Hvernig á að fá alkan úr alkani? Hvað er hægt að fá úr alkani?

Rannsóknin á uppbyggingu lífrænna efnasambanda, efnafræðilegir eiginleikar sem þeir sýna í viðbrögðum, leyfa framleiðslu á ýmiss konar vörum og vörum úr sömu hráefnum. Vinnsla á framleiddum vetniskolefnum leysir mörg vandamál. Við spurninguna: "Hvernig á að fá alkan úr alkani?" Efnafræðin og æfingin af olíu sprunga gefa tæmandi svör. Skulum líta á vandamálið í tengslum milli mismunandi flokka vetniskolefna, svo og afleiður þeirra. Helstu áhersla verður lögð á iðnaðaraðferðir við vinnslu hráefna sem innihalda kolefni.

Erfðafræðileg tengsl lífrænna efna

Á fyrstu stigum náms og að fá kolvetni og afleiður virtist efnafræðingarnir að þessar hópar voru einangraðar frá hvor öðrum. Smám saman uppsöfnuð upplýsingar skjóta ljósi á erfðafræðilega tengsl helstu flokka efna. Helstu viðleitni miðar að því að finna leiðir til að breyta uppbyggingu og auka fjölbreytileika samskipta. Mikilvægustu vandamál fræðilegra rannsókna og tilrauna:

• Hvernig á að fá alkan úr alkani;
• Hvernig á að vinna úr kolum, hráolíu og jarðgasi;
• Hvernig á að framkvæma dehýdrógenun fullkominna kolvetna;
• Frá alkaninu til að fá alkýn (asetýlen).

Vísindamenn og sérfræðingar voru sannfærðir um að margar gagnkvæmar umbreytingar séu frá einum kolvetni til annars.

Hagnýtt mikilvægi erfða tenginga helstu tegundir efnasambanda

Einingu kolvetnis efnasambanda var sýnt í vinnslu myndunar lífrænna efnafræði sem vísindi og útibú framleiðslu. Í þróun þessa vandamála - hvernig á að fá alkan úr alkani - Rússneska og Sovétríkjanna lífræn efnafræðingar skiluðu verulegu framlagi. Mörg af hvarfasamsetningunum sem notuð eru í þessu skyni eru hvataferli, framkvæmdar með flóknu tækni. Loka tengsl og gagnkvæm umbreyting lífrænna efnasambanda eru notuð til að leysa ýmsar hagnýtar vandamál, þar á meðal:

• Að fá frá einni tegund hráefni af mismunandi tegundum efna;
• Framleiðsla á flóknum vörum með einföldum efnasamböndum og öfugt;
• Slepptu ýmsum vörum sem eru í mikilli eftirspurn;
• Efnahagslíf alvarlega tæma náttúrulega kolvetnisauðlindir;
• Skynsamlega notkun olíu og gas bera lag, koltjöru, eldföstum shales, mó.

Samsetning náttúrulegra kolefnisupptaka

Kolvetni af öllum gerðum er að finna í eðli sínu í umtalsverðu magni. Þau þjóna sem upphafsefni til vinnslu og að fá lífræna efnasambönd með mismunandi samsetningu. Mikilvægustu uppsprettur alkana og alkenes:

1. Jarðgas. Innihald endanlegs metan kolvetnis í mismunandi innlán nær 80-98%. Önnur efnasambönd: köfnunarefni, koltvísýringur, etan, própan, bútan.
2. Olía. Einstaka blandan af myndbrigðum vetniskolefna úr mismunandi innfnum er mismunandi í samsetningu. Í sumum tegundum "svörtu gulli" alkana ríkja, aðrir samanstanda af cycloparaffins og vettvangi. Dome tengd jarðolíu lofttegundir innihalda einnig paraffín.
3. Kók. Framleiðsla kols sem nauðsynleg er til bræðslu fylgir framleiðslu koltjört sem inniheldur meira en 400 hluti, aðalatriðin eru arenas.
4. Grænmeti og matur hráefni eru stór og fjölbreytt hópur, þar á meðal tré, fræ og ávextir iðnaðar ræktunar, dýrafita.

Mögulegar umbreytingar milli lífrænna efnasambanda

Í innlendum "svörtu gulli" eru sýklóalkanar eða naftenar oft til staðar. Meðhöndlun hráefna gefur fullkominn hringlaga kolvetni sem inniheldur 5-7 C atóm í hringnum, þau hafa mestu hagnýta þýðingu. Hvernig frá alkani til að fá sýklóalkan, ef forðinn af naftenum er tæma? Til að fá takmarkaðan hringlaga vetniskolefni úr mettaðum acýklískum efnasamböndum er notað dehydrocyclization aðferð. Keðjur með 4 eða fleiri C atóm eru lokaðar, stöðug hringrás myndast. Aðrar dæmigerðar umbreytingar á lífrænum efnum geta komið fram í einföldum kerfum:

• Olía → vetniskolefni → alkanar → karboxýlsýrur.
• Náttúruleg gas → jaðri kolvetni → karboxýlsýrur.
• Kol → Kolvetni → alkan → ómettað kolvetni → fjölliður.
• Olía → vetniskolefni → arenas → bensen → ísóprópýl-bensen → asetón, fenól.
• Náttúruleg gas → ómettað vetniskolefni → etanól.
• Kola → metanól.
• Olía → vetniskolefni → alkenes → bútadíen og ísópren.

Við skulum íhuga nánar hvaða efnasambönd geta verið fengin vegna erfðafræðinnar sambands lífrænna efna.

Hvernig á að fá alkan úr alkani

Í iðnaði eru nánast allar tegundir af kolvetnum kolvetni úr olíu og gasi. Olíuhreinsun er nútímaleg aðferð til að fá alkan úr alkani:

A) Vökvamengandi kolvetni gefur beina eimingu olíu (lágt ávöxtun markverðs).

B) Hita- og hvataolíu sprunga er notuð til að auka hlutfall ljóssbrota, bæta gæði kolvetna sem framleidd eru (bensín, steinolíu). Í sólhlutanum af olíu er hexadecan til staðar, sem á meðan decay gefur dodecane og bútýlen. Dodecan, sem er undir undirþynnu steinolíu, fer enn frekar niður, frá því er takmörkuð kolvatnsefnið nonan og própen (alken) fengin. Framhald á sprunga getur leitt til myndunar heptans og etýlen.

Myndbrigði og alkýlering

Katalískar myndbrigðarviðbrögð leyfa alkönunum með eðlilegu uppbyggingu til að fá greinóttan: H3C- (CH2) 3-CH3 → CH (CH3) 2-CH2-CH3. Afurðin af þessu ferli er ísópentan. Venjulegur bútan, sem er að finna í sprungagasi, er umbreytt í ísóbútan í hvatandi myndbrigðiseinkun. Afurðin sem myndast getur verið alkýleruð með ísóbútýleni í viðurvist hvata og ísó-oktan-hágæða eldsneytis. Ef etýlen er notað sem alkýlerandi efni er tilbúið neóhexan eldsneyti fæst í hvarfinu við ísóbútan.

Hvernig á að fá alken og alkadíen úr alkani

Í iðnaði eru ómettaðir, asýklískar vetniskolefni með einum tvöföldum bindiefni með olíu sprunga. Við háan hita niðurbrotsefna alkan (pyrolysis). Alkenes eru einangruð úr heildarmassi milliefna og endanlegra viðbragðaefna. Etýlen er framleitt með dehýdrógenering etans á nikkel hvata: C2H6 → C2H4 + H2 ↑. Bútan við svipaða aðstæður gefur 2-búten, samtímis myndun etans og etýlen. Dehýdrógenering gerir okkur kleift að finna lausnir á vandanum um hvernig á að fá alkadíen úr alkani. Með því að fjarlægja tvo vetnissameindir úr kolvetni með 4 kolefnisatómum í þrepum, koma eftirfarandi umbreytingar fram: bútan → búten → bútadíen. Endanleg vara er mikilvæg fyrir framleiðslu á tilbúið gúmmíi. Á svipaðan hátt við bútadíen er annar fjölliður fenginn sem líkir eftir dýrmætum eiginleikum náttúrulegs hliðstæðu: ísópentan → ísópren → ísópren gúmmí.

Hvernig á að fá asetýlen úr alkani

Kolvetni með einum þreföldum skuldabréf - asetýlen - er mjög mikilvægt í iðnaði, byggingu og öðrum atvinnugreinum. Elsta aðferðin við að fá þetta einföldustu alkyne er vegna virkni vatns á föstu stykki af kalsíumkarbíði. Þessi aðferð var skipt út fyrir sprungu jarðgas. Nú í efnaiðnaði, þeir vita hvernig á að fá alkynið úr alkaninu með minnstu kostnaði. Í sérstökum tækjabúnaði við háan hita eða undir áhrifum rafmagns losunardehýdrogenering metans - ríkjandi efni jarðgas: 2CH4 → HC = CH + 3H2 fer fram. Asetýlen er mikið notað, asetaldehýði er fengin úr því, sem er frekar notað við framleiðslu ediksýru, gervisplastefni, plast, tilbúið trefjar, gúmmí og gúmmí.

Hvernig á að fá arenas frá fullkomnu kolvetni

Af paraffínum, leiða til umbreytingar leiða til bensen og afleiður þess. Ferlið aromatization var rannsakað af rússneskum og sovéska efnafræðingum á 20. öld. Kjarni verka sinna um efnið "Hvernig á að fá bensen úr benseni og samböndum hans" er dregið úr dehydrocyclization af hexani, heptani og öðrum mettaðum kolvetnum: C6H14 → C6H6 + 4H2; C7H16 → C6H5-CH3 + 4H2. Önnur leið er myndun sýklóparaffína úr asýklískum vetniskolefnum og síðan dehýdrógenering: hexan → sýklóhexan → bensen.

Hvernig á að fá etýl og önnur alkóhól úr alkani

Í fornu fari yfir spurningunni: "Hvernig á að fá áfengi úr alkan?" Ekki endurspeglast, forfeður okkar notuðu aðeins aðferðina við áfengissjúkingu á sykur innihalda afurðir undir aðgerð ger ensím. Vöxtur tæknilegs gildi etýlalkóhól leiddi til þess að leita að nýjum gerðum af hráefnum sem ekki eru matvæli til framleiðslu á etanóli. Á fyrri hluta síðustu aldar varð efnið ómissandi hráefni til framleiðslu gúmmí með aðferð Lebedev. Einn af aðferðum var spáð af A. Butlerov, sem dreymdi að ódýr aðferð við að fá etýlen myndi opna leiðina "til að fá áfengi." Heimildir ómettaðra vetniskolefna eru olía sprungnar vörur og hvatavatnun á alkanum. Etan er fengin úr etani, sem er oxað í viðurvist brennisteinssýru: C2H6 → C2H4 → C2H5OH. Vökvun annarra alkenes, sem einnig er fengin við vinnslu olíu, gefur homologues úr syntetískum etýlalkóhóli. Ókostir aðferðarinnar eru taldar upp í kostnaði við að endurmynda sýru og vernda tækið gegn ætandi áhrifum þess. Iðnaðurinn skipti yfir í aðferðina til beinnar vökvunar alkenes, þar sem fastir hvatar eru notaðir. Metanól er framleitt með oxun metans. Ethylene og homologues hans eru hráefni til framleiðslu á alkóhólum.

Hvernig frá alkani til að fá aldehýð og karboxýlsýrur

Eftir að leysa vandann af ódýrum hráefnum fyrir áfengisiðnaðinn, veit efnafræðingar hvernig á að fá aldehýðið úr alkaninu með minnstu kostnaði. Ein leiðin til að fá asetaldehýð er vökvun acetýlen. Allt ferlið fylgir kerfinu: jarðgas → CH4 → C2H2 → CH3-SON. Notkun náttúrulegra vetniskolefna til framleiðslu á etýlalkóhóli hefur aukist. Efnið er hráefni til framleiðslu karbónýl og karboxýl efnasambanda. Acetaldehýði er hægt að fá með etandehýdrógeneringu, fylgt eftir með myndun etýlalkóhóls í hvarfinu, oxun þess eða dehýdrógenering. Eitt af valkostunum er oxun etýlen: C2H6 → C2H4 → C2H4O. Hvernig á að fá karboxýlsýru úr alkani? Spurningin sem í langan tíma var í flokkum vandkvæðum. Ediksýra myndast við gerjun matvæla hráefna, með þurru eimingu tré. Tiltækar uppsprettur alkana leyfa oxun bútan og fá ódýran ediksýru: C4H10 + 2½ O2 → 2CH3COOH + H2O. Losun annarra karboxýlsýra úr takmörkuðu og ómettuðum vetniskolefnum er ákvörðuð.

Nútíma heimshagkerfi er erfitt að ímynda sér án jarðgas, olíu og kolhráefna. Af þessum náttúrulegum blöndum eru ýmis alkan einangruð sem eru notuð til að framleiða fjölda lífrænna myndunarafurða.