Wie bekommt man Alkan aus Alkan? Was können Sie sonst noch von einem Alkan bekommen?

Die Untersuchung der Struktur organischer Verbindungen,chemische Eigenschaften, die sie in Reaktionen zeigen, ermöglichen die Herstellung von verschiedenen Arten von Produkten und Waren aus den gleichen Rohstoffen. Die Verarbeitung von produzierten Kohlenwasserstoffen löst viele Probleme. Auf die Frage: "Wie bekommt man ein Alkan aus einem Alkan?" Die chemische Wissenschaft und Praxis des Ölkrackens geben erschöpfende Antworten. Betrachten wir das Problem der Beziehung zwischen verschiedenen Klassen von Kohlenwasserstoffen sowie deren Derivaten. Das Hauptaugenmerk wird auf industrielle Verfahren zur Verarbeitung von kohlenstoffhaltigen Rohstoffen gerichtet.

Genetische Beziehung von organischen Substanzen

In den frühen Phasen des Studierens und EmpfangensKohlenwasserstoffe und Derivate für Chemiker schien es, dass diese Gruppen voneinander isoliert waren. Allmählich gesammelte Informationen geben Aufschluss über die genetische Verwandtschaft der wichtigsten Substanzklassen. Die Hauptanstrengungen waren darauf ausgerichtet, Wege zu finden, die Struktur zu verändern und die Vielfalt der Kommunikation zu erhöhen. Die wichtigsten Probleme der theoretischen Forschung und Experimente:

• wie man Alkan aus Alkan erhält;
• Wie verarbeitet man Kohle, Erdöl und Erdgas?
• wie man die Dehydrierung von gesättigten Kohlenwasserstoffen durchführt;
• wie man Alkin (Acetylen) aus einem Alkan erhält.

Forscher und Praktiker waren überzeugt, dass es viele wechselseitige Übergänge von einem Kohlenwasserstoff zu einem anderen gibt.

Die praktische Bedeutung der genetischen Verbindungen der wichtigsten Arten von Verbindungen

Die Einheit der Kohlenwasserstoffverbindungen wurde bewiesenim Prozess der Bildung der organischen Chemie als Wissenschaft und Industrie. Bei der Entwicklung dieses Problems - wie Alkan aus Alkan erhalten wird - wurde ein bedeutender Beitrag von russischen und sowjetischen organischen Chemikern geleistet. Viele für diesen Zweck verwendete Reaktionsumwandlungen sind katalytische Prozesse, die mit komplexen Technologien durchgeführt werden. Enge Bindungen und gegenseitige Umwandlungen von organischen Verbindungen werden verwendet, um eine Vielzahl von praktischen Problemen zu lösen, darunter:

• Erhalten von einer Art von Rohmaterialien verschiedener Arten von Substanzen;
• Herstellung komplexer Produkte mit einfachen Verbindungen und umgekehrt;
• Freigabe einer Vielzahl von Waren, die stark nachgefragt werden;
• Einsparung von stark abgereicherten natürlichen Kohlenwasserstoffressourcen;
• rationelle Nutzung von Öl und Gas führenden Schichten, Kohlenteer, brennbare Schiefer, Torf.

Zusammensetzung von natürlichen Kohlenstoffquellen

Kohlenwasserstoffe aller Art kommen in der Natur vorsignifikante Mengen. Sie dienen als Ausgangsmaterialien für die Verarbeitung und Gewinnung von organischen Verbindungen unterschiedlicher Zusammensetzung. Die wichtigsten Quellen für Alkane und Alkene:

1. Erdgas. Der Gehalt des endgültigen Methankohlenwasserstoffs in verschiedenen Lagerstätten erreicht 80-98%. Andere Verbindungen: Stickstoff, Kohlendioxid, Ethan, Propan, Butan.
2. Öl. Eine natürliche Mischung von isomeren Kohlenwasserstoffen aus verschiedenenEinlagen unterscheiden sich in der Zusammensetzung. In einigen Arten von "schwarzem Gold" dominieren Alkane, andere bestehen aus Cycloparaffinen und Arenen. Dome-assoziierte Erdölgase enthalten auch Paraffine.
3. Koks. Die Produktion von Kohle, die für die Metallurgie notwendig ist, wird begleitet von der Herstellung von Kohlenteer mit mehr als 400 Komponenten, von denen die wichtigsten Arenen sind.
4. Gemüse und Lebensmittelrohstoffe - eine große und vielfältige Gruppe, die Holz, Samen und Früchte von Industriepflanzen, tierische Fette umfasst.

Mögliche Übergänge zwischen organischen Verbindungen

In der Struktur der Ablagerungen von "schwarzem Gold" ist oftes gibt Cycloalkane oder Naphthene. Die Verarbeitung von Rohmaterialien ergibt die endgültigen cyclischen Kohlenwasserstoffe, die 5-7 C-Atome im Ring enthalten, sie haben die größte praktische Bedeutung. Wie gelangt man aus dem Alkan-Cycloalkan, wenn die Naphthen-Bestände aufgebraucht sind? Um begrenzende cyclische Kohlenwasserstoffe aus gesättigten acyclischen Verbindungen zu erhalten, wird ein Dehydrozyklisierungsverfahren verwendet. Ketten von 4 oder mehr C-Atomen sind geschlossen, ein stabiler Zyklus entsteht. Andere typische Umwandlungen von organischen Substanzen können sich in einfachen Schemata widerspiegeln:

• Öl → Kohlenwasserstoffe → Alkane → Carbonsäuren.
• Erdgas → Grenzkohlenwasserstoffe → Carbonsäuren.
• Steinkohle → Kohlenwasserstoffe → Alkane → ungesättigte Kohlenwasserstoffe → Polymere.
• Öl → Kohlenwasserstoffe → Arenen → Benzol → Isopropylbenzol → Aceton, Phenol.
• Erdgas → ungesättigte Kohlenwasserstoffe → Ethanol.
• Kohle → Methanol.
• Öl → Kohlenwasserstoffe → Alkene → Butadien und Isopren.

Betrachten wir genauer, welche chemischen Verbindungen aufgrund der genetischen Verwandtschaft organischer Substanzen erhalten werden können.

Wie bekomme ich Alkan aus Alkan?

In der Industrie werden nahezu alle Arten marginaler Kohlenwasserstoffe aus Öl und Gas gewonnen. Ölraffination ist eine moderne Methode zur Gewinnung von Alkanen aus Alkanen:

A) Flüssigkeitsbegrenzende Kohlenwasserstoffe ergeben eine direkte Destillation von Öl (geringe Ausbeute an Zielprodukten).

B) Thermisches und katalytisches Ölcrackenwerden verwendet, um den Prozentsatz der leichten Fraktionen zu erhöhen, verbessern die Qualität der Kohlenwasserstoffe (Benzin, Kerosin). In der solaren Fraktion von Öl ist Hexadecan vorhanden, das beim Zerfall Dodecan und Butylen liefert. Dodecan, das bereits unter der Kerosinfraktion steht, zersetzt sich weiter, aus ihm werden die limitierenden Kohlenwasserstoffe Nonan und Propen (Alken) gewonnen. Die Fortsetzung des Crackens kann zur Bildung von Heptan und Ethylen führen.

Isomerisierung und Alkylierung

Katalytische Isomerisierungsreaktionen ermöglichenAlkane der normalen Struktur, um verzweigt zu erhalten: H3C- (CH2) 3-CH3 → CH (CH3) 2-CH2-CH3. Das Produkt dieses Prozesses ist Isopentan. Normales Butan, das in den Spaltgasen enthalten ist, wird in einer katalytischen Isomerisierungsreaktion in Isobutan umgewandelt. Das resultierende Produkt kann mit Isobutylen in Gegenwart eines Katalysators und Isooctan alkyliert werden - ein hochwertiger Brennstoff. Wenn Ethylen als Alkylierungsmittel verwendet wird, wird ein synthetischer Neohexanbrennstoff bei der Reaktion mit Isobutan erhalten.

Wie man Alken und Alkadien aus Alkanen erhält

In der Industrie ungesättigte acyclischeKohlenwasserstoffe mit einer Doppelbindung werden durch Ölcracken erhalten. Bei hoher Temperatur zersetzen sich die Alkane (Pyrolyse). Alkene werden aus der Gesamtmasse von Zwischen- und Endreaktionsprodukten isoliert. Ethylen wird durch Dehydrierung von Ethan an einem Nickelkatalysator hergestellt: C2H6 → C2H4 + H2 ↑. Butan unter ähnlichen Bedingungen ergibt 2-Buten, gleichzeitig die Bildung von Ethan und Ethylen. Die Dehydrierung ermöglicht es, Lösungen für das Problem zu finden, wie man Alkadien aus einem Alkan erhält. Bei der schrittweisen Entfernung von zwei Wasserstoffmolekülen aus einem Kohlenwasserstoff mit 4 Kohlenstoffatomen treten die folgenden Umwandlungen auf: Butan → Buten → Butadien. Das Endprodukt ist wichtig für die Herstellung von synthetischem Kautschuk. Ähnlich wie bei Butadien wird ein weiteres Polymer erhalten, das die wertvollen Eigenschaften eines natürlichen Analogons nachahmt: Isopentan → Isopren → Isopren-Kautschuk.

Wie man Acetylen aus einem Alkan erhält

Kohlenwasserstoff mit einer Dreifachbindung - Acetylen -ist sehr wichtig in der Industrie, Baugewerbe und anderen Bereichen der Wirtschaftstätigkeit. Die älteste Methode, um dieses einfachste Alkin zu erhalten, beruht auf der Einwirkung von Wasser auf feste Kalziumkarbidstücke. Diese Methode wurde durch das Cracken von Erdgas ersetzt. Jetzt wissen sie in der chemischen Industrie, wie man das Alkin mit den geringsten Kosten aus dem Alkan gewinnt. In speziellen technologischen Apparaturen bei hoher Temperatur oder unter dem Einfluss einer elektrischen Entladung findet die Dehydrierung von Methan, der vorherrschenden Substanz von Erdgas, statt: 2CH4 → HC = CH + 3H2. Acetylen ist weit verbreitet, Acetaldehyd wird daraus gewonnen, welches weiterhin bei der Herstellung von Essigsäure, Kunstharzen, Kunststoffen, synthetischen Fasern, Kautschuken und Kautschuken verwendet wird.

Wie man Arenen von den ultimativen Kohlenwasserstoffen erhält

Aus den Paraffinen führen die Ketten der Umwandlungen zu Benzolund seine Derivate. Der Prozess der Aromatisierung wurde im 20. Jahrhundert von russischen und sowjetischen Chemikern untersucht. Das Wesentliche ihrer Arbeit über "Wie man Benzol aus Benzol und seinen Homologen erhält" ist auf die Dehydrocyclisierung von Hexan, Heptan und anderen gesättigten Kohlenwasserstoffen reduziert: C6H14 → C6H6 + 4H2; C7H16 → C6H5-CH3 + 4H2. Ein anderer Weg ist die Synthese von Cycloparaffinen aus acyclischen Kohlenwasserstoffen mit anschließender Dehydrierung: Hexan → Cyclohexan → Benzol.

Wie man Ethyl und andere Alkohole aus Alkanen erhält

In alten Zeiten über die Frage: "Wie bekommt man Alkohol aus einem Alkan?" Sie dachten nicht, unsere Vorfahren hätten nur die Methode der Alkoholfermentation von zuckerhaltigen Produkten unter Einwirkung von Hefeenzymen angewandt. Der Anstieg des technischen Werts von Ethylalkohol führte zur Suche nach neuen Arten von Non-Food-Rohstoffen für die Ethanolproduktion. In der ersten Hälfte des letzten Jahrhunderts wurde die Substanz zu einem unverzichtbaren Rohstoff für die Herstellung von Gummi nach der Methode von Lebedew. Eine der Methoden wurde von A. Butlerov vorhergesagt, der davon träumte, dass eine billige Methode zur Gewinnung von Ethylen den Weg zur "Gewinnung von Alkohol" eröffnen würde. Quellen für ungesättigte Kohlenwasserstoffe sind Ölcrackprodukte und katalytische Dehydrierung von Alkanen. Ethan wird aus Ethan erhalten, das in Gegenwart von Schwefelsäure oxidiert wird: C2H6 → C2H4 → C2H5OH. Die Hydratation anderer Alkene, die ebenfalls bei der Verarbeitung von Öl erhalten werden, ergibt Homologe von synthetischem Ethylalkohol. Nachteile des Verfahrens sind in den Kosten für die Regenerierung der Säure und den Schutz der Vorrichtung vor ihren korrosiven Wirkungen ausgedrückt. Die Industrie wechselte zu der Methode der direkten Hydrierung von Alkenen, bei der feste Katalysatoren verwendet werden. Methanol wird durch Oxidation von Methan hergestellt. Ethylen und seine Homologen dienen als Rohstoffe für die Herstellung von Alkoholen.

Wie aus Alkanen entstehen Aldehyde und Carbonsäuren

Nach der Lösung des Problems der billigen Rohstoffe fürEnglisch: bio-pro.de/en/region/stern/magazin/...2/index.html In der Alkoholindustrie wissen Chemiker, wie man mit den geringsten Kosten aus Alkan Aldehyd gewinnt. Eine der Möglichkeiten, Acetaldehyd zu erhalten, ist die Hydratation von Acetylen. Der gesamte Prozess folgt dem Schema: Erdgas → CH4 → C2H2 → CH3-SON. Die Verwendung von natürlichen Kohlenwasserstoffen zur Herstellung von Ethylalkohol hat zugenommen. Die Substanz ist der Rohstoff für die Herstellung von Carbonyl- und Carboxylverbindungen. Acetaldehyd kann durch Ethan-Dehydrierung erhalten werden, gefolgt von der Bildung von Ethylalkohol in der Reaktion, seiner Oxidation oder Dehydrierung. Eine der Optionen ist die Oxidation von Ethylen: C2H6 → C2H4 → C2H4O. Wie bekomme ich Carbonsäure aus einem Alkan? Eine Frage, die lange Zeit in der Kategorie problematisch war. Essigsäure wird bei der Fermentierung von Lebensmittelrohstoffen mit Trockendestillation von Holz gebildet. Die Verfügbarkeit von verfügbaren Alkan-Quellen ermöglicht die Oxidation von Butan und die Gewinnung von billiger Essigsäure: C 4 H 10 + 2 1/2 O 2 → 2 CH 3 COOH + H 2 O. Die Freisetzung anderer Carbonsäuren aus den limitierenden und ungesättigten Kohlenwasserstoffen ist etabliert.

Die moderne Weltwirtschaft ist schwer vorstellbarohne Erdgas, Öl und Kohle Rohstoffe. Von diesen natürlichen Mischungen werden verschiedene Alkane isoliert, die zur Herstellung einer großen Anzahl von organischen Syntheseprodukten verwendet werden.