Природные источники углеводородов
атализатора из оксида цинка и меди при
температуре 250°С и давлении 50-100 атм, что приводит к реакции
[pic]
Синтез-газ, используемый для проведения этого процесса, должен быть
тщательно очищен от примесей.
Метанол нетрудно подвергнуть каталитическому разложению, при котором
из него снова получается синтез-газ. Это очень удобно использовать для
транспортировки синтез-газа. Метанол является одним из важнейших видов
сырья для нефтехимической промышленности. Он используется, например, для
получения уксусной кислоты:
[pic]
Катализатором для этого процесса является растворимый анионный
комплекс родия [Rh(CO)2I2]. Этот способ используется для промышленного
получения уксусной кислоты, потребности в которой превосходят масштабы ее
получения в результате процесса ферментации.
Растворимые соединения родия, возможно, станут использоваться в
будущем в качестве гомогенных катализаторов процесса получения этан-1,2-
диола из синтез-газа:
[pic]
Эта реакция протекает при температуре 300°С и давлении порядка 500-
1000 атм. В настоящее время такой процесс экономически невыгоден. Продукт
этой реакции (его тривиальное название - этиленгликоль) используется в
качестве антифриза и для получения различных полиэфиров, например терилена.
Метан используется также для получения хлорометанов, например трихлоро-
метана (хлороформа). Хлорометаны имеют разнообразные применения. Например,
хлорометан используется в процессе получения силиконов.
Наконец, метан все больше используется для получения ацетилена
[pic]
Эта реакция протекает приблизительно при 1500°С. Чтобы нагреть метан
до такой температуры, его сжигают в условиях ограниченного доступа воздуха.
Этан тоже имеет ряд важных применений. Его используют в процессе
получения хлороэтана (этилхлорида). Как было указано выше, этилхлорид
используется для получения тетраэтилсвинца(IV). В Соединенных Штатах этан
является важным сырьем для получения этилена (табл. 6).
Пропан играет важную роль в промышленном получении альдегидов,
например метаналя (муравьиного альдегида) и этаналя (уксусного альдегида).
Эти вещества имеют особенно важное значение в производстве пластмасс. Бутан
используется для получения бута-1,3-диена, который, как будет описано ниже,
используется для получения синтетического каучука.
§ 2. Алкены
Этилен. Одним из важнейших алкенов и вообще одним из самых важных
продуктов нефтехимической промышленности является этилен. Он представляет
собой сырье для получения многих пластмасс. Перечислим их.
Полиэтилен. Полиэтилен представляет собой продукт полимеризации
этилена:
[pic]
Полихлороэтилен. Этот полимер имеет еще название поливинилхлорид
(ПВХ). Его получают из хлороэтилена (винилхлорида), который в свою очередь
получают из этилена. Суммарная реакция:
[pic]
1,2-Дихлороэтан получают в виде жидкости либо газа, используя в
качестве катализатора хлорид цинка либо хлорид железа(III).
При нагревании 1,2-дихлороэтана до температуры 500°С под давлением 3
атм в присутствии пемзы образуется хлороэтилен (винилхлорид)
[pic]
Другой способ получения хлороэтилена основан на нагревании смеси
этилена, хлоро-водорода и кислорода до 250°С в присутствии хлорида меди(II)
(катализатор):
[pic]
Полиэфирное волокно. Примером такого волокна является терилен. Его
получают из этан-1,2-диола, который в свою очередь синтезируют из
эпоксиэтана (этиленоксида) следующим образом:
[pic]
Этан-1,2-диол (этиленгликоль) используется также в качестве антифриза и для
получения синтетических моющих средств.
Этанол получают гидратацией этилена, используя в качестве
катализатора фосфорную кислоту на носителе из кремнезема:
[pic]
Этанол используется для получения этаналя (ацетальдегида). Кроме того, его
используют в качестве растворителя для лаков и политур, а также в
косметической промышленности.
Наконец, этилен используется еще для получения хлороэтана, который,
как было указано выше, применяется для изготовления тетраэтилсвинца(IV) -
антидетонаторной присадки к бензинам.
Пропен. Пропен (пропилен), как и этилен, используется для синтеза
разнообразных химических продуктов. Многие из них используются в
производстве пластмасс и каучуков.
Полипропен. Полипропен представляет собой продукт полимеризации
пропена:
[pic]
Пропанон и пропеналь. Пропанон (ацетон) широко используется в качестве
растворителя, а кроме того, применяется в производстве пластмассы,
известной под названием плексигласа (полиметилметакрилат). Пропанон
получают из (1-метилэтил) бензола или из пропан-2-ола. Последний получают
из пропена следующим образом:
[pic]
Окисление пропена в присутствии катализатора из оксида меди(II) при
температуре 350°С приводит к получению пропеналя (акрилового альдегида):
[pic]
Пропан-1,2,3-триол. Пропан-2-ол, пероксид водорода и пропеналь,
получаемые в описанном выше процессе, могут использоваться для получения
пропан-1,2,3-триола (глицерина):
[pic]
[pic]
Глицерин применяется в производстве целлофановой пленки.
Пропеннитрил (акрилонитрил). Это соединение используется для получения
синтетических волокон, каучуков и пластмасс. Его получают, пропуская смесь
пропена, аммиака и воздуха над поверхностью молибдатного катализатора при
температуре 450°С:
[pic]
Метилбута-1,3-диен (изопрен). Его полимеризацией получают
синтетические каучуки. Изопрен получают с помощью следующего
многостадийного процесса:
[pic]
Эпоксипропан используется для получения полиуретановых пенопластов,
полиэфиров и синтетических моющих средств. Его синтезируют следующим
образом:
[pic]
Бут-1-ен, бут-2-ен и бута-1,2-диен используются для получения
синтетических каучуков. Если в качестве сырья для этого процесса
используются бутены, их сначала превращают в бута-1,3-диен путем
дегидрирования в присутствии катализатора - смеси оксида хрома(Ш) с оксидом
алюминия:
[pic]
§ 3. Алкины
Важнейшим представителем ряда алкинов является этин (ацетилен).
Ацетилен имеет многочисленные применения, например:
- в качестве горючего в кислородно-ацетиленовых горелках для резки и
сварки металлов. При горении ацетилена в чистом кислороде в его
пламени развивается температура до 3000°С;
- для получения хлороэтилена (винилхлорида), хотя в настоящее время
важнейшим сырьем для синтеза хлороэтилена становится этилен (см.
выше).
- для получения растворителя 1,1,2,2-тетрахлороэтана.
§ 4. Арены
Бензол и метилбензол (толуол) получают в больших количествах при
переработке сырой нефти. Поскольку метилбензол получают при этом даже в
бльших количествах, чем необходимо, часть его превращают в бензол. С этой
целью смесь метилбензола с водородом пропускают над поверхностью
платинового катализатора на носителе из оксида алюминия при температуре
600°С под давлением:
[pic]
Этот процесс называется гидроалкилированием.
Бензол используется в качестве исходного сырья для получения ряда
пластмасс.
(1-Метилэтил)бензол (кумол или 2-фенилпропан). Его используют для
получения фенола и пропанона (ацетона). Фенол применяется для синтеза
различных каучуков и пластмасс. Ниже указаны три стадии процесса получения
фенола.
[pic]
Поли(фенилэтилен) (полистирол). Мономером этого полимера является
фенил-этилен (стирол). Его получают из бензола:
[pic]
Глава 6. Анализ состояния нефтяной промышленности .
Доля России в мировой добыче минерального сырья остается высокой и
составляет по нефти 11.6%, по газу — 28.1, углю — 12-14%. По объему
разведанных запасов минерального сырья Россия занимает ведущее положение в
мире. При занимаемой территории в 10% в недрах России сосредоточено 12-13%
мировых запасов нефти, 35% — газа, 12% — угля. В структуре минерально-
сырьевой базы страны более 70% запасов приходится на ресурсы топливно-
энергетического комплекса (нефть, газ, уголь). Общая стоимость разведанного
и оцененного минерального сырья составляет сумму 28.5 трлн долларов, что на
порядок превосходит стоимость всей приватизируемой недвижимости России.
Таблица 8 Топливно-энергетический комплекс Российской Федерации
| |Бензин |Дизельное|Мазут |Смазочные|Битумы |Кокс |
| | |топливо | |масла | | |
|Россия |45.5 |71.4 |96.8 |4.7 |8.1 |0.99 |
|США |300.2 |145.4 |58.4 |9.0 |26.2 |36.2 |
|Япония |28.7 |44.6 |38.8 |2.0 |5.8 |0.4 |
|Германия |20.2 |33.7 |9.0 |1.4 |2.7 |1.4 |
|Франция |15.6 |27.7 |12.5 |1.7 |2.8 |0.9 |
|Великобритания|27.2 |25.4 |16.5 |0.9 |2.1 |1.5 |
|Италия |15.9 |26.2 |24.8 |1.1 |2.4 |0.8 |
В структуре производства и потребления РФ значительно больший удельный
вес занимают тяжелые остаточные нефтепродукты. Выход светлых близок к их
потенциальному содержанию в нефти (48-49%), что указывает на низкое
использование вторичных процессов глубокой переработки нефти в структуре
отечественной нефтепереработки. Средняя глубина переработки нефти
| |  скачать работу |
Природные источники углеводородов |
