ПРЕДСТАВИТЕЛИ АЛКИНОВ

ПРЕДСТАВИТЕЛИ АЛКИНОВ. Как у алканов и алкенов, низшие члены гомологического ряда алкинов в обычных условиях газообразные вещества.

Данные табл. 22 показывают, что основные физико-химические характеристики углеводородов рассмотренных классов мало отличаются друг от друга см. таблицу. ФормулаНазваниеТ. пл СТ кип СD4H H CH H H - CH2CH3 СНзС СНзАцетилен Пропин Бутин-1 Бутин-2-82 -105 -137 -33-84 возг 23 9 270,6200 при-84 С 0,6785 при -27 С 0669б при -10 С 0,6880 при 25 С 4. ПРИМЕНЕНИЕ АЛКАНОВ, АЛКИНОВ, АЛКЕНОВ Алкены вместе с алканами, ацетиленом и ароматическими углеводородами являются одним из главных сырьевых источников промышленности тяжелого многотоннажного органического синтеза.

Этилен в громадных количествах используется для переработки в полиэтилен и этиловый спирт, он идет на переработку в этилен-гликоль и употребляется в теплицах для ускорения вызревания плодов. Пропилен перерабатывается в полипропилен, ацетон, изопропиловый спирт. Ацетилен играет исключительно важную роль в промышленности. Его мировое производство достигает нескольких миллионов тонн. Громадное количество ацетилена используется для сварки металлов, при его горении в кислороде температура достигает 2800 С. Это значительно более высокая температура, чем при сгорании водорода в кислороде, не говоря уже о сгорании метана.

Причина этого в значительно меньшей теплоемкости СО2 по сравнению с Н2О, которой образуется больше при сгорании алканов, чем алкинов 2СзН6 7O2 - 4СО2 6Н2О 2С2 Н2 5O2 - 4СО2 ЗН2О Неприятный запах ацетилена, получаемого из карбида, обусловлен примесями PH3 и AsH3, чистый ацетилен пахнет, как и все низшие углеводороды бензин.

Ацетилен и его смеси с воздухом крайне взрывчаты ацетилен хранят и транспортируют в баллонах в виде ацетоновых растворов, пропитывающих пористые материалы. НЕФТЬ И ЕЕ ПЕРЕРАБОТКА Состав нефти. Главным природным источником предельных углеводородов является нефть. Состав нефтей различается в зависимости от месторождения, однако все нефти при простой перегонке обычно разделяются на следующие фракции газовая фракция, бензин, реактивное топливо, керосин, дизельное топливо, парафин, нефтяной гудрон.

Газовая фракция т. кип. до40C содержит нормальные и разветвленные алканы до С в основном пропан и бутаны. Природный газ из газовых месторождений состоит в основном из метана и этана. Бензин авиационный т. кип. 40 180 С содержит углеводороды С6 С10 В бензине обнаружено более 100 индивидуальных соединений, в число которых входят нормальные и разветвленные алканы, циклоалканы и алкилбензолы арены.

Реактивное топливо т. кип. 150 280С. Керосин тракторный т, кип. 110 300 С содержит углеводороды С7 С14. Дизельное топливо т. кип. 200 330 С, в состав которого входят углеводороды C13 C18, в больших масштабах подвергается крекингу, превращаясь в алканы и алкены с меньшей молекулярной массой см. ниже. Смазочные масла т. кип. 340 400С содержат углеводороды C18 C25. Парафин нефтяной т. кип. 320 500 С, в его состав входят углеводороды С26 С38, из которых выделяют вазелин.

Остаток после перегонки обычно называют асфальтом или гудроном. Помимо углеводородов самых различных классов в нефти содержатся кислородные, сернистые и азотсодержащие вещества иногда их суммарное содержание доходит до нескольких процентов. В настоящее время наиболее признанной является теория органического происхождения нефти как продукта превращения растительных и животных остатков. Это подтверждается тем, что в образцах нефтей были найдены остатки порфиринов, стероиды растительного и животного происхождения и так называемый хемофоссилий самые разнообразные фрагменты, содержащиеся в Планктоне. Хотя общепризнанно, что нефть является наиболее ценным природным источником химического сырья, до сих пор основное количество нефти и нефтепродуктов сгорает в двигателях внутреннего сгорания бензин, дизелях и реактивных двигателях керосин.

Моторное топливо. Октановое число. Бензины различного происхождения по-разному ведут себя в двигателях внутреннего сгорания.

Стремясь к максимальному повышению мощности двигателя при малых габаритах и массе, стараются увеличить степень сжатия горючей смеси в цилиндре. Однако в быстроходных четырехтактных двигателях, работающих с принудительным зажиганием, при этом иногда происходит преждевременное воспламенение смеси детонация. Это снижает мощность мотора и ускоряет его износ. Это явление связано с составом жидкого топлива, так как углеводороды разного строения при использовании их в качестве моторного топлива ведут себя различно. Наихудшие показатели у парафинов нормального строения.

За стандарт горючего вещества с большой способностью к детонации принят нормальный гептан. Чем больше разветвлена углеродная цепь парафинового углеводорода, тем лучше протекает сгорание его в цилиндре и тем большей степени сжатия горючей смеси можно достичь. В качестве стандарта моторного топлива принят 2, 2, 4-триметилпентан который обычно называют изооктаном с хорошими антидетонационными свойствами. Составляя в различных пропорциях смеси этого октана с я-гептапом, сравнивают их поведение в моторе с поведением испытуемого бензина.

Если смесь, содержащая 70 изооктана, ведет себя так же, как исследуемый бензин, то говорят, что последний имеет октановое число 70 октановое число изооктана принято за 100 октановое число н-гептана принято равным нулю. Одним из путей повышения детонационной стойкости топлив для двигателей с зажиганием от искры является применение антидетонаторов. Антидетонаторы это вещества, которые добавляют к бензинам не более 0,5 для улучшения аптидетопацнонных свойств.

Достаточно эффективным антидетонатором является тетраэтилсвинец ТЭС РЬ C2H54 Однако бензин с ТЭС и продукты его сгорания очень токсичны. В настоящее время найдены новые антидетонаторы на основе марганец-органических соединений типа циклопентадиеиклпснтакарбонилмарганца С5Н5Мn СО5 они менее токсичны и обладают лучшими антидетонационными свойствами. Добавление этих антидетонаторов к хорошим сортам бензина позволяет получать топливо с октановым числом до 135. Для ракетных и дизельных двигателей, наоборот, наиболее ценны топлива с нормальной цепью углеродных атомов, обладающие наиболее низкой температурой воспламенения.

Эту характеристику принято оценивать в цетановых числах. Цетановое число 100 имеет углеводород н-Сц,Нд4, а цетаповое число 0 1-метилнафталин. Синтез углеводородов из COH2. Пропуская над мелко раздробленным никелем смесь окиси углерода II и водорода при 250 С, можно получить метан СОЗН СН4Н2О Если эту реакцию проводить при давлении 100 200 атм и температуре до 400С, получается смесь, состоящая главным образом из кислородсодержащих продуктов, среди которых преобладают спирты смесь эта была названа счшполом.

При применении железо-кобальтовых катализаторов и температуре 200 С образуется смесь алканов синтин. nСО 2n 1 Н СnН2n 2 H2О Синтин и синтол являются продуктами многотоннажного органического синтеза и широко используются в качестве сырья для многих химических производств.

Клатраты. Синтин и бензиновые фракции нефти состоят из смесей углеводородов нормального строения и с разветвленными цепями. Недавно был найден эффективный метод разделения органических соединений с нормальными цепями и разветвленных, получивший в общем случае название метода клатратного разделения. Для разделения углеводородов была использована мочевина. Кристаллы мочевины построены таким образом, что внутри кристаллов имеются узкие шестигранные каналы. Диаметр этих каналов таков, что внутрь их может пройти и задержаться за счет адсорбционных сил только углеводород нормального строения.

Поэтому при обработке смеси органических соединений мочевиной или некоторыми другими соединениями вещества с нормальной цепью углеродных атомов кристаллизуются вместе с ней в виде комплексов. Этот метод имеет, безусловно, очень большое будущее когда будет найдено большее число эффективных клатратообразователей.