженные нефтяные газы.

Источниками промышленного получения углеводородных газов являются: добыча природного газа, процессы термической и термокаталитической переработки нефти и нефтепродуктов, термической переработки углей, сланцев и др.

Для получения углеводородных топлив с повышенной термической стабильностью предложены способы , которые применяют обработку нефтяных дистиллятов серной кислотой и молекулярными ситами. В обоих способах используют нефтяные дистилляты с пределами кипения 40—320°, которые обрабатывают серной кислотой с концентрацией не менее 80%. После отделения кислотной фазы и нейтрализации, топливо обрабатывают молекулярными ситами в жидкой фазе при температуре 30—200°, но давление подбирается таким образом, чтобы топливо находилось в жидкой Гзазе . Молекулярные сита избирательно выделяют полярные соединения, ухудшающие его термостабильность. Сравнительные эксперименты с такими адсорбентами, как окись алюминия, окись Кр

Парафиновые углеводороды с 6 —10 атомами С, кроме использования их в качестве специальных растворителей, находят лишь ограниченйое применение в нефтехимической промышленности. Напротив, важную роль играют высокомолекулярные углеводороды с 10—20 атомами С. Газообразные члены парафинового ряда, содержащиеся в природном нефтяном газе, в газах, сопровождающих нефть при ее добыче, и в отходящих газах нефтеперегонных установок вследствие большой разницы в температурах кипения могут быть сравнительно простыми методами разделены на технически чистые индивидуальные углеводороды. Для получения углеводородов, кипящих при более высоких температурах, чем бутан, сырьем может служить газовый бензин, ниже рассматриваемый подробно. Из него методом четкой ректификации можно получать пентан, гексан и гептан. Парафиновые углеводороды с 6—10 атомами С и парафиновые углеводороды с 10— 20 атомами С в настоящее время получают в чистом виде из нефтяных фракций посредством экстрактивной кристаллизации с мочевиной. Парафин, являющийся смесью высокомолекулярных парафиновых углеводородов преимущественно с прямой цепью, получают в больших количествах Депара-финизацией масляных фракций. Продукт этот является чрезвычайно ценным сырьем.

Таким образом, сырьем для получения низкомолекулярных парафиновых углеводородов являются природные газы, отходящие газы нефтеперерабатывающих установок, газообразные продукты гидрогенизации каменного или бурого угля. Значительные количества твердого парафина можно получать из нефти или бурого угля. Нефть может служить исходным сырьем также и для получения углеводородов среднего молекулярного веса, содержащих 6—20 углеродных атомов в молекуле. Парафиновые углеводороды нормального строения такого молекулярного веса можно выделив в виде продуктов присоединения при обработке соответствующих фракций мочевиной.

Геппел и сотрудники также описали последовательность операций по перегонке с включением экстракционной перегонки, предназначенную для очистки и получения углеводородов С4. Их исходный продукт 1 содержал значительное количество изобутилсна, который нельзя легко отделить от других углеводородов С4 ни путем прямой фракционировки, ни путем экстракционной перегонки. Бутан-бутеновая смесь, состоящая из изобу-тана, изобутена и 1-бутена, перегоняется в приемник, а к-бутан и оба 2-бутена остаются внизу колонны. Отогнанный продукт, содержащий изобутилен, загружается в установку для обработки холодной кислотой, где в результате экстракции 05 %-ной серной кислотой удаляется изобутилен. Углеводородная смесь, остающаяся после экстракции, содержит изо-бутан и 1-бутен. После удаления из нее зфиров она поступает в колонну для экстракционной перегонки, где посредством экстракционной перегонки в присутствии фурфурола из нее удаляется 1-бутен. Отогнанный продукт, содержащий главным образом изобутап, возвращается в нефтеперерабатывающие установки, где он применяется как сырье для алкилировапия. 1-Бутеп отделяется от растворителя и поступает в установку для дегидрирования нормальных бутенов.

Однако это обеспечивает лишь косвенный путь получения углеводородов, так как продуктом является обычно диэфир дикарбоновой кислоты или эфир кетокислоты; для перехода к углеводородам необходимы последующие стадии , что обычно снижает общий выход. Метод заключается в конденсации соединений, содержащих активную метиленовую группу , с дигалоидполиметиленами в присутствии оснований, обычно этилата натрия. Метод применялся для изготовления 3-,4-,5-,6- и 7-членных циклов с выходами, снижающимися в порядке С5С6С4С3С7. Для синтезов циклопропановых углеводородов эта методика в настоящее время используется мало, так как имеются более удобные методы. Недавно Кирстед с сотрудниками опубликовал специфическое видоизменение реакции, по которому был конденсирован 1,4-дибром-2-бутен с малоновым эфиром и получен диэти-ловый эфир 2-винил-1,1-циклопропандикарбоновой кислоты с выходом 56%:

По реакций Дикмана могут быть синтезированы дикетоны п трикетоны , но кроме нескольких случаев в ряду терпенов, этот метод не использовался для получения углеводородов.

Прочие реакции. Обзор и рассмотрение всех реакций, используемых при приготовлении чистых углеводородов и промежуточных веществ для их синтеза, могли бы составить содержание обстоятельного руководства по органической химии. Для получения углеводородов может быть использована почти каждая хорошо известная реакция и многие из менее известных, отвечающих изложенным ранее требованиям. Некоторые из таких реакций описаны в разделе «Типичные примеры синтеза углеводородов», помещенном ниже.

I. Синтез 9-к-октилгептадекана. Синтез 9-к-октилгептадекана . Фракции с составом C17H21S03H и С19H35S03H подвергались гидролизу с целью получения углеводородов определенной циклической природы. При этом наблюдались молекулярные веса 374 и 590 с 5%-ным содержанием серы. Представление об общем составе нефтяных сульфокислот можно получить из следующего анализа .

Работы по изучению строения и даже группового состава этих продуктов не дали совпадающих результатов. Предполагались общие формулы CnH27i—ю S03H или CnH2n_i2 S03H; также сообщалось, что средний состав смеси, получаемой при сульфо-нировании белого медицинского масла , имел формулу C2oH27S03H . Фракции с составом C17H21S03H и С19H35S03H подвергались гидролизу с целью получения углеводородов определенной циклической природы. При этом наблюдались молекулярные веса 374 и 590 с 5%-ным содержанием серы. Представление об общем составе нефтяных сульфокислот можно получить из следующего анализа .

Область нефтехимической промышленности условно включает, наряду с процессами выделения чистых углеводородов, ряд процессов химического превращения углеводородов и других соединений — кислородных, сернистых и азотистых. Сюда входят процессы получения углеводородов в чистом виде , синтез некоторых соединений, получение которых из природного сырья менее целесообразно, и, наконец, процессы химического превращения этих углеводородов в промежуточные или целевые продукты.

Мы отметим три группы методов получения углеводородов метанового ряда: