Основные способы получения углеводородов

Крекинг алканов с  бoльшей длиной цепи

Процесс, который используется в промышленности и  протекает: 

  • в присутствии катализатора при t 450-500o
  • в отсутствие катализатора при t 500-700o

можно выразить общей формулой:

Cn H2n+ 2 = CmH2m+ 2 + Cm –n +C2(n – m)

I. Получение алканов

Парафины линейного строения. CnH2n+2

  1. Гидрирование. Гидрирование каменного угля проводят при повышенном нагревании и давления, в качестве катализатора следует брать никель. Конечным продуктом является метан.

    Гидрирование

  2. Гидрирование непредельных углеводородов.

    Алкенов:

    Гидрирование непредельных углеводородов - алкенов

    Ацетиленовых и алкадиенов: 

    Гидрирование непредельных углеводородов - ацетиленовых и алкадиенов

  3. Крекинг с длинной цепью. Такой способ повсеместно используется в лабораторном получении алканов и алкенов. Крекинг проходит в присутствии катализатора при нагревании около 500oC или при около 600oC и больше без него. 

    Крекинг с длинной цепью

  4. Декарбоксилирование солей карбоновых кислот. Метод Дюма. Проводят сплав твёрдых карбоновых кислот с твёрдыми щёлочами.

    Декарбоксилирование солей карбоновых кислот. Метод Дюма

  5. Реакция Вюрца. Данная способ используется для удлинения углеродной цепи, протекает при воздействии мет-го натрия на галогеналкан при нормальных условиях.

    Реакция Вюрца

  6. Реакция Фишера-Тропша. Этот способ используется для получения парафинов линейного строения. Синтез-газ (CO+H2) под воздействие высокого нагревания пропускают через катализатор.

    Реакция Фишера-Тропша

  7. Гидролиз карбида алюминия. Получение метана.Способ получения CH4 путём реакции между Al4C3 (карбид алюминия (III)) c H2O.

    Аl4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3 + 3CH4↑ 

    Аl4C3 + 12HCl = 4AlCl3 + 3CH4↑ 

II. Получение алкенов. CnH2n

  1. Дегидрирование алканов.

    Парафины пропускают над никелем, палладием, или платиной при нагревании от 400 до 600оС. В результате от наименее насыщенных водородом углеродных атомов в цепи отрываются два водорода. Реакцию можно продолжить и получить алкин. 

    Дегидрирование алканов

  2. Дегидрогалогенирование галогеналканов.

    Данная реакция происходит при воздействии спиртового рас-ра щёлочи на галогеналкан и при дальнейшем нагревании смеси. 

    Дегидрогалогенирование галогеналканов

  3. Крекинг алканов.

    Данная реакция проходит при катализаторе от 450 до 500oC или от 500 до 700oC без. 

    Крекинг алканов

  4. Дегалогенирование вицинальных дигалогеналканов.

    Винициальными называют те галогеналканы, в которых атомы галогена присоединены к рядом стоящим атомам углерода.

    Суть метода во взаимодействии на дигалогеналкан цинком или магнием. 

    Дегалогенирование вицинальных дигалогеналканов

  5. Дегидратация спиртов.

    Реакция происходит при нагревании спирта около 140-160OС в присутствии H2SO4

    Дегидратация спиртов

III. Получение алкинов. CnH2n-2

Ацетилен

  1. Пиролиз CH4.

    Две молекулы метанаCH4 нагревают до 1500ОС в результате происходит его дегидрирование и удвоение углеродной цепи.

    Пиролиз CH4

  2. Дегидрогалогенирование галогеналканов.

    Реакция происходит при взаимодействии дигалогеналкана со спиртовым раствором щёлочи.

    CH3—CHCl2 + 2KOH(спирт.р-р) → CH≡CH + 2KCl + 2H2

    CH2Cl—CHCl + 2KOH(спирт.р-р) → CH≡CH + 2KCl + 2H2

  3. Гидролиз карбида кальция.

    Реакция воздействия водой или бескислородных кислот на карбиды щелoчных и щелочноземельных металлов.

    CaC2 + 2H2O → C2H2↑ + Ca(OH)2 

    CaC2 + 2HCl(р-р) → C2H2↑ + CaСl2

Гомологи ацетилена.

  1. Дегидрирование.

    Реакция происходит при нагревании от 400 до 600С в присутствии катализатора (никеля или палладия). 

    Гомологи ацетилена. Дегидрирование.

  2. Дегидрогалогенирование.

    Реакция происходит при действии на дигалогеналкан спиртовым раствором щёлочи. 

    Гомологи ацетилена. Дегидрогалогенирование

IV. Получение алкадиенов. CnH2n-2

  1. Метoд Лебедева.

    Пoлучение бутадиена -1,3 из этанола. 

    Метoд Лебедева

  2. Дегидрогалогенирование алканов.

    Реакция происходит при действии на дигалогеналкан спиртовым раствором щёлочи.

    Дегидрогалогенирование алканов

  3. Дегидрирование бутана и бутена-1.

    Получение дивинила. Для получения дивинила (бутадиен-1,3) в промышленном производстве проводят реакции по методу каталитического дегидрирования бутана и бутена-1. Реакция происходит при температуре от 500 до 600оС в присутствии катализатора Cr2O3.

    Дегидрирование бутана и бутена-1. Получение дивинила

  4. Получение изопрена.

    Изопрен - мономер для производства синтетического каучука. В присутствии катализаторов (оксида хрома (III) и оксида алюминия (III))  изопентан под высоким давлением нагревают до 150-160С.

    Получение изопрена

V. Получение ароматических углеводородов. CnH2n-6

  1. Тримеризация ацетилена.

    Реакцию проводят с катализатором в виде активированного угля при нагревании до 400ОС. 

    Тримеризация ацетилена

  2. Тримеризация пропилена.

    Реакция происходит при тех же условиях, что и тримеризация ацетилена, но в результате получается не бензол, а мезиэтилен (1,3,5-триметилбензол).

     

    Тримеризация пропилена

  3. Алкилирование.

    Реакция образования гомологов бензола при его взаимодействии с галогеналканами, алкенами и спиртами при нагревании с разными катализаторами. 

    Алкилирование

  4. Декарбоксилирование солей ароматических карбоновых кислот.

    Способ заключается в сплавлении соли ароматической кислоты с твёрдой щёлочью. В результате образуется арен с меньшим количеством углеродных атомов.

     

    Декарбоксилирование солей ароматических карбоновых кислот

  5. Дегидроциклизация.

    Реакция получения аренов из углеводородов линейного строения с условием наличия в цепи от шести углеродных атомов. Реакцию проводят при сильном нагревании в присутствии катализатора (платина, палладий, никель). 

    Дегидроциклизация

  6. Дегидрирование циклогексана.

    Реакция образования ароматического соединения с таким же количеством атомов углерода в цепи из циклического углеводорода. Реакцию проводят при повышенной температуре при воздействии катализатора (никель, палладий).

    Дегидрирование циклогексана

3 октября 2020, 09:56

Комментарии

Для добавления комментариев необходимо авторизоваться.