Kiel akiri alkane el alkano? Kion alian vi povas ricevi de alkano?

La studo de la strukturo de organikaj komponaĵoj, la kemiaj propraĵoj, kiujn ili montras en reagoj, permesas produkti diversajn specojn de produktoj kaj varoj el la samaj unuaj materioj. Procezo de produktitaj hidrokarbonoj solvas multajn problemojn. Al la demando: "Kiel akiri alkaneon de alkano?" La kemia scienco kaj praktiko de petrolo donas ĝisfundajn respondojn. Ni rigardu la problemon de la rilato inter malsamaj klasoj de hidrokarbonoj, same kiel iliaj derivaĵoj. La ĉefa atento estos pagita al industriaj metodoj de prilaborado de karbono-enhavantaj krudmaterialojn.

Genetika rilato de organikaj substancoj

En la unuaj etapoj de studado kaj akiro de hidrokarbonoj kaj derivitaj de kemiistoj, ŝajnis, ke ĉi tiuj grupoj estis izolitaj unu de la alia. Iom post iom amasigitaj informoj disvastiĝas pri la genetika rilato de la ĉefaj klasoj de substancoj. La ĉefaj penoj celis trovi modojn por ŝanĝi la strukturon, pliigante la multoblan komunikadon. La plej gravaj problemoj de teoria esploro kaj eksperimentoj:

• Kiel akiri alkane el alkano;
• Kiel procesi karbon, krudan petrolon kaj naturan gason;
• Kiel efektivigi la deshidrogenación de la finaj hidrokarbonoj;
• Kiel de la alkano por akiri alkyne (acetileno).

Esploristoj kaj praktikistoj konvinkiĝis, ke ekzistas multaj reciprokaj transiroj de unu hidrokarbono al alia.

La praktika graveco de genetikaj rilatoj de la ĉefaj specoj de komponaĵoj

La unueco de hidrokarbonaj komponaĵoj estis pruvita en la procezo de formado de organika kemio kiel scienco kaj industrio. En la disvolviĝo de ĉi tiu problemo - kiel akiri alkaneon de alkano - rusaj kaj sovetiaj organikaj kemiistoj faris signifan kontribuon. Multaj el la reagaj transformoj uzataj por ĉi tiu celo estas katalizaj procezoj, efektivigitaj per kompleksaj teknologioj. Fermaj ligoj kaj reciprokaj transformoj de organikaj komponaĵoj estas uzataj por solvi diversajn praktikajn problemojn, inter kiuj:

• Akiri de unu tipo de krudaj materialoj de malsamaj specoj de substancoj;
• Produktado de kompleksaj produktoj kun simplaj komponaĵoj kaj viceversa;
• Liberigo de vario de varoj, kiuj estas en alta postulo;
• Ekonomio de severe malplenigitaj naturaj hidrokarbonaj rimedoj;
• racia uzo de la oleo-karbo gudro, oleo skribtabulo, torfa.

Komponado de naturaj karbonaĵoj

Hidrokarbonoj de ĉiuj specoj troviĝas en naturo en signifaj kvantoj. Ili servas kiel komencaj materialoj por prilaborado kaj akirante organikaj komponaĵoj de malsama komponado. La plej gravaj fontoj de alkanoj kaj alkenoj:

1. Natura gaso. La enhavo de la finfina metano-hidrokarbono en malsamaj kuŝejoj atingas 80-98%. Aliaj komponaĵoj: nitrogeno, karbona dioksido, etano, propano, butano.
2. Oleo. La natura miksaĵo de izomiaj hidrokarbonoj de malsamaj kuŝejoj diferencas en komponado. En iuj specoj de "nigraj oroj" superregas, aliaj konsistas el cikloparafinoj kaj areoj. La gasoj asociitaj al petroloj ankaŭ enhavas parafinojn.
3. Kukaĵo. La produktado de karbo necesa por metalurgio estas akompanata de la produktado de karbo-haro enhavanta pli ol 400 komponantojn, la ĉefajn estojn.
4. Legomo kaj manĝaĵo krudmaterialoj - granda kaj diversa grupo, kiu inkluzivas lignon, semoj kaj fruktoj de industriaj kultivaĵoj, grasoj bestoj.

Eblaj transiroj inter organikaj komponaĵoj

En la "nigraj oraj" kuŝejoj, cikloalkanoj aŭ naftenoj ofte estas prezencoj. Procezo de unuaj materioj donas la finajn ciklajn hidrokarbonojn, kiuj enhavas 5-7 C atomojn en la ringo, ili havas la plej grandan praktikan signifon. Kiel el alkano akiri cikloalkaneon, se la rezervoj de naftenoj estas malplenigitaj? Por akiri limigitajn ciklajn hidrokarbonojn de saturitaj akiklaj kombinaĵoj, uzado de deshidrokalkulado estas uzata. Ĉenoj de 4 aŭ pli C atomoj estas fermitaj, stabila ciklo ŝprucas. Aliaj tipaj transformoj de organikaj substancoj povas esti reflektitaj en simplaj skemoj:

• Oleo → hidrokarbonoj → atingoj → karboxilaj acidoj.
• Natura gaso → marĝenaj hidrokarbonoj → karboxilaj acidoj.
• Malmola karbo → hidrokarbonoj → atingoj → insaturaj hidrokarbonoj → polimeroj.
• Oleo → hidrokarbonoj → areoj → benzeno → isopropil-benzeno → acetono, fenolo.
• Natura gaso → insaturaj hidrokarbonoj → etanolo.
• Karbo → metanolo.
• Oleo → hidrokarbonoj → alkenoj → butadieno kaj izofreno.

Ni konsideru pli detale ol kemiaj komponaĵoj povas esti akiritaj pro la genetika rilato de organikaj substancoj.

Kiel akiri alkane el alkano

En industrio, preskaŭ ĉiuj specoj de marĝenaj hidrokarbonoj estas derivitaj de oleo kaj gaso. Oleo-rafinado estas moderna metodo por atingi atingojn de alkanoj:

A) Likva parafino hidrokarbonoj donas rekta destilación de kruda petrolo (malalta rendimento de la celo de produktoj).

B) Termikaj kaj kataliza kraketado de oleo estas uzata por pliigi la procenton de lumo randoj, plibonigi la kvaliton de la hidrokarbonoj (benzino, keroseno). En la suna frakcio de oleo, hexadecano estas ĉeestanta, kiu dum dekadenco donas dodekanon kaj butilenon. Dodekano jam sub la kerosena frakcio suferas plian malkomponon, de tio la limigo de hidrokarbonaj neaneoj kaj propeno (alkeno) estas akirita. Daŭrigo de fendado povas konduki al la formado de heptano kaj etileno.

Isomerización kaj alquilación

Katalizaj izomerigaj reagoj permesas la alkanojn de la normala strukturo akiri branĉitaj: H3C- (CH2) 3-CH3 → CH (CH3) 2-CH2-CH3. La produkto de ĉi tiu procezo estas izopentano. Normala butano, kiu estas enhavita en la fendaj gasoj, estas konvertita al isobutano en katalizia izomeriga reago. La rezultanta produkto povas esti alklaktita kun isobutileno en la ĉeesto de katalizilo kaj isooctane-altkvalita brulaĵo. Se etileno estas uzata kiel kontilanta agento, sinteza neoksaksa brulaĵo akiriĝas en la reago kun isobutano.

Kiel akiri alkene kaj alkadieno de alkano

En la industrio, unsaturated acyclic hydrocarbons kun unu duobla ligo estas akirita kun oleorakado. Ĉe alta temperaturo, atingoj malakceptas (pirolizo). Alkenoj estas izolitaj de la tuta maso de interaj kaj finaj reaktaj produktoj. Etileno estas produktita per deshidrogenación de etano sur nikelo-katalizilo: C2H6 → C2H4 + H2 ↑. Butano sub similaj kondiĉoj donas 2-butenon, samtempe la formadon de etano kaj etileno. La deshidrogenación permesas al ni trovi solvojn al la problemo de kiel akiri alkadienon el alkano. Kun la forigo de du hidrogenaj molekuloj de hidrokarbono de 4 karbona atomoj, jen la sekvaj transformoj: butane → butene → butadieno. La fina produkto estas grava por la produktado de sinteza kaŭĉuko. Simile al butadieno, alia polimero akiras, kiu imitas la valorajn kvalitojn de natura analoga: isopentane → isoprene → isoprene rubber.

Kiel akiri acetileno el alkano

Hidrokarbonon kun unu triobla ligo - aketileno - estas tre grava en la industria sektoro, konstruo kaj aliaj areoj de ekonomia aktiveco. La plej malnova metodo akiri ĉi tiun plej simplan alkion estas pro la ago de akvo sur solidaj pecoj de kalcio-karbo. Ĉi tiu metodo estis anstataŭigita per fendado de natura gaso. Nun en la kemia industrio, ili scias kiel atingi la alkonon el la alkano kun la plej malgranda kosto. En specialaj teknologiaj aparatoj ĉe alta temperaturo aŭ sub la influo de elektra alta malhidrogenado de metano - la reganta substanco de natura gaso: 2CH4 → HC≡CH + 3H2 okazas. La acetileno estas vaste uzita, akcelita de ĝi, kiu estas plua uzata en la produktado de acetika acido, artefaritaj resinoj, plastoj, sintezaj fibroj, kaŭĉukoj kaj kaŭĉukoj.

Kiel akiri arenas de la finfina hidrokarbonoj

El parafinoj, la ĉenoj de transformo kondukas al benzeno kaj ĝiaj derivaĵoj. La procezo de aromatigo estis studita de rusaj kaj sovetiaj kemiistoj en la 20-a jarcento. La esenco de ilia laboro pri la temo "Kiel akiri benzeneon de benzeno kaj ĝiaj homologoj" estas reduktita al la deshidroklikigo de heksano, heptano kaj aliaj saturitaj hidrokarbonoj: C6H14 → C6H6 + 4H2; C7H16 → C6H5-CH3 + 4H2. Alia maniero estas la sintezo de cikloparafinoj de akiklaj hidrokarbonoj sekvita de deshidrogenación: heksano → cyclohexane → benzeno.

Kiel akiri etilon kaj aliajn alkoholojn el alkanoj

En antikvaj tempoj pri la demando: "Kiel akiri alkoholon de alkano?" Ne reflektis, niaj prapatroj uzis nur la metodon de alkohola fermentado de sukero-enhavantaj produktojn sub la agado de fermentaj enzimoj. Alteco teknika signifo de etanol rezultigis serĉado de novaj specoj de ne-manĝaĵo materialoj por produkti etanolon. En la unua duono de la pasinta jarcento, la substanco fariĝis nemalhavebla unua materio por produktado de kaŭĉuko per la metodo de Lebedev. Unu metodo estas predicho A. M. Butlerovym, kiu sonĝis, ke la plej ekonomia maniero de produktado etileno malfermi la vojon "por akiri alkoholon." Fontoj de nesaturaj hidrokarbonoj estas oleo-krakaj produktoj kaj katalizaj deshidrogenación de alkanoj. La akano estas akirita de etano, kiu estas oxidigita ĉe la ĉeesto de acida sulfúrico: C2H6 → C2H4 → C2H5OH. Hidratado de aliaj alkenoj, kiuj ankaŭ estas akiritaj dum la transformado de oleo, donas homologojn de sinteza etila alkoholo. Malavantaĝoj de la metodo estas esprimitaj kostoj de regenerado de la acida kaj protektanta la aparaton de ĝiaj koroda efikoj. La industrio ŝanĝis al la metodo de rekta hidratado de alkenoj, en kiuj solidaj kataliziloj estas uzataj. Metanolo estas produktita per oxidado de metano. Etileno kaj ĝiaj homologoj servas kiel unuaj materialoj por produktado de alkoholoj.

Kiel el atingoj por akiri aldehidojn kaj karboxilajn acidojn

Post solvi la problemon de malkaraj unuaj materioj por la alkohola industrio, la kemiistoj scias, ke la aldehido el la alkano havas la plej malgrandan koston. Unu el la manieroj akiri aketaldehyde estas la hidratado de acetileno. La tuta procezo sekvas la skemon: natura gaso → CH4 → C2H2 → CH3-SON. La uzo de naturaj hidrokarbonoj por produktado de etila alkoholo pliiĝis. La substanco estas la unua materio por la produktado de karbilo kaj karboxilo-komponaĵoj. Aketaldehido povas esti akirita per etano deshidrogenación, sekvita de la formado de etila alkoholo en la reago, ĝia oxidado aŭ deshidrogenación. Unu el la ebloj estas la oxidigo de etileno: C2H6 → C2H4 → C2H4O. Kiel akiri karboxila acido de alkano? La demando kiu dum longa tempo estis en la kategorio de problemo. Acetika acido estas formita per fermentado de manĝaĵoj krudaj materialoj, kun seka distilado de ligno. La disponibilidad de disponeblaj fontoj de atingoj permesas la oxidadon de butano kaj akiri malmultekostajn acetajn acidojn: C4H10 + 2 ½ O2 → 2CH3COOH + H2O. La liberigo de aliaj karboxilaj akidoj de la limigo kaj nesaturata hidrokarbonoj estas establita.

Moderna monda ekonomio malfacile imagas sen natura gaso, oleo kaj karbo unuaj materioj. De ĉi tiuj naturaj miksaĵoj, diversaj alkanoj estas izolitaj, kiuj estas uzataj por produkti grandan numeron de organikaj sintezaj produktoj.