- •В. Р. Зайлалова учебное пособие по курсу «химия нефти и газа»
- •Введение
- •1. Происхождение нефти
- •2. Элементарный состав нефти
- •3. Фракционный состав нефти
- •3.1. Детонационная стойкость горючего
- •3.2. Переработка углеводородного сырья
- •3.2.1. Переработка каменного угля
- •3.2.2. Перспективы развития энергетики
- •4. Групповой углеводородный состав нефти. Классификация нефти
- •5. Молекулярный вес
- •6. Физические свойства нефти
- •6.1. Плотность
- •6.2. Вязкость
- •6.3. Температурные переходы и агрегатные превращения
- •6.4. Тепловые свойства
- •6.5. Оптические свойства
- •6.6. Электрические свойства
- •7. Фазовое равновесие в системе «нефть — газ»
- •8. Классификация углеводородов
- •8.1. Предельные (насыщенные) углеводороды. Алканы (парафины)
- •Физические свойства
- •Химические свойства
- •Способы получения
- •8.2. Предельные углеводороды. Циклоалканы
- •Физические свойства
- •Химические свойства
- •Способы получения
- •8.3. Непредельные (ненасыщенные) углеводороды. Алкены (этиленовые углеводороды)
- •Физические свойства
- •Химические свойства
- •Способы получения
- •8.4. Непредельные углеводороды. Алкадиены
- •Химические свойства
- •Способы получения
- •8.5. Непредельные углеводороды. Алкины (ацетиленовые углеводороды)
- •Физические свойства
- •Химические свойства
- •Способы получения
- •8.6. Ароматические углеводороды. Бензол и его гомологи
- •Химические свойства
- •Свойства бензола
- •Свойства гомологов бензола
- •Способы получения
- •9. Неуглеводородные соединения нефти
- •9.1. Кислородные соединения
- •Азотистые соединения
- •Сернистые соединения
- •10. Смолистые вещества
- •11. Минеральные компоненты нефти
- •12. Методы выделения компонентов
- •12.1. Перегонка
- •12.2 Азеотропная и экстрактивная ректификация, экстракция, абсорбция
- •И селективность растворителей при 60°с
- •12.3. Адсорбция
- •12.4. Кристаллизация
- •12.5. Диффузионные методы разделения углеводородов
- •13. Природные и попутные газы. Применение газа
- •13.1 Природные газы
- •Попутные (нефтяные) газы
- •Применение газа
- •Термические превращения углеводородов нефти
- •14.1. Термодинамика процесса
- •14.2. Кинетика и механизм процесса
- •Энергия связи с—с, кДж/моль: 335; 322; 314; 310; 314; 322; 335
- •14.3. Термические превращения углеводородов в газовой фазе
- •Превращения алканов
- •14.3.2. Превращения циклоалканов
- •14.3.3. Превращения алкенов
- •Суммарную реакцию можно записать уравнением:
- •14.3.4. Превращения алкадиенов и алкинов
- •14.3.5. Превращения аренов
- •15. Термокаталитические превращения
- •15.1. Механизм действия катализаторов окислительно-восстановительного типа
- •15.2. Кислотный катализ
- •15.3. Реакции карбкатионов
- •15.4. Каталитический крекинг
- •15.4.1. Превращения алканов
- •15.4.2. Превращение циклоалканов
- •15.4.3. Превращение алкенов
- •15.4.4. Превращение аренов
- •15.4.5. Катализаторы каталитического крекинга
- •15.4.6. Каталитический крекинг в промышленности
- •15.5. Каталитический риформинг
- •15.5.1. Химические основы процесса
- •15.5.2. Катализаторы риформинга
- •15.5.3. Каталитический риформинг в промышленности
- •16. Гидрогенизация в нефтепереработке
- •16.1. Классификация процессов
- •16.2. Классификация каталитических реакций с водородом
- •16.3. Термодинамика и катализаторы гидрирования
- •Список литературы
- •Содержание
Способы получения
Название способа |
Уравнения реакций |
1. Дегидрирование алканов |
T,P,kat CnH2n+2 CnH2n + Н2 |
2. Гидрирование алкинов |
Ni CnH2n-2 + Н2 CnH2n |
3. Крекинг алканов |
См. «Алканы» |
4. Дегидратация спиртов (алканолов) |
H2SO4(конц.),~1700C CH3–CH2–OH CH2=CH2 + H2O этанол этен H2SO4(конц.),~1700C CH3–CH–CH2–CH3 CH3–CH=CH–CH3 + H2O | OH бутанол-2 бутен-2 Последняя реакция протекает в соответствии с правилом Зайцева: при отщеплении молекул типа НХ атом водорода отрывается от менее гидрогенизированного соседнего атома углерода |
5. Дегидрогало-генирование гало-геналканов под действием спиртового р-ра щелочи |
Т CH3–CH2–Cl + KOH CH2=CH2 + KCl + H2O хлорэтан (спирт. р-р) этен Т CH3–CH2–CH–CH3+NaOH CH3–CH=CH–CH3+NaBr+H2O | (спирт. р-р) Br 2-бромбутан бутен-2
|
6. Дегалогенирование дигалогеналканов под действием магния или цинка |
Т CH3–CH2–CH–CH2+Mg CH3–CH2–CH=CH2 + MgBr2 | | Br Br 1,2-дибромбутан бутен-1 (2 атома галогена должны находиться у соседних атомов углерода.)
|
8.4. Непредельные углеводороды. Алкадиены
Определение |
Диеновые УВ (алкадиены) — это УВ, в молекулах которых между атомами углерода имеются две двойные связи |
Общая формула |
CnH2n-2 (n ≥ 3) |
Классификация: 1. Диены с кумулированными связями
|
Две двойные связи находятся у одного атома углерода. Например: СН2=С=СН2 пропадиен (аллен)СН2=С=СН–СН2–СН3 пентадиен-1,2 |
2. Диены с сопряженными связями
|
Две двойные связи разделены одной одинарной связью. Например: СН2=СН–СН=СН2 бутадиен-1,3 (дивинил) CH2=C—CH=СН2 2-метилбутадиен-1,3 (изопрен) СН3
CH3
|
3. Диены с изолированными связями
|
Двойные связи разделены более чем одной одинарной связью. Например: СН2=СН–СН2–СН=СН2 пентадиен-1,4 СН2=СН—СН2—СН2—СН=СН2 гексадиен-1,5
|
Химические свойства
Наибольшее значение имеют диены с сопряженными связями, так как они являются сырьем для получения каучуков. В химическом поведении этих диенов есть особенности, обусловленные наличием в их молекулах сопряжения. Для них характерны реакции присоединения по концам системы сопряженных связей и образование двойной связи между срединными атомами углерода (т. н. 1,4-присоединение):
| |
+ XY –C–CH=CH–C–
| |
X Y
Тип, название реакции |
Примеры реакций |
I. Реакции присоединения 1. Гидрирование
|
CH2=CH–CH=CH2 + H2 CH3–CH=CH–CH3 бутадиен-1,3 бутен-2 Далее возможна 2-я стадия: CH3–CH=CH–CH3 + H2 CH3–CH2–CH2–CH3 н. бутан |
2. Галогенирование
|
CH2=CH–CH=CH2 + Br2 CH2–CH=CH–CH2 (H2O) | | Br Br 1,4-дибромбутен-2 |
3. Гидрогалогенирование
|
CH2=CH–CH=CH2 + HBr CH3–CH=CH–CH2–Br 1-бромбутен-2 |
II. Реакции полимеризации(образуются синтетические каучуки) |
2-метилбутадиен-1,3(изопрен) полиизопрен |