Hvordan komme seg fra et alkan alkaner? Hva mer kan fås fra alkaner?

Studie av strukturen av organiske forbindelser, de kjemiske egenskapene som oppvises av sine reaksjoner, tillater å fremstille forskjellige typer av produkter og varer av samme råstoff. Behandling av hydrokarboner løser mange problemer. På spørsmålet: "Hvordan komme seg fra et alkan alkaner" kjemisk vitenskap og praksis av olje cracking gi tilfredsstillende svar. La oss undersøke problemet med forholdet mellom ulike klasser av hydrokarboner samt deres derivater. Fokuserer på industrielle metoder for behandling av karbonholdige materialer.

Genetiske tilknytningen organiske stoffer

I de tidlige fasene av studien og produksjon av hydrokarboner og derivater kjemikere antatt at disse gruppene er isolert fra hverandre. Gradvis akkumulerte informasjon som kaster lys på det genetiske forholdet av de viktigste klasser av substanser. De viktigste innsats ble fokusert på å finne måter å endre strukturen, øke bindingen rekkefølge. De viktigste problemene med teoretisk forskning og eksperimentering:

• hvordan du får fra et alkan alkaner;
• hvordan å behandle kull, råolje og naturgass;
• hvordan man skal utføre dehydrogeneringen av mettede hydrokarboner;
• både fra alkan for å oppnå alkyn (acetylen).

Forskere og praktikere har sett at det er mange av gjensidig overganger fra den ene til den andre hydrokarboner.

Den praktiske betydning av genetisk forbindelser grunnleggende typer av forbindelser

Enhet av hydrokarbonforbindelser som har vist seg ved fremstilling av organisk kjemi som en vitenskap og produksjonsindustrien. I utviklingen av dette problemet - hvordan du får fra et alkan alkaner - betydelig bidrag gjort av russiske og sovjetiske organiske kjemikere. Mange anvendes for disse formål, omsetningen-transformasjonen er katalytiske prosesser utføres på komplisert teknologi. Tette bånd og innbyrdes omdannelser av organiske forbindelser anvendes for å løse en rekke praktiske oppgaver, inkludert:

• motta fra en type av råvare av forskjellige typer materialer;
• produksjon av komplekse produkter i sammensetning fra enklere forbindelser, og vice versa;
• frigjøring av en rekke varer, som har en høy etterspørsel;
• sparer mye utarmingen av naturlige hydrokarbonressurser;
• rasjonell bruk av olje-kulltjære, oljeskifer, torv.

Sammensetning av naturlige karbonkilder

Alle typer hydrokarboner som finnes naturlig i betydelige mengder. De tjener som utgangsmaterialer for bearbeiding og fremstilling av organiske forbindelser av forskjellige sammensetninger. De viktigste kildene til alkaner og alkener:

1. Naturgass. Innholdet av grensen metan hydrokarbon i ulike felt når 80-98%. De gjenværende forbindelsene med nitrogen, karbondioksid, etan, propan, butan.
2. Oil. Den naturlige blanding av isomere hydrokarboner fra forskjellige forekomster har ulik sammensetning. I noen typer "svart gull" dominerte alkaner, andre er sammensatt av sykloparafiner og arenaer. Dome olje føring av gass også inneholde parafiner.
3. Cox. Produksjon av nødvendig kull for metallurgi ledsaget gi kulltjære som inneholder over 400 komponenter, de viktigste - arenaen.
4. Vegetabilske og mat råvarer - en stor og variert gruppe, som inkluderer tre, frø og frukter av industrielle avlinger, animalsk fett.

De mulige overganger mellom organiske forbindelser

Som en del av forekomster av "black gull", er ofte til stede cykloalkaner eller naftener. Foredling råvarer gir marginale sykliske hydrokarboner med 5-7 C-atomer i ringen, de har den største praktiske verdi. Hvordan komme seg fra et alkan cykloalkan hvis nafthener reserver er oppbrukt? For å begrense sykliske hydrokarbonforbindelser fra mettede, acykliske dehydrocyklisering metoden benyttes. Kjede med 4 eller flere C-atomer er lukket, er det en stabil syklus. Andre eksempler på omdannelser av organiske substanser kan gjenspeiles i enkle ordninger:

• Petroleumhydrocarboner → → → alkan-karboksylsyre.
• Naturgass mettede hydrokarboner → → karboksylsyre.
• Kull hydrokarboner → → → alkaner → umettet hydrokarbon-polymerer.
• Petroleumhydrocarboner → → → arena isopropyl-benzen → benzen → aceton, fenol.
• Naturgass → → etanol umettede hydrokarboner.
• Kull → metanol.
• Petroleum hydrokarboner → → → alkener butadien og isopren.

La oss se på hva kjemisk forbindelse kan oppnås ved genetisk slektskap organiske stoffer.

Hvordan komme seg fra et alkan alkaner

I industrien nesten alle typer mettede hydrokarboner fra olje- og gassressurser. Raffinering - en moderne metode for innhenting av alkaner fra alkaner:

A) Flytende parafin-hydrokarboner gir direkte destillasjon av råolje (lavt utbytte av det ønskede produkt).

B) Termisk og katalytisk cracking av olje brukes til å øke andelen av lette fraksjoner, å forbedre kvaliteten av de hydrokarboner (bensin, kerosen). Den oljefraksjonen er til stede solyarovoe heksadekan, noe som gir den forråtnelse dodekan og butylen. Dodekan allerede i kerosen-fraksjon underkastes ytterligere desintegrering, og oppnås fra mettede hydrokarbon nonan og propen (alken). Fortsatt sprekking kan føre til dannelse av heptan og etylen.

Isomerisering og alkylering

Katalytisk isomerisering av alkaner tillate normal struktur forgrenet motta: N3S- (CH2) 3-CH 3 → CH (CH3) 2-CH2-CH3. Produktet av denne prosessen - isopentan. Normal butan i gassene krakkingskatalysator i isomeriseringsreaksjonen omdannes til isobutan. Det resulterende produkt kan alkyleres med isobutylen i nærvær av en katalysator og for å motta isooktan - høykvalitets drivstoff. Hvis vi tar som alkyleringsmiddel, etylen, reaksjonen med isobutan fremstilte syntetiske drivstoff neohexane.

Hvordan komme seg fra et alkan alken og alkadiener

I industrien umettede acykliske hydrokarboner med én dobbeltbinding oppnås ved petroleumkrakking. Ved høye temperaturer, dekomponering av alkaner (pyrolyse). Alkener som gjenvinnes fra den totale vekten av de mellomliggende og endelige reaksjonsprodukter. Etylen oppnådd ved dehydrogenering av etan over en nikkelkatalysator: C2H6 + C2H4 → H2 ↑. Butan under tilsvarende betingelser gir 2-buten, samtidig dannelsen av etan og etylen. Dehydrogenering gjør oss i stand til å finne løsninger på problemet med hvordan du får fra et alkan alkadiener. Når trinnvis fjerning av to molekyler hydrogen fra hydrokarbon, nummerering 4 karbonatomer, de følgende forandringer forekommer: butan buten → → butadien. Sluttproduktet er viktig for produksjonen av syntetisk gummi. Tilsvarende ble fremstilt butadien en annen polymer som etterligner naturlig motsvarverdifulle egenskaper: isopentan → → isopren isoprengummi.

Som av alkanen til å oppnå acetylen

Hydrokarbonet som har en trippelbinding - acetylen - er meget viktig i industrien, konstruksjon og andre økonomiske aktivitet. Den eldste fremgangsmåte for fremstilling av de enkleste alkynet er forbundet med virkningen av vann på faste stykker av kalsiumkarbid. I stedet for denne metoden kom cracking av naturgass. Nå vet de kjemisk industri bedrifter hvordan du får fra et alkan alkyn til lavest mulig kostnad. I spesielle teknologiske enheter ved høy temperatur eller under påvirkning av en elektrisk utladning finner sted dehydrogenering av metan - den fremherskende substans av naturgass: 2SN4 → HC≡CH + 3H2. Acetylen er mye brukt, det blir fremstilt fra acetaldehyd som anvendes videre ved fremstilling av eddiksyre, syntetiske harpikser, plast, syntetiske fibre, gummier og gummi.

Hvordan få arenaen av mettede hydrokarboner

Av parafin kjedereaksjoner fører til benzen og dets derivater. smaks prosess studert russisk og sovjetiske kjemikere i XX århundre. Essensen i sitt arbeid holdt på "How to komme fra et alkan, benzen og dets homologer" reduseres til dehydrosyklisering heksan, heptan og andre mettede hydrokarboner: S6N14 → C6H6 + 4H2; S7N16 → C6H5-CH3 + 4H2. En annen måte er for syntesen av asykliske hydrokarboner, sykloparafiner, etterfulgt av dehydrering: heksan → → cykloheksan benzen.

Slik under dannelse av ethyl og andre alkoholer fra alkaner

I antikken, spørsmålet: "Hvordan komme ut av alkanen alkohol" ikke overveid, våre forfedre brukte akkurat slik den alkoholiserte gjæring av sukkerholdige produkter under handlingen av gjær enzymer. Høyde teknisk betydning etanol resulterte i et søk etter nye typer non-food materialer for å produsere etanol. I den første halvdel av det forrige århundre har det blitt et uunnværlig råmateriale for produksjon av gummi Lebedev metode. En fremgangsmåte har vært forutsagt A. M. Butlerovym, som drømte at den billigste måten for fremstilling av etylen bane vei "for oppnåelse av alkohol". Kildene av umettede hydrokarboner er produkter av petroleum krakking og katalytisk dehydrogenering av alkaner. Fremstilt fra etan, etylen, som oxyderes i nærvær av svovelsyre: C2H6 C2H4 → → C2H5OH. Hydration andre alkener, som også er oppnådd ved raffinering gir homologer syntetisk etanol. Ulempene er uttrykt i kostnadene for regenerering av syren og beskytte enhetene fra dens korroderende virkninger. Industrien beveget til metoden for direkte hydrering av alkener, hvor faste katalysatorer benyttes. Metanol produseres under oksydasjon av metan. Etylen og homologer derav tjener som råstoff for fremstilling av alkoholer.

Som fra alkaner oppnå aldehyder og karboksylsyrer

Etter å løse problemet med billige råvarer for alkoholindustrien kjemikere vet hvordan du får fra et alkan aldehyd til lavest mulig kostnad. En måte å oppnå acetaldehyd - hydrering av acetylen. Hele prosessen finner sted i henhold til skjemaet: naturgass → CH4 → → C2H2 CH3-COH. Økt bruk av naturlige hydrokarboner for fremstilling av etylalkohol. Substansen er et råmateriale for fremstilling av karbonylforbindelser og karboksylforbindelser. Acetaldehyd kan fremstilles ved dehydrogenering av etan i kontakt med den påfølgende dannelse av etanol i reaksjonen av oksidasjon eller dehydrogenering. Ett av alternativene - oksidasjon av etylen: C2H6 → C2H4 → C2H4O. Hvordan komme fra en alkancarboxylsyre? Spørsmålet som var lenge i kategorien av problemet. Eddiksyre dannes ved fermentering av mat råmaterialet når den tørre destillasjon av tre. Ha tilgjengelig alkan kilder gir butan oksidasjon og motta billig eddiksyre: C4H10 2 + ½ O2 + H2O → 2SN3SOON. Arrangert produksjon av andre karboksylsyrer, mettede og umettede hydrokarboner.

Den moderne verdensøkonomien er vanskelig å forestille seg uten naturgass, olje og kull materiale. Av disse naturlige blandinger avgir forskjellige alkaner som anvendes for fremstilling av et stort antall av organisk syntese.