Главная -> Словарь

Простейшим представителем

Несмотря на значительный объем опубликованных исследований наши знания о реакциях окисления простейших углеводородов остаются пока далеко неудовлетворительными. Фактически жидкофазное окисление таких относительно сложных соединений, как кумол или высшие олефины, изучено лучше, чем окисление этана или пропана. Критические способности заинтересованного исследователя редко подвергаются таким испытаниям, как при изучении всей обширной литературы по окислению углеводородов. Сильно выраженное влияние характера поверхности и незначительных количеств примесей на скорость реакции, а также часто наблюдаемое полное изменение природы продуктов и кинетики процесса при изменении температуры и соотношения участвующих реагентов являются причиной значительных разногласий между исследователями. Очень часто не удавалось составить удовлетворительный материальный баланс опыта, поскольку методы анализа сложных смесей жидких и газообразных продуктов реакции были разработаны лишь недавно. Значительные неясности вызываются реакциями, происходящими между конденсированными продуктами окисления и не имеющими отношения к первичным реакциям окисления.

Активные угли различных марок обладают довольно значительной поглотительной способностью по отношению к различным органическим веществам, в частности к углеводородам. Селективность действия сорбентов этого типа заключается в их способности к преимущественному поглощению соединений с большим числом углеродных атомов, причем это свойство наиболее отчетливо проявляется в отношении простейших углеводородов. Указанная

Реакции термического разложения обычно описываются уравнениями первого порядка. Однако четкое математическое описание всего комплекса термических реакций не представляется пока возможным ввиду того, что крекинг и пиролиз даже простейших углеводородов включает множество элементарных актов. Кроме того, на кинетику цепной реакции крекинга оказывают влияние продукты реакции.

Несмотря на эти и другие исследования, основанные на применении тех или иных реакций, состав нефти оставался еще плохо изученным. Было установлено присутствие в нефти и идентифицировано лишь небольшое число простейших углеводородов, но природа и строение остальных, а также их содержание в нефтях были неизвестны.

1) образование простейших углеводородов из элементов например:

Монография делится на следующие части. В гл. 1 описана история развития химической переработки нефти. В гл. 2 приводятся сведения о сырье, используемом нефтехимической промышленностью, а именно об углеводородах, присутствующих в нефти или получающихся в качестве побочных продуктов на нефтеперерабатывающих заводах, а также об общих методах разделения углеводородов. Главы 3—6 посвящены химии парафинов, а главы 7—11 — производству и химической переработке олефинов. Производство других типов углеводородов: диолефинов, нафтенов, ароматических углеводородов и ацетилена — описано в гл. 12—15. Главы 16—20 посвящены получению и реакциям основных продуктов химической переработки нефти. В главе 21 приведен краткий обзор химических побочных продуктов, в основном неуглеводородов, получающихся на нефтеперерабатывающих заводах. Глава 22 представляет собой краткий очерк экономики нефтехимических производств, влияние конкретных местных условий на выбор сырья, методов получения и путей использования продуктов. В приложении даны точки кипения простейших углеводородов, общие сведения и схемы.

1) образования простейших углеводородов из элементов, 2) гидри-

но своей точности. Для простейших углеводородов . Но крупных скоплений они не образуют; это мельчайшие редко встречающиеся и рассеянные в породах минеральные выделения. Поэтому процесс образования углеводородов в огромных количествах, которые известны в природе, с этих позиций объяснить очень трудно. Не вызывает сомнений сейчас также, что вода с поверхности по трещинам на большие глубины поступать не может. Но это и не существенно, флюидная фаза глубинных пород в определенных условиях воду содержит, поэтому в принципе ее взаимодействие с карбидами возможно. Вполне вероятно и образование простейших углеводородов, однако вряд ли это возможно в больших количествах.

К числу реакций, которым легко подвергаются углеводороды при высоких температурах, принадлежит их сожжение. Начиная с температуры красного каления, в присутствии кислорода все углеводородные газы сгорают с образованием в качестве конечных продуктов окисления углекислоты и паров воды. Однако одним сожжением нельзя дать полного анализа сложных углеводородных смесей. Как было описано в главе III, путем сожжения можно определить содержание одного или двух простейших углеводородов. Идентификация углеводородов может производиться путем учета количества сгоревшего газа и количества образовавшейся углекислоты. Например, один объем метана при сгорании дает один объем углекислоты. Один объем этана дает при сожжении два объема углекислоты. Однако такое же двойное количество углекислоты дает и сожжение этена, а также и ацетилена. Поэтому, получая, например, двойной объем углекислоты после сожжения и не зная, что представляют собой эти углеводороды, нельзя решить вопрос, являются ли сгоревшие углеводороды этаном, этеном или ацетиленом. Проводя сожжение не с окисью меди, а над накаленной платиной с добавкой кислорода, можно по количеству истраченного на сожжение кислорода судить, является ли сгоревший газ этаном или этеном и каково содержание каждого из этих компонентов. Однако сожжение смеси из трех и более углеводородных компонентов вообще не позволяет решить задачи о составе газа, поскольку число неизвестных превышает число независимых уравнений, которые могут быть построены для этих случаев.

Алканы и цикланы сравнительно трудно вступают в такие реакции, которые позволили бы простым путем проводить разделение на индивидуальные соединения. Значительно легче вступают в реакции непредельные углеводороды. Однако и в этом случае способность к реакции распространяется в той или иной степени на весь гомологический ряд, что опять-таки затрудняет определение индивидуальных углеводородов. Для простейших углеводородов и при наличии в смеси лишь небольшого числа компонентов в некоторых случаях аналитические задачи могут решаться путем применения специальных растворителей и реагентов. Подобные методы определения углеводородов могут быть, в частности, использованы для исследования отдельных фракций, полученных при разгонке углеводородных смесей на описанных в настоящей главе приборах. Растворители и реагенты, применяемые для определения углеводородов, можно помещать в обычные газовые пипетки на каком-либо из приборов для общего анализа.

Простейшим представителем олефиновых углеводородов является газ этилен, состоящий из 2 атомов углерода и 4 атомов; водорода — С2Н4 — и имеющий структурную формулу

Простейшим представителем ароматических углеводородов является бензол С6Н6. Структурная формула его записывается так:

существуют точно так же и конденсированные ароматические углеводороды, т. е. соединения из двух или нескольких колец бензола. Простейшим представителем таких углеводородов является всем известный нафталин, получаемый в процессе пирогенетического разложения нефти или каменного угля.

Простейшим представителем вторичных галогензамещенных углеводородов является изопропилгалогенид 2СНХ, третичных — mpem-бутилгалогенид зСХ.

Подобно нафтеновым углеводородам ароматические углеводороды принадлежат к циклическим соединениям, однако в отличие от первых они содержат двойные связи. Простейшим представителем ароматических углеводородов является бензол С6Н6.

Вопросы термической устойчивости так называемых голоядерных ароматических и алкилированных ароматических углеводородов следует рассматривать раздельно. Простейшим представителем голоядерных углеводородов является бензол . Бензольное кольцо чрезвычайно устойчиво, однако бензол довольно легко переходит в дифенил, что сопровождается выделением водорода:

Системы низкотемпературной ректификации. Газофракционирующие системы чисто ректификационного типа широко распространены в США для глубокого извлечения этилена из продуктов пиролиза, так как обеспечивают достаточную гибкость в эксплуатации и дают этилен высокой чистоты . Простейшим представителем этих систем является газо-фракционирующая часть однопечной установки крекинга легких газов на этилен фирмы Stone, Webster Eng. Corp. . В подобных установках разделяемая смесь легких газов проходит фракционирующие колонны в такой последовательности: деметанизатор, деэтанизатор, в котором вместе отделяются этилен и этан, и этиленовая колонна, разделяющая С2Н4 и С2Нб. Возможна и другая последовательность выделения, когда этилен отгоняется от суммы деметанизированных Са и вышекипящих углеводородов. В первом варианте из трех этих колонн только для обогрева кипятильника деэтанизатора требуется водяной пар, что весьма важно для уменьшения полимеризации олефинов при повышенных температурах.

Крекинг ароматических углеводородов. Простейшим представителем голоядерных углеводородов является бензол . Бензольное кольцо чрезвычайно стабильно, однако бензол довольно легко переходит в дифенил, что сопровождается выделением водорода:

Простейшим представителем боргидридного класса соединений является диборан В2Нб, при нормальных условиях газ, воспламеняющийся при контактировании с воздухом. Более высокомолекулярные боргадриды находятся при нормальных условиях в жидком и твердом состоянии. Так, пентаборан ВэНд — жидкость с температурой кипения 58° С и затвердевания минус 47° С. Плотность пентаборана при температуре 20°С 0,72 кг/л. Декаборан ВюН^—твердое кристаллическое вещество белого цвета.

Алкины - ненасыщенные углеводороды, содержащие в молекуле одну тройную связь. Простейшим представителем алкинов является ацетилен СзН2, поэтому их часто называют ацетиленовыми углеводородами. Обшая формула алкинов

При термическом крекинге при 750—1000° парафины расщепляются с образованием свободных радикалов, которые в отсутствие других реагентов взаимодействуют между собой с образованием водорода, низших насыщенных углеводородов , ненасыщенных углеводородов и углерода. Кроме того, могут протекать вторичные и третичные реакции с образованием ароматических соединений посредством полимеризации олефинов. Ароматические соединения могут давать конденсированные системы, простейшим представителем которых является нафталин, и, конечно, смолы различной степени устойчивости. Отмеченные выше реакции полимеризации, приводящие к образованию нафталина и тяжелых смол, легче протекают при высоких температурах .