Справочник химика 21. Химические реакции нефти


Химические реакции углеводородов нефти - Справочник химика 21

    ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ УГЛЕВОДОРОДОВ НЕФТИ [c.89]

    Сходство химического состава сырых нефтей может привести к гипотезе, что углеводороды сырой нефти, достигшие равновесия в определенных условиях температуры и давления их образования, более или менее одинаковы для всех сырых нефтей. Вообще говоря, эта гипотеза несовместима с термодинамическими свойствами углеводородов. Известно, что все углеводороды сырых нефтей термически нестабильны и могут быть превращены в такие стабильные системы, как, например, метан или этан и углерод. Такие реакции, однако, характеризуются высокими значениями энергии активации и поэтому невозможны при тех низкотемпературных условиях, которые соответствуют образованию и залеганию сырой нефти. Реакции изомеризации протекают значительно легче, в частности в присутствии некоторых гетерогенных катализаторов, таких, как алюмосиликатные системы, обычно имеющиеся в нефтяных пластах. Следовательно, равновесие между изомерами таких углеводородов более вероятно, чем равновесие, рассмотренное выше. [c.23]

    В химии нефти с тепловым свойствами чаще всего приходится встречаться при определении констант равновесия тех или иных химических реакций углеводородов, для чего необходимо знание теплового эффекта реакции. Непосредственное определение теплоты реакции обычно чрезвычайно трудно и сложно и чаще эту величину находят расчетом, пользуясь законом Гесса. [c.84]

    Нитрование алканов как один из методов химического использования углеводородов нефти издавна привлекало к себе внимание исследователей. Получаемые при этом нитросоединения представляют собой ценные для промышленности органического синтеза полупродукты, а также имеют и непосредственное применение в качестве растворителей, добавок к дизельным топливам и пр. Следует отметить, что в процессе нитрования одновременно с нитроалканами образуются еще и такие кислородсодержащие продукты, как альдегиды, кетоны, спирты в небольших количествах, окислы углерода. Из них соединения первых двух указанных классов так же представляют значительный практический интерес. Таким образом, реакция нитрования алканов должна рассматриваться как потенциальный источник ценных продуктов, как химически процесс, который после нахождения путей управления им сможет получить практическое значение. [c.286]

    Термические процессы. Переработка нефтяного сырья под действием высоких температур значительно расширила возможности использования нефти как химического сырья. При изучении термических реакций углеводородов нефти прежде всего возникает вопрос о влиянии условий процесса на направление реакции и на степень превращения исходного сырья при достижении равновесия. Главными факторами, влияющими на скорость и глубину превращения углеводородов сырья, являются температура, давление, длительность нахождения в зоне реакции. [c.234]

    Большинство химических превращений углеводородов нефти, имеющих практическое значение, осуществляется в присутствии катализаторов. Катализаторы позволяют снижать энергию активации химических реакций и тем самым значительно повышать их скорость. В самом общем виде в этом и заключается сущность и значение катализа. Проведение реакции в присутствии катализаторов позволяет также резко снижать температуру процесса. Для реакций, характеризующихся положительным тепловым эффектом (полимеризация, гидрирование, алкилирование и др.), это имеет особо важное значение, так как высокие температуры с термодинамической точки зрения для них неблагоприятны. [c.197]

    Давление не влияет на скорость мономолекулярных реакций, поскольку каждая молекула в них реагирует самостоятельно. Для бимолекулярных реакций повышение давления увеличивает возможность столкновения реагирующих молекул и поэтому увеличивает скорость реакции. Большинство реакций углеводородов нефти характеризуется небольшими скоростями. Поэтому достижение равновесных концентраций конечных продуктов в ряде случаев затруднено. Для увеличения скорости реакции приходится повышать температуру и применять катализаторы (см. 31).Скорость любой химической реакции увеличивается с повышением температуры, причем для большинства реакций при повышении температуры на 10° она увеличивается в 2—4 раза. Относительное увеличение константы скорости реакции при повышении температуры на 10° называется температурным коэффициентом скорости реакции (у) [c.159]

    Производства органических веществ из углеводородов нефти и газа (нефтехимическая и химическая промышленность) и производства топлив, масел, углеводородного сырья химических процессов (нефтеперерабатывающая промышленность) относятся к водоемким. Большую часть воды расходуют для охлаждения и конденсации продуктовых потоков. В значительной части технологических процессов воду используют как растворитель или вводят в виде пара. Воду применяют и как реагент химических реакций. [c.80]

    Образование нефти непосредственно из СО2 и Н2О, из которых состояла материнская атмосфера Земли, термодинамически без фотосинтеза невозможно ( термодинамический аргумент). Теоретически более вероятна возможность образования нефти в земных глубинах взаимодействием воды с карбидами металлов. Единственное, но не убедительное доказательство этому, являющееся козырной картой сторонников неорганической концепции, - это нефтеподобная жидкость, получаемая в лабораторных условиях по карбидному синтезу, но принципиально отличающаяся по качеству от природной нефти (как, например, сливочное масло от маргарина). Кроме того, на наш взгляд, карбиды металлов могли образоваться в природе в результате взаимодействия карбидообразующих металлов с органическими веществами при термобарических условиях подземелья. В таком случае карбидный синтез углеводородов есть не что иное, как промежуточная каталитическая стадия (вторичная реакция) суммарного биогенного процесса рождения нефти. Ведь из теории катализа известно, что металлы (и не только металлы) - катализаторы ускоряют химические реакции, образуя с участниками химического процесса промежуточные химические соединения, но при этом не изменяя равновесия реакций (физико-химический аргумент). [c.64]

    Как известно, перед обычными процессами нефтепереработки не ставится задача разделить нефть на отдельные химически чистые углеводороды. Нефтяные топлива и масляные фракции представляют собой простые или сложные смеси углеводородов, причем последние встречаются много чаще простых. Химические свойства таких смесей необычайно сложны и зачастую сильно отличаются от свойств их основных компонентов, поэтому нам представляется чрезвычайно важным изучить и классифицировать Химические реакции и свойства нефтепродуктов. [c.68]

    Б. А. Казанский и Т. Ф. Буланова [22] исследовали поведение смеси циклогексана и циклопентана в условиях дегидрогенизационного катализа над платинированным углем прн 300 -310°. Оказалось, что в начале реакции имеет место гидрогенолиз циклопентана (за счет водорода, отщепляющегося от циклогексана), но катализатор быстро теряет активность по отношению к гидрогенолизу циклопентана, сохраняя прежнюю активность по отношению к дегидрогенизации циклогексана. Таким образом платиновый катализатор, находящийся в соприкосновении с углеводородной смесью, содержащей циклопентан, настолько теряет активность по отношению к гидрогенолизу циклопентановых углеводородов, что даже циклопентан, размыкающийся легче всех остальных пятичленных цикланов, остается в дальнейшем нетронутым. Так как платиновый катализатор, применяемый нами для исследования химического состава норийской нефти, находился в работе длительное время, то нужно полагать, что в условиях наших опытов гидрогенолиз циклопентановых и дегидроциклизация парафиновых углеводородов были сведены к минимуму. [c.165]

    В первой части книги из главы III Физические свойства нефти исключен текст о приборах и методах определения физических свойств нефти, так как этот материал частично устарел и более полно описывается в специальных учебниках. Материал о физических (глава III) и химических (глава IV) свойствах нефти дополнен Г. Д. Гальперном. Исключена глава IV Краткие сведения из органической химии в связи с тем, что эти сведения устарели и более полно и современно освещаются в учебниках и справочниках по органической химии. В главе V сокращены разделы, посвященные характеристике непредельных углеводородов, реакции углеводородов, получаемых в процессе переработки нефти, сведения о выработке нефтепродуктов и очистки нефти. По этим же мотивам исключены глава VI Характеристика важнейших нефтей в СССР и за границей и глава VII Методы переработки нефти . [c.2]

    Предыдущее наше знакомство с отдельными группами углеводородов, входящих в состав нефти, показало, что химическая активность углеводородов всецело зависит от степени насыщения углеродных атомов в той или иной группе углеводородов. Наибольшей реакционной способностью обладают ненасыщенные углеводороды, несколько менее — ароматические, затем — нафтены и, наконец, наименьшей способностью к химическим реакциям обладают, углеводороды парафинового ряда (под химическими реакциями в данном случае подразумеваются реакции присоединений, восстановления, полимеризации, окисления и т. д.). [c.89]

    Реакции окисления являются интересными и перспективными методами химической переработки парафиновых углеводородов нефти. Вопросам окисления парафиновых углеводородов посвящено много работ. [c.26]

    Изучение химических (а вернее геохимических) условий образования нефтей в природе, кроме чисто познавательного интереса, имеет и очевидный практический интерес, так как позволяет сознательно подходить к проблеме разведки нефтяных месторождений. Не меньшее значение имеет понимание механизма образования нефтей и для химиков, так как-геохимические условия образования нефтей определяют закономерности ее химического состава, что в значительной мере помогает разобраться в сложных задачах, связанных с исследованием строения нефтяных углеводородов. Под геохимическими условиями образования нефти следует подразумевать сложный комплекс вопросов, связанных как со строением и составом нефтематеринских веш,еств, так и с условиями преобразования последних в нефть. Как будет показано в дальнейшем, наиболее важным звеном является в данном случае определение химических реакций, лежаш,их в основе нефтеобразования. [c.370]

    Начиная с 80-х годов, исследования состава нефтей стали широко производиться как в России, так и в США. В России в этих исследованиях участвовали выдающиеся ученые того времени — Д. И. Менделеев, В. В. Марковников, М. И. Коновалов и другие. Д. И. Менделеев в 1883 г. установил присутствие пентана в легкой фракции бакинской нефти и его идентичность с пентаном американской нефти. В. В. Марковников и В. Оглоблин установили присутствие в бакинских нефтях нового класса углеводородов, названных ими нафтенами. Дальнейшие исследования показали, что в составе нефтей присутствует много различных углеводородов, и содержание углеводородов разных классов неодинаково в разных нефтях. Оказалось, что в бакинской нефти много нафтенов, а пенсильванская нефть США более богата метановыми углеводородами. Все эти исследования состава нефтей проводились с помощью перегонки, химических реакций и определения плотности. [c.218]

    Сырая нефть, полученная из скважин, обычно подвергается прежде всего такой переработке, при которой ее компоненты, т. е. углеводороды и другие соединения, химически не изменяются. Нефть очищается и из нее выделяются отдельные фракции — бензина, керосина и других. Это направление называется первичной переработкой нефти. Отдельные фракции нефти после ее очистки могут быть подвергнуты более глубокой переработке, при которой в результате химических реакций изменяется состав фракций и получаются новые нефтепродукты. Это вторичная переработка нефти, основанная на разложении и превращении ее компонентов под действием повышенной или высокой температуры. Сюда относятся различные виды крекинга и пиролиза нефти. В этом разделе мы рассмотрим первичную переработку нефти. [c.247]

    В гл. 2 указывалось, что олефины не встречаются в природе (в сырой нефти). Они образуются при крекинге нефти — одного из основных процессов нефтеперерабатывающей промышленности, проводимого с целью получения бензина. Кроме того, олефины являются главными продуктами крекинга или пиролиза фракции нефтяных углеводородов. В основе крекинга и пиролиза лежит один и тот же тип химической реакции, однако эти термины связывают обычно с различными температурными режимами крекингом называют термическое разложение углеводородов, происходящее при 350—650°, а пиролизом — термическое разложение, протекающее при температурах выше 650°. [c.103]

    Рассматриваются физико-химические свойства нефти, методы ее исс, дования и разделения, а также свойства и реакции основных классов сое нений, входящих в состав нефти и газа. Освещены вопросы происхожден нефти, химии термокаталитических превращений, процессов окисления, ги рогенолиза и других реакций углеводородов нефти и газа. Приводятся данн о составе и эксплуатационных свойствах основных видов топлив и масхимико-технологических вузе Пол рно также инженерно-техническим и научным работникам, занятым нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. [c.3]

    Кроме карбидной теории, было разработано еще несколько гипотез неорганического происхождения нефти космическая, вулканическая, магматическая. Эти гипотезы в настоящее время не кажутся достаточно обоснованными, и мы не будем останавливаться на их изложении. Однако повторяем, что и сейчас ряд ученых рассматривает появление нефти как результат происходящих в недрах земли химических реакций, считая, что нефтяные углеводороды сложного состава образуются в природе и в отсутствие органического вещества. [c.11]

    Научно обоснованную концепцию неорганического происхождения нефти выдвинул Д.И.Менделеев (1834-1907). Он считал, что расплавленное ядро Земли состоит из карбидов металлов, преимущественно железа. По трещинам в литосфере вода проникает в глубь Земли. В результате химической реакции между карбидом железа и воды образуются оксиды железа и углеводорода, которые поднимаются по трещинам в верхние части земной коры и скапливаются [c.13]

    В процессе получения на промышленных установках компоненты нефти подвергаются действию температуры в различных каталитических системах. Вероятность химических реакций основана на величине изменения свободной энергии Гиббса. Для всех углеводородов нефти с повышением температуры энергия Гиббса возрастает. Чем большим запасом свободной энергии обладает молекула, тем менее она стабильна, т. е. термодинамическая стабильность всех углеводородов с повышением температуры падает. [c.203]

    Большинство химических превращений углеводородов нефти, имеющих практическое значение, осуществляется в присутствии катализаторов. Катализаторы позволяют снижать энергию активации химических реакций и тем самым значительно повышать их скорость. В самом общем виде в этом и заключается сущность н значение катализа. Проведение реакции в присутствии катализаторов позволяет также резко снижать температуру процесса. Для реакций, ха рактеризующихся положительным тепловым эффектом (полимеризация, гидрирование, алкилирование и др.), это имеет особо важное значение, так как высокие температуры с термодинамической точки зрения для них неблагоприятны. Следовательно, катализаторы в данном случае и ускоряют процесс, и способствуют достижению наиболее высоких равновесных концентраций. Следует, однако, не забывать, что сдвигать положение равновесия катализаторы не могут, они в равной степени ускоряют как прямые, так и обратные реакции. [c.214]

    Проблемы повышения качества и увеличения производства автомобильного бензина были решены с появлением термического крекинга. Бензин этого процесса имеет лучшие характеристики сгорания по сравнению с бензином, полученным перегонкой. При термическом крекинге более тяжелые фракции нефти, проходя через нагревательные змеевики и реакционные камеры при температуре около 500° С и давлении 34 ат, расщепляются, превращаясь в более легкие продукты с пределами выкипания бензина. Кроме бензина, продуктами реакции являются газ и высококинящий остаток. В течение некоторого времени существовало много трудностей нри оценке топлив, так как имеющиеся различия часто сводили к различиям в физических свойствах. Однако в конечном итоге было найдено, что улучшение качества бензина при термическом крекинге является результатом изменения химического состава углеводородов нефти, главным образом вследствие образования олефинов при крекинге парафинов и ароматических углеводородов при дегидрировании нафтенов. Становилось ясно, что насыщенные углеводороды с разветвленной цепью улучшают характеристику бензина. Для количественной оценки характеристику бензина сравнивают с характеристикой эталонного топлива в стандартном двигателе. В свон> очередь, эталонное топливо градуируют по смеси чистых -гептана и изооктана. На шкале октановых чисел эти два углеводорода отвечают KpaiiHHM значениям октановое число м-гептана принято за ноль, а изооктана (2,2,4-триметилпентана) — за сто. [c.12]

    Другие различия в составе нефтей, а пмонно соотношенрхя парафиновых, циклопарафиновых и ароматических углеводородов в легких фракциях, непосредственно не могут быть связаны с какой-нибудь из известных форм морских организмов нли с известными химическими соединениями, образующимися из этих организмов. Причину различия состава нефтей скорее следует искать в химических процессах образования нефти из различных сырых материалов разнообразных форм морских организмов в результате известных химических реакций в соответствии с геологической обстановкой. [c.84]

    Продолжительность этих периодов времени недостаточна, чтобы произошли заметные изменения состава насыщенных углеводородных масел, вызываемые одним нагреванием при температурах, полученных при измерениях на забое скважин, что подтверждается расчетами Сейера, а также Мак-Нэба с сотрудниками, упомянутыми выше. На это указывает и тот факт, что состав нефтей не соответствует термическому равновесию смесей при температурах, наблюдаемых в нефтяных пластах. Относительное содержание углеводородов в нефтях определяется, с одной стороны, стерическими факторами, а с другой стороны, факторами, связанными с природой промежуточного карбоний-иона (см. ниже) в реакциях образования углеводородов. Так, неопентан не образуется в алкилатах и очень редко находится в нефтях и притом только в очень малых количествах, хотя при низких температурах он является наиболее устойчивым из пентанов. Катализаторы, принимая участие во многих химических реакциях, могут также оказывать влияние на природу образующихся углеводородов, как, например, в процессе Фишера-Тропша в присутствии кобальтового катализатора получается бензин, содержащий высокий процент нормальных углеводородов и обладающий октановым числом 40, в то время как в присутствии железного катализатора при прочих равных условиях получается бензин с малым содержанием нормальных парафиновых углеводородов и обладающий октановым числом порядка 75 и выше. [c.87]

    О действии серной ] и( лоты на углеводороды нефти ...Мак-Ки (1912 г.) опубликовал интересно наблюдение, по которому при очень сильном размешивании (мешалкой, делающей 900 об/мип) парафиновые углеводороды уже нри комнатной температуре и с обыкновенной крепкой Нз304 реагиру.эт с образованием сульфокислот... По опытам Зентке в лаборатории Энглера метановые углеводороды, начиная с пентана и выше, при сильном встряхивании заметно растворяются уже в крепкой НдЗО даже без нагревания постоингкю выделение ЗОз указывает па то, что мы имеем дело не с простым растворением, а с химической реакцией. Мне представляется вероятным, что реагирование предельных углеводородов с кислотой при энергичном встряхивании обусловливается тем, что от углеводородов при этом отрываются чрезвычайно мелкие каили и 1то нри очень малых размерах капель способность ясидкости к химическому реагированию возрастает так же, как и растворимост . и испаряемость... [13]. [c.29]

    Трудность разделения гибридных структур высокомолекулярных углеводородов и отсутствие достаточно специфических реакций предельных (парафино-циклопарафиновых) углеводородов гибридного строения являются причиной слабой изученности химической природы этой группы высокомолекулярных углеводородов нефти. До сих пор почти отсутствуют данные о соотношении пента- и гексаметиленовых колец в составе предельной высокомолекулярпой углеводородной части сырых нефтей и нефтепродуктов. В бензино-керосиновых фракциях нефтей для решения этой задачи успешно была использована открытая Зелинским [74] реакция избирательной дегидрогенизации гексаметиленов в присутствии платинового катализатора. За последнее время появились сообщения об использовании этой реакции и при изучении строения таких сложных органических соединений, как политерпены, стерины, желчные кислоты, витамины, гормоны и др. [75]. Однако в литературе не встречалось указаний об использовании метода избирательной каталитической дегидрогенизации нри изучении строения предельных высокомолекулярных углеводородов нефти. Нам представлялась весьма заманчивой и перспективной возможность использования этого метода в комбинации с хроматографией и спектроскопией (инфракрасной и ультрафиолетовой) для более глубокого познания химического строения предельной части высокомолекулярных углеводородов нефти гибридного характера. Но прежде чем воспользоваться этим методом, нада было доказать его применимость для решения указанной выше задачи и проверить экспериментально надежность и воспроизводимость получаемых при этом результатов, показать пределы точности метода. [c.213]

    Трудности, с которыми сталкиваются физики, химики и тexнoJюги при анализе существа физико-химических явлений в технологических процессах, заключаются в различном характере их описания средствами названных выше областей знания. Физики интересуются фазовыми превращениями химики—условиями и механизмом протекания химических реакций в нефтяных системах технологи-нефтепереработчики заняты поиском технических решений для увеличения выхода и качества или улучшения эксплуатационных свойств нефтепродуктов технологи-промысловики ищут способы воздействия на пласт с целью повышения дебитов скважин технологи-транспортники решают технические проблемы транспортировки высоковязких нефтей инженеры-экологи предлагают технические способы защиты окружающей среды от вредного воздействия нефтяных загрязнений. Кажущаяся разорванность технологического цикла, связанного с добычей, транспортировкой, переработкой нефти и применением нефтепродуктов, а также с сопровождающими эти процессы экологическими проблемами, привела к той ситуации, что по существу одни и те же физико-химические явления изучаются различными технолога-ми-специалистами. Например, фазовый переход, связанный с выделением твердых углеводородов, представляет собой одну из проблем при добыче и транспортировке нефти этот же переход лежит в основе технологического процесса получения низкозастывающих масел — депарафииизации он же осложняет эксплуатацию дизельных топлив (табл. 1). [c.178]

    Таким образом, проведя реакцию дегидрогенизации парафино-циклопарафиновых углеводородов, зателГ применяя хроматографическое разделение, а также спектральные и химические методы исследования продуктов дегидрогенизации и используя закономерности в изменении физико-химических свойств углеводородов в зависимости от строения, можно получить достоверные экспериментальные данные об элементах структуры высокомолекулярной части парафино-циклопарафиновых углеводородов нефти. [c.228]

    Изучение состава, строения химических реакций и свойств гетероорганических соединений нефти особенно важно для решения такой принципиальной научной проблемы, как генезис нефти. Именно среди гетероорганических компонентов нефти встречаются соединения, в разной степени приближающиеся к соединениям чисто углеводородного характера, которые, вероятно, являются отдельными звеньями длинной цепи химических превращений, соединяющей нефть с органическим веществом растительного и животного происхождения, из которого эта нефть образовалась. Чем больше звеньев в этой цепи удастся расшифровать при помощи современных экспериментальных методов, тем ближе мы подойдем к раскрытию и правильному пониманию геохимической истории многообразных химических превращений в недрах земных от органического вещества растительного и животного происхождения до нефти. Наиболее простые по химическому составу кислород- и серусодержащие соединения являются, но-видимому, одной из последних (если не самой последней) ступенью в ряду этих превращений. Так, содержащиеся в нефтях карбоновые кислоты и сернистые соединения, как показали многочисленные экспериментальные исследования, имеют такую же или очень близкую структуру углеводородной части молекулы, как и углеводороды соответствующих фракций тех же нефтей. [c.303]

    В течение более 60 лет после выделения Эйхлером из нефти первых карбоновых кислот объектами большого числа исследований являлись кислоты Се—Сю, выделяемые из различных нефтей и их дистиллятов и синтезируемые в лабораториях. Это объясняется тем, что кислоты Се—Сю, содержащие в молекуле циклопентановое или циклогексановое кольцо, по температурам кипения совпадали с керосиновой фракцией (200—300° С), которая являлась основным целевым нефтепродуктом, вырабатывавшимся нефтеперерабатывающей промышленностью на протяжении почти полустолетия. Кроме того, исследователи стремились по возможности полно и всесторонне изучить химические реакции нафтеновых кислот на наиболее простых низших гомологах ряда циклопентан- и циклогексанкарбоновых киблот. Сопоставление выделенных из нефти карбоновых кислот с синтезированными индивидуальными циклопентан- и циклогексан-карбоновыми кислотами, а также превращение их в соответствующие циклопарафиновые углеводороды по схеме [c.309]

    В изучении состава нефти и химических превращений углеводородов большая роль принадлежит работам Н. Д. Зелинского, проводившимся с начала текущего столетия в Московском университете. Были изучены реакции избирательной каталитической дегидрогенизации углеводородов и установлено, что в присутствии платинового и палладиевого катализатора при температуре около 200° С происходит потеря водорода циклогексаном, который при этом полностью переходит в бензол СвН12 = СвНд -Ь ЗНз. При этих условиях гексан и циклопентан не подвергаются дегидрогенизации. [c.218]

    Работы по изученшо химического состава кавказских нефтей были продолжены М. И. Коноваловым (1858—1906 гг.) и С. С. Наметкиным (1876—1950 гг.). Заслуга М. И. Коновалова состоит в изучении им реакций предельных углеводородов, образно названных им же химическими мертвецами . М. И. Коновалов поставил себе задачу найти способ их оживления . В 1889 г. он разработал реакцию нитрования парафиновых (алкановых) углеводородов разбавленной азотной кислотой. [c.15]

    Энергетические эффекты химических процессов имеют огромное практическое значение, так как многие хи.мические реакции (например, горение углеводородов нефти или составных частей каменного угля) люди сознательно используют в качестве источника энергии для промышленности и в быту. Экзотермические процессы окисления жиров и углеводов служат источником энергии, необходимой для жизнедеятелыюстн животных и растений. [c.34]

chem21.info

Химические реакции

химические реакцииПод химической реакцией понимается процесс взаимодействия нескольких веществ друг с другом, в результате которого образуются новые вещества, отличные от исходных по составу и строению. При протекании химических реакций количество атомов в элементах не меняется, преобразование изотопов не происходит, как при ядерных реакциях.

При реакциях данного типа просто изменяется комбинация ядер и электронов, в результате чего получаются новые вещества, имеющие совершенно иные химические свойства.

 

Реагенты могут вступать в реакцию либо спонтанно, либо под действием определенных факторов, таких, как температура, разного рода излучения, давление и т.п. Молекулы воздействуют друг на друга непрерывно по следующей схеме: ионы, молекулы и координационно-ненасыщенные соединения объединяются в более сложные молекулы, внутри них происходит электронный переход от одной связи к другой, заканчивается весь процесс тем, что молекулярный комплекс распадается на отдельные молекулярные элементы. Скорость течения химическая реакция, зависит от концентрации активных частиц, участвующих в процессе, и от различия между разрываемой и образуемой энергиями связи.

Классификация химических реакций достаточно разнообразна, так как количество признаков, положенных в ее основу, велико. Рассмотрим лишь несколько из них.

Одним из показателей, применяемых для классификации химических процессов, является фазовый состав реагирующей системы. По этому признаку выделяют четыре типа реакций.

1. Гомогенные гомофазные реакции. Отличительной особенностью данного типа реакции является однородность реакционной смеси при нахождении в одной фазе исходных веществ и продуктов реакции. Ярким примером в этом случае может служить реакция нейтрализации кислоты щелочью:

NaOH(раств.) + HCl(раств.) → NaCl(раств.) + h3O(жидкость)

химические реакции2. Гетерогенные гетерофазные реакции. Для них характерны различные фазовые состояния входящих реагентов и полученных в результате реакции веществ. Химический процесс проходит на рубеже раздела фаз. Например, взаимодействие соляной кислоты с  солями угольной кислоты:

CO3(твердое) + 2HCl(раств.) → Cl2(раств.) + CO2(газ) + h3O(жидкость)

3. Гетерогенные гомофазные реакции. В этом случае реакционная смесь неоднородна, сама реакция проходит в рамках одной фазы. Примером такой реакции может служить процесс образования хлорида аммония, находящегося в твердом состоянии, из аммиака и хлороводорода, являющихся газами:

Nh4(газ) + HCl(газ) → Nh5Cl(твердое)

4. Гомогенные гетерофазные реакции. Реакции такого типа протекают на границе раздела фаз, при этом входящие и полученные вещества находятся в пределах одной фазы. В качестве примера подобной реакции можно рассмотреть синтез аммиака из азота и водорода с использованием катализатора:

N2(газ) + 3h3(газ) → 2 Nh4(газ) (катализатор Pt)

www.oilngases.ru

Химические процессы переработки нефти - Основы химии нефти и газа

3.3. Химические процессы переработки нефти В результате фракционной разгонки нефти из неё удаётся выделить 5-25 % бензина и до 20 % керосина. Сравнительно малый выход этих продуктов и постоянно возрастающая в них потребность послужили причиной широкого применения химических, так называемых деструктивных методов переработки нефти (крекинга, пиролиза, риформинга), позволяющих расщеплением больших молекул получить из нефтяных фракций дополнительные количества светлых нефтепродуктов с улучшенными свойствами. Количество получаемого из нефти бензина увеличивают, подвергая часть менее необходимых нефтепродуктов (мазут, газойль, соляровое масло, полугудрон и др.) крекингу, - расщеплению их при нагревании до 420-550 0С, часто в присутствии катализаторов. Это позволяет повысить общий выход бензина в несколько раз и довести его до 40-50% и даже до 70%.

Впервые возможность технического использования процесса деструктивного разложения нефти и нефтепродуктов была установлена исследованиями Д.И. Менделеева и А.А. Летнего. В 1890 г. В.Г. Шухов разработал схему процесса и конструкцию основных аппаратов для проведения крекинга под давлением. Применение крекинга началось лишь с 1913 г. в США, а в СССР - в годы первой пятилетки. 3.3.1. Термический крекинг, пиролиз и коксованиеПростейшим промышленным методом расщепления тяжёлых углеводородов нефти в лёгкие является термический крекинг - расщепление больших молекул этих углеводородов под действием тепла и образование меньших молекул более лёгких углеводородов. Однако расщепление молекул в процессе крекинга протекает хаотически и не может быть проведено направленно с получением углеводородов заданного строения. Частично это достигается при ведении процесса в присутствии специально подобранных катализаторов, т.е. при каталитическом крекинге. Дальнейшие преобразования строения углеводородов, полученных в результате крекинга, осуществляются в процессах риформинга.

Крекинг является в химическом отношении сложным процессом, так как сырьё представляет смесь многих углеводородов, и они подвергаются превращениям в различных направлениях.

Однако можно установить некоторые закономерности в поведении отдельных классов углеводородов при высоких температурах.

Алканы при высоких температурах в основном подвергаются реакции расщепления с разрывом связи между углеродными атомами. В результате расщепления и одновременно происходящего перемещения атомов водорода образуются новые молекулы предельных и непредельных углеводородов с более низкой молекулярной массой:

У низших алканов наблюдается также дегидрирование и распад с разрывом связи у конца углеродной цепи.

Изоалканы термически менее устойчивы, чем алканы нормального строения:

При крекинге циклоалканов происходят реакции:

  1. деалкилирование (отщепление алкильных боковых цепей):
  1. распад кольца с образованием алкенов и диеновых углеводородов, а также алканов:
  1. дегидрирование шестичленных нафтенов с превращением в арены:

Арены с углеводородными цепями в условиях крекинга деалкилируются. При этом происходит образование простых аренов и алкенов, например, из этилбензола образуются бензол и этилен:

Помимо этого, у аренов протекают реакции конденсации, преимущественно с участием непредельных углеводородов, что постепенно приводит к образованию углеводородов с весьма большим числом бензольных колец и малым содержанием водорода, т. е. к образованию кокса.

Непредельные углеводороды, образующиеся при крекинге, могут в соответствующих условиях полимеризоваться или отщеплять мелкие молекулы более высокой непредельности:

Кроме того, они могут вступать в реакции алкилирования, изомеризации, циклизации как с друг другом, так и с другими углеводородами с образованием углеводородов изостроения, нафтенов и аренов. Повышение температуры снижает прочность углеводородов, причём термическая устойчивость алканов падает при переходе к высшим членам гомологического ряда. Следовательно, при нагревании в первую очередь происходит расщепление углеводородов с длинными цепями.

С повышением температуры место разрыва связи С-С сдвигается к краю цепи с образованием углеводородов с короткими цепями вплоть до метана. Однако и метан при температурах выше 820 0C начинает разлагаться на углерод и водород. Таким образом, повышение температуры увеличивает выход газообразных продуктов. Если сравнить скорости превращений отдельных групп углеводородов, то окажется следующая последовательность их разложения: алканы - циклоалканы - арены. Следовательно, повышение температуры способствует накоплению аренов в продуктах крекинга.

Повышение давления сдвигает равновесие реакций расщепления углеводородов, протекающих с увеличением объёма и образованием газообразных продуктов справа налево. В соответствии с этим, если стремятся увеличить выход жидких продуктов, то процесс проводят под повышенным давлением и, наоборот, если желательно получать больше газов, осуществляют крекинг при пониженном давлении.

Термический крекинг подразделяется на жидкофазный (переработка тяжёлых фракций и остатков от переработки нефти, а также лёгких фракций - лигроина, керосина, газойля при 460-560 0С и давлении 2-7 МПа) и парофазный (переработка гудрона, битума и крекинг-остатков при 550-600 0С и нормальном давлении).

Принципиально технология заключается в том, что сырьё нагревается в трубчатых печах до температуры, при которой крекинг углеводородов протекает с достаточной скоростью, а затем продукты крекинга разделяются ректификацией. В результате термического крекинга получают бензин, газы и крекинг-остаток.

Значение термического крекинга среди других химических методов переработки нефти и нефтепродуктов в настоящее время ниже, чем это было 20-25 лет назад. Тем не менее этот процесс до сих пор применяется для переработки тяжёлых нефтяных остатков. Так, например, при термическом крекинге мазута получают следующий средний выход продуктов (%): крекинг-бензина 30-35; крекинг-газов 10-15; крекинг-остатка 50-55.

Бензины термического крекинга обладают более высокой детонационной стойкостью, чем некоторые бензины прямой гонки, благодаря наличию в них ароматических и разветвлённых углеводородов. Октановое число таких бензинов около 70. Присутствие в крекинг-бензинах реакционно-способных непредельных углеводородов делает их менее стабильными, чем бензины прямой гонки.

Газы термического крекинга - смесь предельных и непредельных углеводородов: этана, этилена, пропана, пропилена, бутанов, бутиленов, пентанов и др. - служат сырьём для химических синтезов. Крекинг-остаток используется главным образом как котельное топливо.

В случае, если целевым продуктом термических процессов должен быть не бензин, а газы и жидкие ароматические углеводороды, используется пиролиз.

В отличие от термического крекинга при пиролизе расщепление углеводородов происходит в паровой фазе при атмосферном давлении и повышенной до 670-720 0С температуре. В результате глубокого распада и вторичных реакций синтеза из керосина или легкого газойля получают до 50 % газа, ароматические углеводороды и смолу. Газы пиролиза отличаются от газов крекинга повышенным содержанием этилена, пропилена, бутадиена. Из жидких продуктов пиролиза получают бензол, толуол, ксилол, зелёное масло (применяется в производстве сажи), нафталиновое масло, из которого выделяется нафталин, и пек-сырьё для получения кокса. Высоковязкие нефтяные остатки используют для переработки коксованием.

Коксование - процесс глубокого разложения нефтяных остатков без доступа воздуха при атмосферном давлении и температуре 450-500 0С. Коксованием мазута, битума, гудрона, смолы, крекинг остатков и других отходов удаётся максимально увеличить выход светлых нефтепродуктов. При этом из высоковязких остатков наряду с беззольным нефтяным коксом, применяемым как топливо и сырьё для производства электродов, получают газ, автомобильный бензин, дизельное и котельное топливо. Однако образующийся при коксовании автомобильный бензин имеет низкое качество и невысокие антидетонационные свойства. Для повышения октанового числа такого бензина его подвергают риформингу.

3.3.2. Каталитические процессыВсё большее распространение получает каталитический крекинг. Каталитический крекинг нефтепродуктов (соляровых и керосиновых фракций) проводят в присутствии катализаторов с получением повышенного выхода бензина высокого качества. Катализатор снижает энергию активации реакций крекинга, вследствие чего скорость каталитического крекинга выше термического и условия крекинга более мягкие (температура 450 - 520 0С, давление 0,1-0,2 МПа). Катализаторами служат алюмосиликаты с высокоразвитой поверхностью. Ранее применяли аморфные алюмосиликаты. В настоящее время освоены более активные кристаллические алюмосиликаты (цеолиты) с активирующими добавками, в том числе и с редкоземельными элементами. Расщепление углеводородов происходит по той же схеме, что и при термическом крекинге.

Каталитический крекинг характеризуется помимо реакции расщепления реакциями изомеризации и перераспределения водорода (дегидрирование и гидрирование). Алканы крекируются с образованием более лёгких предельных и непредельных углеводородов. Алкены изомеризуются в углеводороды с разветвлённой цепью, а также замыкаются в цикл с последующим гидрированием, что приводит к образованию аренов. Циклоалканы в результате дегидрирования также превращаются в арены.

Арены с длинными боковыми цепями в условиях крекинга дезалкилируются (отщепляются боковые группы) с образованием бензола и непредельных углеводородов.

При конденсации аренов происходит коксообразование с отложением кокса на поверхности катализатора, что снижает его активность. Активность катализатора может быть восстановлена выжиганием кокса в присутствии воздуха при 550-600 0С.

Регенерация катализатора циклически чередуется с крекингом. В промышленности в зависимости от состояния катализатора различают каталитический крекинг со взвешенным (кипящим) слоем и с движущимся катализатором. Наибольшее распространение вследствие высокой интенсивности процесса и лёгкости регенерации катализатора получил крекинг с кипящим слоем катализатора.

Бензин каталитического крекинга содержит значительное количество аренов и изоалканов и вследствие этого имеет высокое октановое число, равное 78-80, а с добавкой этиловой жидкости - 90-95. Для бензина каталитического крекинга характерно отсутствие непредельных углеводородов (отличие от бензина термического крекинга), что обуславливает его стабильность. Газы каталитического крекинга (выход их 12-15 %) состоят из предельных и непредельных углеводородов от С1 до С5, их используют в промышленности для органического синтеза.

Повышение качества светлых нефтепродуктов и в особенности увеличение октанового числа бензинов и повышение их стабильности может быть достигнуто использованием каталитического риформинга.

Каталитический риформинг является своеобразным крекингом, но в отличие от каталитического крекинга проводится под давлением в среде водорода и в присутствии катализаторов другого типа.

Использование водорода и катализаторов позволяет не только затормозить отложение кокса на катализаторе, но и значительно снизить содержание серы в бензине при получении его из сернистых нефтяных фракций. Такой эффект достигается каталитическим отщеплением атомов серы и их последующим гидрированием, что позволяет связать серу до газообразного, легко оделяемого сероводорода.

Разнообразные варианты каталитического риформинга отличаются друг от друга температурой процесса, давлением, используемыми катализаторами и методами их регенерации.

Наибольшее распространение получил так называемый платформинг - процесс каталитической переработки лёгких нефтяных фракций, проводимый на платиновом катализаторе (платина на окиси алюминия) в среде водорода при температуре 500 0С. Обычно в качестве лёгких нефтяных фракций используются низкооктановые бензины прямой перегонки, либо бензинолигроиновая смесь.

В результате одновременно протекающих реакций расщепления молекул, гидрирования, изомеризации и образования ароматических соединений при платформинге можно получить в зависимости от давления высококтаноовый бензин, либо ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилол). Так, например, если платформинг проводится под давлением от 15 до 30 атм., то образуется высококачественный бензин с октановым числом 98. Такой бензин отличается малым содержанием серы и высокой устойчивостью при хранении и применении.

Независимо от условий процесса при каталитическом риформинге наряду с жидкими продуктами получается от 5 до 15% газов, содержащих водород, метан, этан, пропан, бутан и изобутан. Некоторые из этих газообразных углеводородов служат сырьём для производства метанола, формальдегида, дивинила, пропилена и высокооктановых добавок к бензолу.4. Переработка нефтяных газовГазообразные углеводороды широко используются в качестве топлива и сырья для нефтехимического синтеза. В первом случае нет необходимости разделения углеводородов на индивидуальные компоненты. Их природные смеси могут быть непосредственно использованы как целевые продукты.

Во втором случае чаще всего требуются индивидуальные углеводороды или их узкие фракции.

Разделение смеси газов на индивидуальные компоненты или пригодные для дальнейшей переработки технические фракции осуществляется следующими методами: компрессорным, абсорбционным, конденсационно-ректификационным при низких температурах, адсорбционным.

Компрессорный метод, основанный на повышении давления с последующим охлаждением, приводящим к конденсации высококипящих газов, в настоящее время применяется очень редко, в основном для подготовки газа к его транспортированию.

Абсорбционный метод состоит в промывке газа под давлением и охлаждении жидким абсорбентом. Насыщенный абсорбент поступает в десорбер, где происходит отгонка поглощённых газообразных углеводородов, которые затем охлаждают. Сконденсировавшиеся газы, в основном С3-С4, подвергают в дальнейшем ректификации.

Конденсационно-ректификационный метод (или способ низкотемпературной ректификации) состоит в использовании одновременно высокого давления и низкой температуры при сжижении и ректификации газов.

Адсорбционный метод основан на способности некоторых твёрдых веществ избирательно поглощать различные компоненты газа.

Завершающей стадией разделения газовых смесей является ректификация. Она применяется для получения индивидуальных углеводородов высокой чистоты.

Разделение газовых смесей осуществляется на сложных газофракционных установках (ГФУ).

Некоторые газы, получаемые на этих установках, поступают на последующую переработку в процессах полимеризации, алкилирования и изомеризации.

Полимеризацией и алкилированием газов крекинга, пиролиза и других процессов переработки нефтяных фракций получают дополнительно различные сорта бензинов (полимер-бензин, алкил-бензин, пиробензол), либо его высококачественные компоненты.

Каталитической полимеризацией бутиленовой фракции с последующим гидрированием образовавшегося соединения синтезируют технический изооктан, а алкилированием бутанбутиленовой фракции - алкилат. Оба этих продукта являются высокооктановыми компонентами моторных топлив.

Некоторые индивидуальные углеводороды могут быть использованы для производства топлива без какой-либо химической переработки.

Так, например, пентан и нормальный бутан после выделения из газовой смеси закачиваются в бензин для повышения их октанового числа и испаряемости. Пропан, бутан и пропан-бутановая смесь в сжиженном виде применяются как топливо для газобаллонных двигателей и для бытовых целей.

Со многих нефтеперерабатывающих, а также с газобензиновых заводов продукты (сжиженный газ, С3- и С4-фракции, газы нефтепереработки и попутный газ, парафин, ароматические углеводороды и др.) передаются для дальнейшей переработки на комбинаты нефтехимической промышленности. Эта отрасль химической промышленности осуществляет органический синтез на основе продуктов переработки нефти.

Там они разделяются специальными приёмами на индивидуальные углеводороды, которые затем перерабатываются физико-химическими или химическими методами в различные продукты.

Физико-химические методы переработки заключаются в воздействии на углеводороды в присутствии или отсутствии катализаторов высоких или низких температур, повышенных давлений и вакуума.

Химические методы основаны на действии кислот, щелочей, окислителей, галогенов, водорода и других реагентов, вызывающих протекание реакций нитрования, сульфирования, окисления, галоидирования, гидрирования, гидролиза, изомеризации, полимеризации и т. п. Эти приёмы переработки превращают углеводороды нефтяных газов в ценные химические продукты.5. Очистка и стабилизация нефтепродуктов Очистка нефтепродуктов является завершающей стадией в производстве моторных топлив и смазочных масел. Она необходима потому, что получаемые при перегонке и крекинге продукты содержат алкены, сернистые, кислородсодержащие и азотистые соединения, которые обуславливают нестабильность их свойств, способность давать нагар в цилиндрах двигателей, тёмный цвет, неприятный запах и т.п. Существуют химические и физико-химические методы очистки. К химическим методам относят очистку серной кислотой и обработку водородом -гидроочистка, к физико-химическим - адсорбционные и абсорбционные методы очистки.Стабилизация нефтепродуктов

Очищенное жидкое топливо и смазочные масла в ряде случаев оказываются неустойчивыми при хранении. Причиной этого являются медленно протекающие реакции окисления непредельных и легко полимеризующихся углеводородов. Такие окислительные процессы сопровождаются образованием смолистых веществ и различных осадков, увеличивающих вредное действие нефтепродуктов на тару, трубопроводы и механизмы. Для замедления окислительных процессов нефтепродукты подвергают стабилизации, добавляя к ним антиокислители. Обычно в качестве антиокислителей используются фенолы и ароматические амины.

topuch.ru

Химические свойства нефти - Справочник химика 21

    В основе методов переработки нефти и газа и применения товарных нефтепродуктов в различных областях народного хозяйства лежат физико-химические процессы. Управление этими процессами требует глубокого знания физических и физико-химических свойств газа, нефти, нефтяных фракций, составляющих их углеводородов и других органических соединений нефтяного сырья. Одни из констант, характеризующих эти свойства, входят в формулы для расчетов нефтезаводской аппаратуры, другие используются для контроля производства, третьи прямо или косвенно отражают эксплуатационные свойства нефтепродуктов, являясь, таким образом, условными показателями их качества. Ниже рассмотрены основные показатели физико-химических свойств нефти и нефтепродуктов. [c.34]     ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕФТЕЙ И НЕФТЕПРОДУКТОВ [c.34]

    Гл. III. Физико-химические свойства нефтей и нефтепродуктов [c.36]

    ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕФТИ  [c.75]

    СОСТАВ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕФТИ [c.17]

    Основными факторами, определяющими стойкость нефтяных эмульсий, являются физико-химические свойства нефти, степень дисперсности (размер частиц), температура и время существования эмульсии. Чем выше плотность и вязкость нефти, тем устойчивее эмульсия. Степень дисперсности зависит от условий образования эмульсии и для системы вода в нефти колеблется в пределах 0,2— 1О0 мк. При размерах капель до 20 мк эмульсия считается мелкодисперсной, в пределах 20—50 мк — среднедисперсной и свыше 50 мк — грубодисперсной. Труднее поддаются разрушению мелкодисперсные эмульсии. Чем выше температура, тем менее устойчива нефтяная эмульсия. Эмульсии способны стареть , т. е. повышать свою устойчивость со временем. При этом поверхностные слои приобретают аномалию вязкости, возрастающую со временем в сотни [c.178]

    В этом отношении большую помощь мне оказал мой ученик, горный инженер И. Л. Гуревич, подобравший для первой части курса весь необходимый иллюстрационный материал, снабженный им надлежащим описанием. Кроме того, он внес некоторые дополнения в ту часть курса, где трактуется о физических и химических свойствах нефти, в особенности о ее переработке, и освежил в некоторых случаях статистический материал. Вследствие того, что за последние годы в области нефтяной геологии появилось очень много нового, весьма интересного материала в виде переводной литературы, содержащей сведения об иностранных нефтяных месторождениях, в особенности о месторождениях Соединенных Штатов, а также полученного в результате непосредственного изучения нефтяных месторождений Советского Союза и систематического наблюдения над разработкой старых нефтяных районов СССР, вторая часть курса, трактующая об условиях залегания нефти в земной коре, подверглась коренной пере- [c.5]

    В следующих главах, по соображениям педагогического характера, я знакомлю читателя с физическими и химическими свойствами нефти и привожу примеры, как они, эти свойства, используются при переработке нефти, указывая, что изучение этих свойств составляет научную основу переработки нефти, а эта последняя, в свою очередь, должна вести к еще более глубокому познанию свойств нефти. [c.8]

    Это предварительное ознакомление с физико-химическими свойствами нефти помогает дальнейшему пониманию книги. [c.8]

    Основные фи ик0 химические свойства нефтей Башкирской АССР [c.78]

    Основные физико-химические свойства нефтей Пермской области приведены в таблице 17. [c.75]

    Основные физико-химические свойства нефтей Татарии приведены в таблице 19. [c.77]

    Основные физико-химические свойства нефтей Башкирской АССР представлены в таблице 18. [c.77]

    Товарные качества нефтей и нефтяных фракций характеризуются помимо фракционного и химического состава также многими показателями их физико-химических свойств. Некоторые из них входят в ГОСТы на товарные нефтепродукты, косвенно или нелосредственЕго характеризуя их эксплуатационные свойства. Другие показатели используются для лабораторного контроля и автоматического регулирования т ехнологических процессов нефтепереработки. Значения показателей физико-химических свойств нефтей и их срракций необходимы для расчета нефтезаводской аппаратуры. [c.79]

    Для современных промышленных установок, перерабатывающих типовые восточные нефти, рекомендуются следующие фракции, из которых составляются материальные балансы переработ-. ки бензин 62—140°С (180°С), керосин 140 (180)-240°С, дизельные топлива 240—350 °С, вакуумные дистилляты 350—490 °С (500 °С), тяжелый остаток — гудрон >490(500 °С). Нефти сильно различаются по фракционному составу. Некоторые нефти богаты содержанием компонентов светлых, и количество в них фракций, выкипающих до 350 °С, достигает 60—70 вес. %. Фракционный состав нефтей играет важную роль при составлении и разработке технологической схемы процесса, расчете ректификационной системы и отдельных аппаратов установки. Температуры выкипания отдельных фракций зависят от физико-химических свойств, нефти. Последние учитываются при разработке и выборе схем первичной переработки, аппаратурном и материальном оформлении установки. Так, при переработке нефтей, содержащих серу, требуются дополнительные процессы гидроочистки для обессеривания нефтепродуктов, а для парафинистых нефтей — депарафинизацион-ные установки по обеспарафиниванию фракций, особенно кероси-но-газойлевых. Для проектирования новых установок необходимо разработать соответствующий регламент и получить нужные рекомендации. [c.23]

    Величина коэффициента вытеснения т)выт зависит от физических и химических свойств нефти, пластовой воды, газа, горной породы и вытесняющего агента. Пласт с насыщающими его флюидами представляет собой систему с развитой площадью межфазных поверхностей типа горная порода — нефть, горная порода — вода, вода — нефть и т. д. Коэффициент вытеснения повыщается с увеличением смачивающей способности вытесняющего агента поверхности поровых каналов и с уменьщением поверхностного натяжения на границе нефть — вода. Величина коэффициента контактирования Лконт зависит от геометрической конфигурации нефтяного [c.45]

chem21.info

Реакции переработки нефти - Справочник химика 21

    Реакции переработки нефт,и [c.605]

    К числу важнейших задач, поставленных перед нефтеперерабатывающей промышленностью СССР, относится углубление переработки нефти с целью получения максимального выхода моторных топлив высокого качества и сырья для нефтехимического синтеза. Одним из наиболее распространенных процессов, обеспечивающих эффективное решение этих проблем, является каталитический крекинг флюид (ККФ). Это обусловливается следующими его достоинствами осуществление процесса при низком давлении и в аппаратах простой конструкции наличием значительных ресурсов сырья, начиная с керосино-газойлевой фракции и кончая гудроном высокими выходами (до 90%) ценных продуктов высокооктанового бензина, легкого газойля-компонента дизельных топлив, сжиженных газов -сырья для производства метил-третичного бутилэфира (МТБЭ) и алкилатов, тяжелого газойля - сырья для производства технического углерода, игольчатого и электродного кокса возможностью повышения мощности установок и их блокирования с другими возможностью удовлетворительного решения проблем безостаточной переработки нефти и охраны окружающей среды более высоким по сравнению с термическим крекингом качеством продуктов. В продуктах ККФ практически отсутствуют сухие газы (С1 и Сг), промежуточные продукты реакций уплотнения (например, смолы, асфальтены и карбены, образующие крекинг-остаток), меньше непредельных, больше парафиновых углеводородов изомерного строения, ароматических углеводородов и кокса, бедного водородом. Это свидетельствует о более глубоком протекании реакций распада, изомеризации и перераспределении водорода. Бензин обогащается водородом за счет ароматизации средних фракций и образования кокса, весьма бедного водородом. [c.102]

    Газы, получающиеся в результате высокотемпературной переработки нефти, при тех масштабах нефтедобычи, которые предусмотрены в нашей стране на ближайшие 10—15 лет, являются серьезной сырьевой базой для производства этилового и других спиртов посредством реакции гидратации олефинов. [c.337]

    Подобные смеси по-разному ведут себя при реакциях замещения и при дальнейшей переработке замещенных производных, что практически доказано многочисленными исследованиями, проводившимися в промышленных лабораториях. Даже одно и то же исходное сырье часто значительно различается по качеству. Как правило, наиболее пригодны для химической переработки нефти с преобладающим содержанием парафиновых углеводородов. Представителем нефтей этого типа является, например, пенсильванская нефть. [c.13]

    Наряду с реакциями окисления протекают также реакции деструкции (в результате чего появляются низкомолекулярные вещества, например кислоты), реакции конденсации и полимеризации, ведущие к возрастанию молекулярной массы конечных продуктов — смол. Образующиеся при окислении топлива смолы, так же как и нефтяные смолы, переходящие в топливо при переработке нефти, содержат углерод, водород, кислород, серу и азот. При этом доля двух последних элементов в продуктах окисления и уплотнения больше, чем в исходном топливе. Это указывает на существенную роль неуглеводородных органических соединений в образовании осадков и отложений. [c.52]

    Основные соображения. При переработке нефти происходят следующие реакции изомеризация, гидрирование, дегидрирование, полимеризация, крекинг, циклизация, ароматизация, обессеривание и т. д. В большей или меньшей степени все эти реакции термодинамически возможны для углеводородных систем. Однако благодаря селективному действию катализатора и подбору условий процесса — давления, температуры — многие из этих реакций подавляются (скорость реакций становится незначительной), несмотря на то, что они могут быть термодинамически чрезвычайно благоприятными. Так, нанример, гидрокрекинг парафинов проводят только при высоких температурах, несмотря на то, что и при комнатных температурах происходящие при этом реакции характеризуются сильно отрицательными стандартными свободными энергиями. [c.374]

    В заключение отметим, что существует очень много патентов по Использованию некоторых реакций окисления в различных процессах переработки нефти.  [c.93]

    В первой части книги из главы III Физические свойства нефти исключен текст о приборах и методах определения физических свойств нефти, так как этот материал частично устарел и более полно описывается в специальных учебниках. Материал о физических (глава III) и химических (глава IV) свойствах нефти дополнен Г. Д. Гальперном. Исключена глава IV Краткие сведения из органической химии в связи с тем, что эти сведения устарели и более полно и современно освещаются в учебниках и справочниках по органической химии. В главе V сокращены разделы, посвященные характеристике непредельных углеводородов, реакции углеводородов, получаемых в процессе переработки нефти, сведения о выработке нефтепродуктов и очистки нефти. По этим же мотивам исключены глава VI Характеристика важнейших нефтей в СССР и за границей и глава VII Методы переработки нефти . [c.2]

    Состояние теории в настоящее время таково, что возможно чисто качественное рассмотрение влияния среды, в которой реакция протекает, на ее скорость. Применительно к кислотному катализу жидкими кислотами в процессах, используемых в переработке нефти, можно указать на следующее. В принципе кислотный катализ может осуществляться как в кислотной фазе при растворении в ней углеводородов, так и в углеводородной при растворении в ней кислоты. Так как диэлектрическая постоянная углеводородов мала ( 2), то ионы в углеводородной фазе могут существовать только в виде ионных пар. В кислотной фазе, имеющей высокую диэлектрическую проницаемость, идет диссоциация на независимые друг от друга ионы, реагирующие со скоростью, на несколько порядков большей, чем ионы в ионных парах. Поэтому реакция всегда идет в кислотной фазе. [c.164]

    В нефтепереработке основная масса процессов сопровождается многочисленными химическими реакциями, протекающими с выделением или поглощением тепла. Тепловой эффект процесса слагается из теплот этих реакций. Для технологических расчетов реакционных устройств тепловые, эффекты процессов переработки нефти и газа либо рассчитывают по закону Гесса либо определяют путем обследования реакционных устройств промышленных установок. Последний метод более точен. [c.78]

    Учитывая это, автор включил в книгу раздел, обосновывающий расчетные соотношения в книге даны термодинамические функции углеводородов и их производных, а также описаны наиболее общие и точные методы расчета этих функций приведены данные о термодинамике простых и сложных реакций, используемых в нефтехимическом синтезе, переработке нефти, угля, природного газа. [c.7]

    Нетрудно заметить, что почти все приводимые нами сведения касаются нативных ВМС нефти. Это не случайно, так как состав и строение смолисто-асфальтовых веществ, подвергшихся термическим превращениям или вновь образовавшихся в процессах переработки нефти, зависят не столько от природы исходного сырья сколько от сугубо технологических факторов (температуры, наличия катализаторов, времени реакции и т. д.). [c.199]

    В нефтеперерабатывающей промышленности в гетерогенных системах проводят реакцию гидрогенизации тяжелых остатков от переработки нефти, синтез твердых парафинов из СО и Нг, хлорирование твердых н-парафиновых углеводородов, производят синтез технического углерода их газообразных углеводородов и другие. Равновесие в такой системе характеризуется определенными особенностями вследствие того, что в системе одновременно могут находиться газообразные, жидкие и твердые вещества. В химической схеме реакции обозначим газообразные вещества буквами Л и Лр а твердые —В/ и В .  [c.200]

    Большинство многотоннажных промышленных химических процессов — получение аммиака, серной и азотной кислот, полимерных материалов, процессы переработки нефти и многие другие протекают в присутствии катализаторов. Многие катализаторы обладают свойством селективного (избирательного) влияния на скорость химической реакции. Они ускоряют одни реакции, не влияя на скорость других. Учение о катализе —важнейший раздел химической кинетики. [c.530]

    Усовершенствование микросферического ЦСК, узла подачи тяжелого сырья, монтаж охлаждающей поверхности внутри или вне регенератора позволили постепенно повышать температуру конца кипения вакуумного газойля и затем приступить к решению главной задачи углубления переработки нефти, а именно, к крекингу мазута и гудрона, являющемуся малоотходным процессом. На первом этапе были решены трудности, связанные с переработкой кокса образующийся в процессе кокс сжигается в регенераторе, а выделяющееся при этом тепло используется для поддержания эндотермической реакции крекинга, выработки электроэнергии для компримирования воздуха, подаваемого в регенератор и водяного пара высокого давления, который не только обеспечивает полное удовлетворение потребности в паре самого процесса, но в значительных количествах отпускается на сторону. Однако этого оказалось недостаточно. Отравление катализатора обусловлено не только коксообразованием (четыре типа кокса), т.е. обратимой и необратимой дезактивацией катализатора из-за отложения на нем металлов (Ni, V, Na). В табл. 5.11 приведено сравнение качества сырья, расхода катализатора и выхода продуктов при крекинге мазута и вакуумного газойля. Видно, что коксуемость мазута в 30 раз больше, чем у вакуумного газойля, а содержание металлов и расход катализатора - соответственно в 340 и в 14 раз, несмотря на меньшую (37%) степень превращения. Большой расход катализатора делает процесс нерентабельным. Поэтому на первом этапе утяжеления сырья каталитическому крекингу подвергают прямогонный мазут благородных нефтей с содержанием металлов не более 30 мг/кг. Мазуты и гудроны с большим содержанием металлов нуждаются в предварительной подготовке. В качестве процесса предварительной подготовки гудронов выбран блок APT. На рис. 5.8 показана схема установки каталитического крекинга мазутов Эйч-Оу-Си с содержанием металлов не более 30 мг/кг или гудронов после подготовки на блоке APT. [c.128]

    В книге рассмотрены физико-химические основы процессов химической переработки нефти. Обсуждаются механизмы реакций и основные факторы, влияющие на результаты процесса. [c.2]

    Хотя механизм большинства реакций неизвестен, знания в этой области интенсивно накапливаются, что играет весьма важную роль в совершенствовании технологии химических процессов, в частности химических процессов переработки нефти. [c.27]

    В настоящее время крекинг является основным направлением переработки нефти и включает такие процессы, как крекинг тяйсёЙ1х нефтей и нефтепродуктов для получения крекинг-бензина, термическое превращение низкооктановых бензинов и лигроинов с целью повышения их октановых чисел, получение бензинов из газов крекинга путем полимеризации олефинов или алкилирования олефинами изобутана, каталитический крекинг и т. д. У нас в Союзе более 50% всего вырабатываемого бензина получается путем крекинга тяжелых нефтепродуктов. Вполне понятен поэтому тот повышенный интерес, который проявляется в настоящее время к термическим и каталитическим реакциям углеводородов и тот широкий размах исследовательских работ в этом направлении, который наблюдается в последнее десятилетие. Детальное изучение термических и каталитических реакций индивидуальных углеводородов даст возможность подвести надежную теоретическую базу под дальнейшее развитие бензиновой промышленности. [c.5]

    Аппаратура, применяемая при переработке нефти и нефтепродуктов, должна обеспечить нагревание их до высокой температуры, разделение получаемых продуктов и прн необходимости проведение каталитических реакций. [c.58]

    Тепловой эффект (теплота реакции) различных технологических процессов переработки нефти определяется экспериментально или рассчитывается. Данные о тепловых эффектах основных термических и термокаталитических процессов переработки нефти приведены в табл. 1.9. [c.39]

    Тепловые эффекты (теплоты реакции) процессов переработки нефти [c.40]

    Вместе с тем реакция изомеризации играет большую роль в современных процессах термокаталитической переработки нефти---рифор.минг, гидрокрекинг, каталитический крекинг. [c.49]

    Так, двухвалентная медь, образующаяся в реакции катализатора — одновалентной меди (см. выще) с гидроперекисями, в присутствии антиокислителя восстанавливается в одновалентную, и катализ возобновляется. В отсутствие антиокислителя он может прекратиться, так как двухвалентная медь окисления не ускоряет. В товарных топливах, не подвергавшихся глубокой очистке, особенно содержащих продукты вторичных процессов переработки нефти, практически всегда присутствуют небольшие примеси соединений, играющих роль природных антиокислителей (фенолы, некоторые серосодержащие соединения, смолистые вещества), поэтому окисление топлив в условиях хранения и применения ускоряется металлами. [c.126]

    Такой способ крекинга носит название крекинг с рециркуляцией . Ниже мы увидим, что принцип рециркуляции широко применяют в технологии переработки нефти для всех тех реакций, которые при [c.45]

    Сырая нефть, полученная из скважин, обычно подвергается прежде всего такой переработке, при которой ее компоненты, т. е. углеводороды и другие соединения, химически не изменяются. Нефть очищается и из нее выделяются отдельные фракции — бензина, керосина и других. Это направление называется первичной переработкой нефти. Отдельные фракции нефти после ее очистки могут быть подвергнуты более глубокой переработке, при которой в результате химических реакций изменяется состав фракций и получаются новые нефтепродукты. Это вторичная переработка нефти, основанная на разложении и превращении ее компонентов под действием повышенной или высокой температуры. Сюда относятся различные виды крекинга и пиролиза нефти. В этом разделе мы рассмотрим первичную переработку нефти. [c.247]

    В середине 60-х годов удалось ответить на такой важный вопрос Почему столь нежные углеводородные соединения, из которых состоит нефть, не распадаются в недрах Земли на химические элементы при высокой температуре Действительно, такое разложение вполне можно наблюдать даже в школьной лаборатории. На подобных реакциях зиждется деструктивная переработка нефти. Оказалось, что в природе дело обстоит как раз наоборот — из простых соединений образуются сложные... Математическим моделированием химических реакций доказано, что подобный синтез вполне допустим, если к высоким температурам мы добавим еще и высокие давления. То и другое, как известно, в избытке имеется в земных недрах. [c.26]

    Химика и инженера, занимающегося вопросами переработки нефти, могут заинтересовать в первую очередь такие термодинамические характеристики реакций, как значение свободной энергии АР° и теплота реакции АИ°, отнесенные к стандартным условиям. Зная численные значения этих величин при определенной температуре, можно рассчитать равновесные концентрации и тепловые эффекты. Настоящий раздел посвящается методам определения численных значений таких характеристик. В последующих разделах будет обс -ждено соотношение между изменением свободной энергии реакции и равновесием и применение этого соотношений к решению практических задач. [c.359]

    Реакции каталитической ароматизации занимают исключительно важное место в современных методах переработки нефти. На пих основаны процессы получения бензола, толуола, ксилолов и аролгатизированных бензинов каталитического риформинга. Бензо и толуол получают методом пиролиза нри весьма жестких термических условиях процесса (порядка 700° С) с низким выходом целевых продуктов па исходное сырье. [c.486]

    Гипотеза о пр6ме1куточном образовании карбониевых ионов плодотворно примененная для объяснения механизма многих реакций в органическойк химии успешно использована и для объяснения механизма ионных реакций, протекающих в процессах переработки нефти. Основные обобщения сделаны применительно к каталитическому крекингу но могут быть, с определенной ревизией, использованы и для процессов гидрогенизации. Эти обобщения, получившие название карбониево-ионной теории, в первую очередь должны были объяснить различия протекания каталитического и термического крекинга. [c.119]

    Увеличение производства дизельных топлив (табл. VII. ) при задаипом объеме переработки нефти может быть достигнуто прежде всего путем более широкого использования газойлей вторичного происхождения, в частности, легкого газойля каталитического крекинга. Однако при использовании на установках ККФ современных цеолитсодержащих катализаторов (предназначенных для производства максимального количества бензина) выход и цетановое число крекинг-газойля крайне невелики (табл. УП.2). Для улучшения этих показателей необходимо значительно снизить жесткость режима процесса и использовать сравнительно малоактивные катализаторы. Наряду с разработкой новых специальных катализаторов, характеризующихся низкими скоростями реакций с переносом водорода и обеспечивающих получение газойля со сравнительно невысоким содержанием ароматических соединений (и высоким цетановым числом), в США рассматривается также возможность перехода с современных цеолитсодержащих катализаторов обратно на малоактивные аморфные катализаторы 50— 60-х годов. Значительного повышения це-танового числа крекинг-газойля можно достигнуть путем его гидроочистки в жестких условиях (см. табл. УП.2), Однако часто этот процесс сопряжен с очень высоким расходом водорода и чрезмерно большими эксплуатационными расходами. В этом случае экономичнее может оказаться экстрактивное удаление ароматических соединений или применение присадок, повышающих цетановое число. [c.165]

    Задачами этой книги являются изложение современных данных о термодинамике, кинетике и механизмах реакций, лежащих в основе химических процессов переработки нефти, и анализ влияния различных факторов на результаты процессов. Сопоставление и анализ различных представлений о механизмах рассматриваемых реакций потребовали бы сильного увеличения объема книги. Поэтому приведены механизмы реакций, представляющиеся автору наиболее обскнованнымн в настоящее время. [c.3]

    Решение проблемы углубления переработки нефти требует, прежде всего, разработки рациональной схемы переработки тяжёлых нефтяных, рстатков. С увеличением молекулярной массы, нефтяного сырья возрастает его вязкость, растет концентрация гетеросоединений,серы, асфа-тьтосмолистых веществ, что значительно ухудшает т0ХШ1ко-эко-номические показатели каталитических гидрогенизационных процессов. При вовлечении остатков в сырьё процесса гидрообессеривания расход водорода достигает 140 м т, производительность катализатора снижается до 2-3 м /кг, рабочее давление в зоне реакции [c.108]

    Углубление процесса переработки нефти, или, что то же самое, повышение степени ее использования и повышение выходов ценных товарных нефтепродуктов — высококачественных моторных топлив и химических продуктов, стало в наше время одним из актуальнейших направлений совершенствования технологии переработки нефти. Основным резервом для эффективного решения этой задачи является тяжелая, или высокомолекулярная, часть нефти, составляющая при нынешней технологии переработки нефти 25—30% от поступившей в переработку сырой нефти и получившая название тяжелые нефтяные остатки . Если учесть, что больше половины этих остатков составляют так называемые неуглеводородные компоненты нефти, или смолисто-асфаль-теновые вещества, то станет ясно, какое большое научное значение и практическую актуальность приобретает проблема изучения состава, строения, свойств, химических реакций и основных направлений химической переработки и технического исиользова-Ш1Я нефтяных смол и асфальтенов. Вполне понятно поэтому, что эта область химии и технологии и геохимии нефти все больше и больше привлекает к себе внимание исследователей и инженеров. За носледние годы заметно расширилась география исследований в этой области и увеличилось число публикаций по составу, структуре и методам исследования смол и асфальтенов. Опубликованные материалы рассредоточены в многочисленных специальных периодических изданиях разных стран и поэтому труднодоступны. Обобщающие монографические работы по смолисто-асфальтено-вым веществам нефти отсутствуют. В монографии одного из авторов Высокомолекулярные соединения нефти , второе издание которой вышло в 1964 г. на русском и в 1965 г. — на английском языке, несколько специальных глав посвящены этому вопросу. [c.3]

    Научное завещание великих корифеев русской науки Д. И. Менделеева и В. И. Вернадского двадцатому веку в исследовании и химической переработке нефти совпадает с основной технической тенденцией в развитии химической и нефтехимической промышленности в Советском Союзе — полная и безостаточная переработка и использование химического сырья в замкнутом технологическом цикле. Отсюда следует логический вывод, что наряду с решением одной из важнейших народнохозяйственных про блем современности — глубокой переработкой тяжелых нефтяных остатков, надо разрабатывать научные основы комплексной безостаточной химической переработки нефти, базирующейся на прочном фундаменте детальных исследований элементного состава, химического строения и химических реакций всех входящих в состав нефти химических компонентов в их неизменном состоянии. [c.37]

    Изменения в структуре углеродного скелета свидетельствуют о реакции дегидроконденсации, преимущественно за счет гексамети-леновых колец. Особенно рельефно проявляется такой характер изменения углеродного скелета в смолисто-асфальтеновых веществах в процессах высокотемпературной переработки нефти. Этим и обусловлено различие в свойствах и строении нативных асфальтенов и асфальтенов, выделенных из тяжелых нефтяных остатков, полученных на различных стадиях высокотемпературной переработки нефти. Несмотря на аналогию в строении углеродного скелета, наблюдается резкое качественное различие в элементном составе высокомолекулярных углеводородов нефти и нефтяных смол. Первые имеют чисто углеводородную природу, т. е. полностью состоят из атомов углерода и водорода, вторые относятся к высокомолекулярным неуглеводородным компонентам нефти и, кроме углерода и водорода, содержат в своем составе О, 8, N и металлы, суммарное содержание которых может достигать 10% и более. В высокомолекулярных же углеводородах лишь в случае сернистых и высокосернистых нефтей могут присутствовать более или менее значительные примеси сераорганических соединений, близких по строению углеродного скелета к высокомолекулярным углеводородам. [c.40]

    Процессы переработки нефти и газа претерпели в своем развитии как качественные, так и количественные изменения, вытекающие из задач развития народного хозяйства нашей страны. В настоящее время в нефгегазоперерабатывающей и нефтехимической промышленности широкое применение находят совмещенные процессы, для которых характерно использование многофункциональных аппаратов с одновременным протеканием стадий реакции, тепло- и массопереноса. Особенно актуально использование многофункциональных аппаратов в малогабаритных малотоннажных установках переработки углеводородного сырья для доведения показателей качества целевых продуктов до требований стандартов. [c.6]

    В целях увеличения ресурсов сырья для риформинга можно использовать бензины, полученные при вторичных процессах переработки нефти. Такие бензины нуждаются в очистке, так как содержат довольно много серы (0,3—1,6%), азота (до 0,005%) и непредельных углеводородов (до 60%). Данные [70] о подготовке бензинов прямой перегонки и термического крекинга к каталитиче-скому риформингу приведены в табл. 15. Опыты проводили на установке при повышенном давлении с рециркуляцией газообразных продуктов реакций. При гидроочистке использовали алюмоко-бальтмолибденовый катализатор, а при каталитическом риформинге— алюмоплатиновый. Подобранные условия гидроочистки (380°С, 5 МПа, циркуляция 500 л водородсодержащего газа на [c.120]

    При настоящем состоянии технологии переработки нефти термин крекинг не в состоянии уже охватить все многообразие термических и каталитических реакций углетодородов и означает только те реакции, с оомощыо которых получают бенаины крекинга из вышекипящих нефтяных продуктов. Однако для краткости в дальнейшем изложении мы будем иногда применять понятие крекинг и для обозначения всей суммы термических и каталитических, превращений углеводородов (разложение, конденсация, полимеризация, изомеризация и т. д.). [c.5]

    У-равнения изменеиия свободной энергии реакции вычислены в настоящее время для большинства реакций, которые будут нас интересовать яри рассмотрении отдельных процессов деструктивной переработки нефти. С этими ура не-ниями, позволяющими находить условия, при кот Эрых возможна та или иная реакция, мы познакомимся поздаее. [c.92]

chem21.info

Химические свойства п реакции парафинов

из "Высокомолекулярные неуглеводородные соединения нефти-64"

Инертность парафинов к реакциям присоединения объясняется тем, что все свободные связи углеродных атомов насыщены в них до предела водородом, т. е. вся свободная энергия связи в молекуле использована на образование связей С—Н. Химическая пассивность парафинов объясняется также и тем, что все связи в их молекулах являются гомеополярными. Парафины разветвленного строения, имеющие в молекуле один или несколько третичных атомов углерода, более реакциопноспособны, чем нормальные парафины, они пегко вступают в реакции замещения с азотной и серной кислотами л другими реагентами. [c.54] Прямое соединение углерода с водородом удается осуществить лишь при температурах выше 1200° С. При низких температурах связи С—Н в предельных углеводородах весьма прочны, что и объясняет высокую химическую стабильность этих углеводородов при умеренных температурах. С повышением температуры прочность связи С—Н понижается, а реакционная способность парафинов повышается. Следовательно, стойкость и химическая пассивность предельных углеводородов не являются неизменными их свойствами. Изменением внешних условий реакции (температура, катализатор, излучение) удается разбудить реакционную способность этих углеводородов, и они вступают в самые разнообразные химические реакции. [c.54] Сравнение реакционной способности углеводородов разных классов показывает, как сильно она зависит от температуры. Так, при нормальной температуре химически наиболее стойкими из всех классов углеводородов являются предельные углеводороды, а при температуре 500—800° С — ароматические углеводороды предельные же углеводороды становятся весьма нестойкими и легко подвергаются химическим превращениям. Толуол оказывается боле термически стойким, чем к-гептан [26]. В присутствии катализаторов реакционная способность предельных углеводородов проявляется при значительно более низких температурах. Реакционная способность парафиновых углеводородов при высоких температурах возрастает с увеличением молекулярного веса углеводородов. Низший член парафиновых углеводородов — метан — начинает в заметной степени подвергаться термическому разложению лишь при температурах выше 900° С [27 ], к-гексан разлагается уже при 520 С [28], а твердые парафины ( ao—С б) крекируются при 400 С. [c.55] В 1869 г. В. В. Марковников следующим образом характеризовал парафиновые углеводороды Едва ли между органическими веществами найдется другой столь обширный и малоизвестный класс, как предельные углеводороды. Количество исследований, посвященных этим соединениям, сравнительно столь незначительно, что мы почти ничего не знаем о их химических превращениях, а между тем это соединения, которые могут служить исходным пунктом для получения множества других веществ. По составу своему они представляют в то же время особенный интерес как простейшие углеродистые соединения, т. е. такие, где характер вещества не усложняется вследствие накопления в частице различных элементов. Зная ту долю влияния, которая принадлежит каждому паЮ углерода и водорода в составе углеводородной частицы, мы с большим основанием могли бы предвидеть направление реакций в других телах более сложного характера [29]. [c.55] Ниже кратко рассматриваются лишь наиболее характерные реакции парафинов. Вопросы химической переработки нефтяных парафинов подробно освещены в литературе [179], поэтому рассматривать их в нашей монографии нет необходимости. [c.55] Детально изучая реакцию хлорирования, Марковников установил, что хлор прежде всего замещает атом водорода, соединенный с наименее гидрогенизированным атомом углерода при дальнейшем хлорировании второй атом хлора направляется к уже содержащему хлор атому углерода, если же это невозможно (например, в случае третичного атома), то к соседнему с ним наименее гидроге-низированному атому углерода. Это правило Марковникова не является абсолютным, так как направление хлорирования в сильной степени зависит от условий проведения реакции (температуры, освещения, катализатора и др.). [c.56] Второй реакцией, оказавшей очень сильное влияние на познание химической природы парафинов и на направления использования их как химического сырья, явилась реакция нитрования. Коновалов [31—33] показал, что при нагревании предельных углеводородов в запаянных трубках с разбавленной (13%-ной) азотной кислотой при 130—140° С углеводороды вступают в реакцию замещения атом водорода предельного углеводорода замещается группой N02 и в результате получается нитропроизводное парафинового углеводорода. [c.56] Изучением механизма реакции нитрования занимались многие исследователи. Критический обзор этих работ можно найти в статье Титова [391. [c.57] Достаточно полную характеристику современного состояния проблемы нитрования углеводородов и некоторых других органических соединений дал Топчиев [40] в монографии, опубликованной В 1956 г. [c.57] В последнее время удалось осуществить реакцию сульфирования парафиновых углеводородов среднего и высокого молекулярного веса при помощи дымящей серной кислоты и получить сульфокислоты, щелочные и щелочноземельные соли которых нашли применение в качестве моющих средств. При высокой температуре (600— 650° С) предельные углеводороды взаимодействуют с элементарной серой с образованием сульфидов и других сераорганических соединений [41]. [c.57] Применение катализаторов позволило гладко провести реакцию алкилирования олефинами низкомолекулярных парафиновых углеводородов (С4—Сб) разветвленного строения [42—44]. Этот способ применяется в крупнозаводских масштабах для получения парафиновых углеводородов Се—Сю разветвленного строения, которые приобрели большое практическое значение как высококачественные компоненты моторных топлив и как ценное химическое сырье. [c.57] Было показано [56], что при жидкофазном окислении парафиновых углеводородов в присутствии борной кислоты образуются гликоли они были получены в виде сложных эфиров уксусной кислоты и выделены хроматографически. [c.59] Техническое и бытовое использование высших предельных спиртов будет, несомненно, непрерывно расширяться по мере увеличения размеров их производства. [c.59] В соответствии с решениями XXII съезда и декабрьского (1963 г.) Пленума ЦК КПСС производство продуктов нефтехимического синтеза в ближайшие годы должно быть резко увеличено. Производство высших предельных спиртов методом прямого окисления высокомолекулярных парафинов будет способствовать решению этой проблемы. [c.59] Окисление парафина воздухом при повышенных температурах значительно ускоряется в присутствии катализаторов [58, 59]. В качестве катализаторов применяют соли тяжелых металлов высших жирных кислот, а также высокомолекулярные спирты и кетоны, выделенные из продуктов окисления парафина. В этом случае окисление идет более глубоко, и в качестве основных продуктов реакции образуются карбоновые кислоты и нейтральные карбонильные соединения. [c.60] Из продуктов глубокого окисления парафина были выделены предельные спирты С,—альдегиды g—[62] и кислоты С4-С9 [631. [c.60] В отличие от карбамида, который образует кристаллические комплексы с соединениями, обладающими длинными неразветвленными углеводородными цепями, тиокарбамид образует аналогичные комплексы с соединениями, содержащими разветвленные парафиновые цепи и даже циклические элементы структуры. [c.61]

Вернуться к основной статье

chem21.info