Paano kumuha ng alkane mula sa alkane? Ano pa ang maaari mong makuha mula sa isang alkane?

Ang pag-aaral ng istraktura ng mga organikong compound, ang mga kemikal na katangian na ipinakita nila sa mga reaksiyon, ay nagbibigay-daan sa paggawa ng iba't ibang uri ng mga produkto at kalakal mula sa parehong mga raw na materyales. Ang pagproseso ng mga gawaing hydrocarbons ay malulutas ng maraming problema. Sa tanong: "Paano makakakuha ng isang alkane mula sa isang alkane?" Ang kemikal na agham at praktika ng oil cracking ay nagbibigay ng lubusang mga sagot. Tingnan natin ang problema ng ugnayan sa pagitan ng iba't ibang uri ng hydrocarbons, pati na rin ang mga pinagkukunan nito. Ang pangunahing pansin ay babayaran sa pang-industriya na pamamaraan ng pagproseso ng mga materyal na naglalaman ng carbon.

Genetic na relasyon ng mga organic na sangkap

Sa mga unang yugto ng pag-aaral at pagkuha ng mga hydrocarbons at derivatives, tila sa mga chemists na ang mga grupong ito ay nahiwalay sa bawat isa. Agad na naipon ang impormasyon na nagpapalabas ng liwanag sa genetic na relasyon ng mga pangunahing klase ng mga sangkap. Ang mga pangunahing pagsisikap ay naglalayong maghanap ng mga paraan upang baguhin ang istraktura, pagdaragdag ng napakarami ng komunikasyon. Ang pinakamahalagang problema ng panteorya pananaliksik at mga eksperimento:

• Paano kumuha ng alkane mula sa alkane;
• Paano i-proseso ang karbon, langis na krudo at likas na gas;
• Paano isakatuparan ang dehydrogenation ng mga panghuli na hydrocarbons;
• Tulad ng mula sa alkane upang makakuha ng alkyne (acetylene).

Ang mga mananaliksik at practitioner ay kumbinsido na maraming mga kapalit na transisyon mula sa isang haydrokarbon patungo sa isa pa.

Ang praktikal na kahalagahan ng mga koneksyong genetiko ng mga pangunahing uri ng mga compound

Ang pagkakaisa ng mga compound ng haydrokarbon ay pinatunayan sa proseso ng pagbuo ng organic na kimika bilang agham at isang sangay ng produksyon. Sa pag-unlad ng problemang ito - kung paano makakuha ng isang alkane mula sa isang alkane - Ang mga Russian chemist at Sobiyet na mga chemist ay gumawa ng malaking kontribusyon. Marami sa mga pagbabagong-reaksyon na ginamit para sa layuning ito ay mga proseso ng catalytic, na isinagawa gamit ang mga kumplikadong teknolohiya. Ang mga malapit na kaugnayan at pagbabagong-anyo ng mga organic compound ay ginagamit upang malutas ang iba't ibang mga praktikal na problema, bukod sa:

• Pagkuha mula sa isang uri ng hilaw na materyales ng iba't ibang uri ng mga sangkap;
• Produksyon ng mga kumplikadong produkto na may mga simpleng compound at vice versa;
• Paglabas ng iba't ibang mga kalakal na mataas ang pangangailangan;
• Ekonomiya ng malubhang maubos na likas na yaman ng haydrokarbon;
• Ang makatwirang paggamit ng langis at gas bearing strata, alkitran ng karbon, sunugin shales, peat.

Komposisyon ng mga likas na pinagkukunan ng carbon

Ang mga hydrocarbons ng lahat ng uri ay matatagpuan sa likas na katangian sa mga makabuluhang dami. Nagsisilbi sila bilang mga panimulang materyales para sa pagproseso at pagkuha ng mga organic compound ng iba't ibang komposisyon. Ang pinakamahalagang pinagkukunan ng mga alkane at alkenes:

1. Natural gas. Ang nilalaman ng ultimate methane hydrocarbon sa iba't ibang mga deposito ay umabot sa 80-98%. Iba pang compounds: nitrogen, carbon dioxide, ethane, propane, butane.
2. Langis. Ang likas na halo ng isomeric hydrocarbons mula sa iba't ibang mga deposito ay naiiba sa komposisyon. Sa ilang mga uri ng mga "black gold" alkanes predominate, ang iba ay binubuo ng cycloparaffins at arenas. Ang dome na kaugnay ng petrolyo gases ay naglalaman din ng mga paraffin.
3. Coke. Ang produksyon ng karbon na kinakailangan para sa metalurhiya ay sinamahan ng produksyon ng alkitran ng karbon na naglalaman ng higit sa 400 mga bahagi, ang mga pangunahing mga pagiging arenas.
4. Ang mga gulay at pagkain raw na materyales ay isang malaking at magkakaibang grupo, kabilang ang kahoy, buto at bunga ng pang-industriya na pananim, mga taba ng hayop.

Posibleng mga transition sa pagitan ng mga organic compound

Sa deposito ng "itim na ginto", madalas na naroroon ang mga sikloalkanya o naphthenes. Ang pagpoproseso ng mga hilaw na materyales ay nagbibigay ng panghuli na cyclic hydrocarbons na naglalaman ng 5-7 C atoms sa singsing, mayroon silang pinakamahalagang praktikal na kahalagahan. Paano mula sa alkane upang makakuha ng cycloalkane, kung ang mga reserbang naphthenes ay maubos? Upang makakuha ng pumipigil sa mga siklikong hydrocarbons mula sa mga saturated acyclic compound, isang paraan ng dehydrocyclization ang ginagamit. Ang mga chains ng 4 o higit pang mga C atoms ay sarado, ang isang matatag na ikot ng arises. Ang iba pang mga tipikal na pagbabagong-anyo ng mga organikong sangkap ay maaaring masasalamin sa mga simpleng pamamaraan:

• Langis → hydrocarbons → alkanes → carboxylic acids.
• Natural gas → marginal hydrocarbons → carboxylic acids.
• Hard coal → hydrocarbons → alkanes → unsaturated hydrocarbons → polymers.
• Langis → hydrocarbons → arenas → benzene → isopropyl-benzene → acetone, phenol.
• Natural gas → unsaturated hydrocarbons → ethanol.
• Coal → methanol.
• Langis → hydrocarbons → alkenes → butadiene at isoprene.

Isaalang-alang natin nang mas detalyado kung aling mga kemikal ang maaaring makuha dahil sa genetic na kaugnayan ng mga organic na sangkap.

Paano kumuha ng alkane mula sa alkane

Sa industriya, halos lahat ng uri ng marginal hydrocarbons ay nagmula sa langis at gas. Ang pagdadalisay ng langis ay isang modernong pamamaraan para sa pagkuha ng mga alkano mula sa mga alkane:

A) Liquid limiting hydrocarbons ay nagbibigay ng direktang paglilinis ng langis (mababang ani ng mga target na produkto).

B) Ang thermal at catalytic oil cracking ay ginagamit upang madagdagan ang porsyento ng mga light fractions, mapabuti ang kalidad ng mga hydrocarbons na ginawa (gasolina, gas). Sa solar fraction ng langis, ang hexadecane ay naroroon, na sa panahon ng pagkabulok ay nagbibigay ng dodecane at butylene. Ang Dodecane na nasa ilalim ng gasolinahan ay sumasailalim sa karagdagang agnas, mula dito ang limitasyon ng hydrocarbon nonane at propene (alkene) ay nakuha. Ang pagpapatuloy ng pag-crack ay maaaring humantong sa pagbuo ng heptane at ethylene.

Isomerisasyon at alkylation

Ang Catalytic isomerization reactions ay nagbibigay-daan sa mga alkane ng normal na istraktura upang makuha ang branched: H3C- (CH2) 3-CH3 → CH (CH3) 2-CH2-CH3. Ang produkto ng prosesong ito ay isopentane. Ang normal na butane, na nakapaloob sa mga basag na gas, ay binago sa isobutane sa isang catalytic isomerization reaction. Ang resultang produkto ay maaaring alkylated sa isobutylene sa pagkakaroon ng isang katalista at isooctane-isang mataas na kalidad na gasolina. Kung ang ethylene ay ginagamit bilang alkylating agent, ang isang sintetikong neohexane fuel ay nakuha sa reaksyon sa isobutane.

Paano kumuha ng alkene at alkadiene mula sa isang alkane

Sa industriya, ang unsaturated acyclic hydrocarbons na may isang double bond ay nakuha na may oil cracking. Sa mataas na temperatura, ang mga alkane ay mabulok (pyrolysis). Ang mga alkenes ay nakahiwalay sa kabuuang masa ng mga intermediate at huling produkto ng reaksyon. Ang ethylene ay ginawa ng dehydrogenation ng ethane sa isang nickel catalyst: C2H6 → C2H4 + H2 ↑. Ang buto sa ilalim ng mga katulad na kondisyon ay nagbibigay ng 2-butene, sa parehong oras ang pagbuo ng ethane at ethylene. Ang dehydrogenation ay nagpapahintulot sa amin na makahanap ng mga solusyon sa problema kung paano makakuha ng alkadiene mula sa isang alkane. Gamit ang stepwise removal ng dalawang molekula ng hydrogen mula sa isang hydrocarbon ng 4 carbon atoms, ang mga sumusunod na pagbabago ay nagaganap: butane → butene → butadiene. Ang huling produkto ay mahalaga para sa produksyon ng gawa ng tao goma. Gayundin sa butadiene, ang isa pang polimer ay nakuha na ginagaya ang mga mahahalagang katangian ng isang likas na analog: isopentane → isoprene → isoprene goma.

Paano makakuha ng acetylene mula sa isang alkane

Ang hydrocarbon na may isang triple bond - acetylene - ay napakahalaga sa sektor ng industriya, konstruksiyon at iba pang mga lugar ng pang-ekonomiyang aktibidad. Ang pinakalumang paraan ng pagkuha ng pinakasimpleng alkyne ay dahil sa pagkilos ng tubig sa mga solid na piraso ng calcium carbide. Ang pamamaraang ito ay pinalitan ng natural gas cracking. Ngayon sa industriya ng kemikal, alam nila kung paano makuha ang alkyne mula sa alkane na may pinakamababang gastos. Sa mga espesyal na teknolohikal na kagamitan sa mataas na temperatura o sa ilalim ng impluwensiya ng isang de-dehydrogenation sa paglabas ng mitein - ang umiiral na sangkap ng natural na gas: 2CH4 → HC¨CHCH + 3H2 ay nagaganap. Ang acetylene ay malawakang ginagamit, ang acetaldehyde ay nakuha mula dito, na higit pang ginagamit sa produksyon ng acetic acid, artipisyal na resins, plastik, gawa ng tao fibers, rubbers at rubbers.

Paano makakuha ng arenas mula sa mga ultimate hydrocarbons

Mula sa mga paraffin, ang mga kadena ng pagbabago ay humantong sa bensina at mga derivatives nito. Ang proseso ng aromatization ay pinag-aralan ng Russian at Sobiyet na mga chemist noong ika-20 siglo. Ang kakanyahan ng kanilang trabaho sa paksang "Kung paano makakuha ng bensina mula sa bensina at mga homologo" ay nabawasan sa dehydrocyclization ng hexane, heptane at iba pang mga saturated hydrocarbons: C6H14 → C6H6 + 4H2; C7H16 → C6H5-CH3 + 4H2. Ang isa pang paraan ay ang pagbubuo ng mga cycloparaffin mula sa acyclic hydrocarbons na sinusundan ng dehydrogenation: hexane → cyclohexane → benzene.

Paano makakakuha ng ethyl at iba pang mga alak mula sa mga alkane

Sa sinaunang mga panahon sa tanong: "Paano makakakuha ng alak mula sa isang alkane?" Hindi sumasalamin, ginamit lamang ng aming mga ninuno ang paraan ng alkoholikong pagbuburo ng mga produkto na naglalaman ng asukal sa ilalim ng pagkilos ng mga lebadura enzymes. Ang paglago ng teknikal na halaga ng ethyl na alkohol ay humantong sa paghahanap ng mga bagong uri ng mga raw na materyales na hindi pagkain para sa produksyon ng ethanol. Sa unang kalahati ng huling siglo, ang sangkap ay naging isang napakahalagang materyal para sa produksyon ng goma sa pamamagitan ng paraan ng Lebedev. Isa sa mga pamamaraan ay hinuhulaan ni A. Butlerov, na pinangarap na ang isang murang paraan ng pagkuha ng ethylene ay magbubukas ng paraan "sa pagkuha ng alak." Ang mga pinanggagalingan ng unsaturated hydrocarbons ay mga produkto ng langis na crack at catalytic dehydrogenation ng mga alkane. Ang ethane ay nakuha mula sa ethane, na kung saan ay oxidized sa pagkakaroon ng sulpuriko acid: C2H6 → C2H4 → C2H5OH. Ang hydration ng iba pang mga alkenes, na nakukuha rin sa panahon ng pagproseso ng langis, ay nagbibigay ng homologues ng sintetikong ethyl alcohol. Ang mga disadvantages ng pamamaraan ay ipinahayag sa mga gastos ng muling pagbubukas ng acid at pagprotekta sa patakaran ng pamahalaan mula sa mga kinakaing epekto nito. Inilipat ang industriya sa paraan ng direktang hydration ng mga alkenes, kung saan ginagamit ang mga solid catalyst. Ang methanol ay ginawa ng oksihenasyon ng methane. Ang ethylene at ang mga homologo nito ay nagsisilbing raw na materyales para sa produksyon ng mga alkohol.

Paano mula sa mga alkane upang makakuha ng aldehydes at carboxylic acids

Matapos malutas ang problema ng murang mga hilaw na materyales para sa industriya ng alak, alam ng mga chemist kung paano makuha ang aldehyde mula sa alkane na may pinakamaliit na gastos. Ang isa sa mga paraan ng pagkuha ng acetaldehyde ay ang hydration ng acetylene. Ang buong proseso ay sumusunod sa pamamaraan: natural gas → CH4 → C2H2 → CH3-SON. Ang paggamit ng mga natural na hydrocarbons para sa produksyon ng ethyl alcohol ay nadagdagan. Ang sangkap ay ang raw na materyales para sa produksyon ng carbonyl at carboxyl compounds. Ang acetaldehyde ay maaaring makuha ng ethane dehydrogenation, na sinusundan ng pagbuo ng ethyl alcohol sa reaksyon, ang oksihenasyon o dehydrogenation nito. Ang isa sa mga pagpipilian ay ang oksihenasyon ng ethylene: C2H6 → C2H4 → C2H4O. Paano makakakuha ng carboxylic acid mula sa isang alkane? Ang tanong na sa loob ng mahabang panahon ay nasa kategoryang problema. Ang asido ng asido ay nabuo sa pamamagitan ng pagbuburo ng mga raw na pagkain ng pagkain, na may tuyo na paglilinis ng kahoy. Ang pagkakaroon ng magagamit na mga mapagkukunan ng alkanes ay nagbibigay-daan sa oksihenasyon ng butane at makakuha ng murang acid ng asido: C4H10 + 2 ½ O2 → 2CH3COOH + H2O. Ang paglabas ng iba pang mga carboxylic acids mula sa limitasyon at unsaturated hydrocarbons ay itinatag.

Ang modernong mundo ekonomiya ay mahirap na isipin walang natural gas, langis at karbon raw materyales. Ng mga natural na mixtures, iba't ibang mga alkane ay nakahiwalay na ginagamit upang makabuo ng isang malaking bilang ng mga organic na mga produkto ng pagbubuo.