Butan và isobutan là. Tại sao phải trộn propan và butan - tính chất của khí hydrocacbon hóa lỏng

Nó là một chất khí dễ cháy không màu, tan nhiều trong dung môi hữu cơ nhưng không tan trong nước. Nó được tìm thấy trong các sản phẩm dầu mỏ và khí đốt tự nhiên. a có đồng phân: iso butan và N- butan. Khí này được sử dụng trong công nghiệp và. Khi bị đốt cháy, nó sẽ phân hủy thành carbon dioxide và nước. Butan có độc tính thấp, nhưng có ảnh hưởng xấu đến hệ thần kinh và tim mạch. Do đó, khi làm việc với butan Om không được sử dụng ở dạng hơi và cần tránh tiếp xúc với da và niêm mạc.

Butan được thu nhận bằng ba cách. Cách đầu tiên trong số này, phổ biến nhất, là việc sử dụng phản ứng Wurtz. Cách thứ hai là hiđro hóa ankan thành ankan. Thứ ba là khử nước với sự có mặt của chất xúc tác, chất này sau đó bị hydro hóa. Phản ứng đầu tiên trong số những phản ứng này làm cho nó có thể thu được butan trực tiếp, phần còn lại là nhiều tầng.

Để thực hiện phản ứng Wurtz, bạn cần lấy một kim loại và thêm nó vào etyl iodua. Sản phẩm phản ứng sẽ ngay lập tức trở thành butan: CH3-CH2-I + 2Na + I-CH2-CH3 -2NaI → CH3-CH2-CH2-CH3

Cách thứ hai để có được butan a - hydro hóa butyne. Ban đầu, 1-butyne được hydro hóa thành 1-butene, và sau đó 1-butene được hydro hóa lần thứ hai thành butan a: CH3-CH2-C CH → CH3-CH2-CH = CH2 → CH3-CH2-CH2-CH3 (hiđro hóa H2)
1-butyne 1-butene butan

Quy trình mua lại thứ ba butan và cũng có nhiều giai đoạn. Giai đoạn đầu tiên của nó bao gồm khử nước khi có mặt Al2O3 ở nhiệt độ 300-400 ° C: CH3-CH2-CH2-CH2-OH → CH3-CH2-CH = CH2 (Al2O3; 300 - 400 ° C) butan ola là để ráo nước. Có thể ở nhiệt độ cao và chỉ khi có mặt xúc tác (Al2O3; H2SO4) Thu được 1-buten từ phản ứng trước, người ta hiđro hóa gốc hiđro thành butan a: CH3-CH2-CH = CH2 → CH3-CH2-CH2-CH3 (Hiđro hóa bằng H2) Tất cả các phương pháp trên đều thu được butanở dạng tinh khiết nhất của nó. Thông thường, phần đầu tiên trong số chúng được sử dụng để lấy khí này, tuy nhiên, trong một số trường hợp, phần còn lại cũng được tìm thấy.

Ghi chú

Không hít phải khí. Tuân thủ các biện pháp an toàn phòng cháy chữa cháy.

Butan là một chất hữu cơ thuộc loại hiđrocacbon no. Công thức hóa học của nó là C4H10. Nó chủ yếu được sử dụng như một thành phần của khí gasolines có trị số octan cao và là nguyên liệu để sản xuất butene. Butene là một hiđrocacbon không no, chất khí, có công thức C4H8. Từ butanđặc trưng bởi sự hiện diện của một liên kết đôi trong phân tử. Nó được sử dụng rộng rãi trong tổng hợp butadien, rượu butyl, isooctan và polyisobutylen. Ngoài ra, butylene được sử dụng như một trong những thành phần của hỗn hợp để cắt và hàn kim loại.

Hướng dẫn

Nhìn vào công thức của các hợp chất hóa học sau: C4H10 và C4H8. Sự khác biệt là gì? Chỉ bởi thực tế là có thêm hai nguyên tử (chính xác hơn là ion) hydro trong phân tử. Một kết luận tự nhiên sau đây: để biến thành, cần phải loại bỏ hai nguyên tử hydro thừa ra khỏi phân tử của nó. Phản ứng này được gọi là. Nó xảy ra theo sơ đồ sau: C4H10 \ u003d C4H8 + H2.

Điều kiện để xảy ra phản ứng trên là gì? Nó sẽ không hoạt động trong điều kiện bình thường. Trước hết, bạn sẽ cần một nhiệt độ cao (khoảng 500 độ). Nhưng nhiệt độ không thôi là không đủ để phản ứng xảy ra theo sơ đồ bạn cần. Nó đã được thiết lập bởi dữ liệu thử nghiệm mà sau đó hầu hết butan sẽ biến hoặc thành etan và etilen (etylen), hoặc thành metan và propen, tức là đi qua

LPG - khí hydrocacbon hóa lỏng, giống như bất kỳ nhiên liệu hóa thạch nào, là một nguồn năng lượng không thể tái tạo. SIBUR sản xuất LPG từ quá trình chế biến khí của khí dầu mỏ đồng hành (APG) được sản xuất cùng với dầu thô và khí tự nhiên. LPG dựa trên các hydrocacbon bão hòa có chứa ba hoặc bốn nguyên tử cacbon: propan (C3H8) và butan (C4H10). Nồng độ nhỏ của các hydrocacbon khác cũng có thể có mặt.

Các lĩnh vực ứng dụng chính của LPG là nguyên liệu thô cho các ngành công nghiệp hóa dầu và làm nhiên liệu cho xe cộ.

Thông thường, khí được lưu trữ dưới dạng chất lỏng dưới áp suất hoặc được làm lạnh trong các thùng, xi lanh hoặc bồn chứa bằng thép. Áp suất bên trong bình sẽ phụ thuộc vào loại LPG (butan, propan, hỗn hợp) và nhiệt độ môi trường.

Tốt nhất trước ngày

3 tháng kể từ ngày sản xuất

Vận chuyển

Đăng kí

Nhiên liệu động cơ khí
Nhiệt phân
Tiêu thụ nội địa
Phân đoạn khí

Nhà sản xuất của

Tobolsk-Neftekhim
Uralorgsintez

Tài liệu

Propan (C3H8)

Propan là một chất hữu cơ thuộc lớp ankan, có 3 nguyên tử cacbon (công thức phân tử C3H8). Thành phần khí dầu mỏ đồng hành được SIBUR sản xuất là kết quả của quá trình xử lý khí APG và phân đoạn khí NGL sau đó. Là một đại diện của khí hydrocacbon, nó dễ cháy và nổ, và không có mùi.

Đặc điểm kỹ thuật (Propane loại A. Đặc điểm kỹ thuật 0272-023-00151638-99):

Tốt nhất trước ngày

Vận chuyển

Vận tải đường sắt, ô tô và đường thủy

Đăng kí

Nhiên liệu động cơ khí
Tiêu thụ nội địa
Nhiệt phân
như một chất làm mát

Nhà sản xuất của

Tobolsk-Neftekhim
Uralorgsintez

Tài liệu

Butan bình thường (C4H10)

Butan thông thường là một hợp chất hữu cơ thuộc lớp ankan có bốn nguyên tử cacbon (công thức C4H10). Thành phần khí dầu mỏ đồng hành được SIBUR sản xuất là kết quả của quá trình xử lý khí APG và phân đoạn khí NGL sau đó. Là một đại diện của khí hydrocacbon, nó dễ cháy và nổ, và không có mùi.

Đặc điểm kỹ thuật (Butan Grade A. Đặc điểm kỹ thuật 0272-026-00151638-99):

Tốt nhất trước ngày

6 tháng kể từ ngày sản xuất

Vận chuyển

Vận tải đường sắt, ô tô và đường thủy

Đăng kí

Nhiệt phân
Là nguyên liệu để sản xuất butylenes, 1,3-butadien, là một monome để tổng hợp cao su tổng hợp

Nhà sản xuất của

Tobolsk-Neftekhim
Uralorgsintez

Tài liệu

Isobutan (i-C4H10)

Isobutan là một hiđrocacbon thuộc lớp ankan, một đồng phân của butan bình thường (công thức i-C4H10). Thành phần khí dầu mỏ đồng hành được SIBUR sản xuất là kết quả của quá trình xử lý khí APG và phân đoạn khí NGL sau đó. Là một đại diện của khí hydrocacbon, nó dễ cháy và nổ, và không có mùi.

Đặc điểm kỹ thuật (Isobutane lớp A. Đặc điểm kỹ thuật 0272-025-00151638-99):

Tốt nhất trước ngày

6 tháng kể từ ngày sản xuất

Vận chuyển

Vận tải đường sắt, ô tô và đường thủy

Đăng kí

Nguyên liệu để sản xuất isobutylen, isoprene, là một monome để tổng hợp cao su tổng hợp
Alkyl hóa
như một chất làm mát

Khí hóa lỏng (LPG)- Đây là những hydrocacbon hoặc hỗn hợp của chúng, ở áp suất thường và nhiệt độ môi trường ở trạng thái khí, nhưng khi tăng áp suất một lượng tương đối nhỏ, mà không thay đổi nhiệt độ, chúng chuyển sang trạng thái lỏng.

Khí hóa lỏng thu được từ các khí dầu mỏ đồng hành, cũng như các mỏ khí ngưng tụ. Tại các nhà máy chế biến, etan, propan và xăng tự nhiên được chiết xuất từ chúng. Propan và butan có giá trị lớn nhất đối với ngành cung cấp khí đốt. Ưu điểm chính của chúng là có thể dễ dàng lưu trữ và vận chuyển dưới dạng chất lỏng và được sử dụng dưới dạng khí. Nói cách khác, những ưu điểm của pha lỏng được sử dụng để vận chuyển và lưu trữ khí hóa lỏng, và pha khí được sử dụng để đốt cháy.

Khí hydrocacbon hóa lỏng đã được sử dụng rộng rãi ở nhiều quốc gia trên thế giới, bao gồm cả Nga, cho nhu cầu công nghiệp, nhà ở và công cộng, công nghiệp hóa dầu và cũng như nhiên liệu ô tô.

Một phân tử propan được tạo thành từ ba nguyên tử cacbon và tám nguyên tử hydro.

Propan

Đối với hệ thống cung cấp khí đốt hoạt động ở Nga, phù hợp nhất là kỹ thuật propan(C 3 H 8), vì nó có áp suất hơi cao xuống đến âm 35 ° C (điểm sôi của propan ở áp suất khí quyển là âm 42,1 ° C). Ngay cả ở nhiệt độ thấp, có thể dễ dàng lấy đúng lượng pha hơi từ xi lanh hoặc bình khí chứa đầy propan trong điều kiện bay hơi tự nhiên. Điều này giúp có thể lắp đặt các bình LPG ngoài trời vào mùa đông và chiết pha hơi ở nhiệt độ thấp.

Butan

Khi đốt cháy một phân tử butan, bốn nguyên tử cacbon và mười nguyên tử hydro tham gia vào phản ứng, điều này giải thích nhiệt lượng của nó lớn hơn so với propan

Butan(C 4 H 10) - khí rẻ hơn, nhưng khác với propan ở áp suất hơi thấp, do đó nó chỉ được sử dụng ở nhiệt độ dương. Điểm sôi của butan ở áp suất khí quyển là âm 0,5 ° C.

Nhiệt độ khí trong các bồn chứa của hệ thống cung cấp khí đốt tự động phải dương, nếu không sự bay hơi của thành phần butan của LPG sẽ không thể thực hiện được. Để đảm bảo nhiệt độ khí trên 0 ° C, nhiệt địa nhiệt được sử dụng: một bể chứa khí đốt cho một ngôi nhà riêng được lắp đặt dưới lòng đất.

Một hỗn hợp của propan và butan

Trong lĩnh vực nội địa, hỗn hợp propan và butan kỹ thuật (SPBT) được sử dụng, trong cuộc sống hàng ngày được gọi là propan-butan. Khi hàm lượng butan trong SPBT là hơn 60%, việc vận hành liên tục của các tổ máy trong điều kiện khí hậu của Nga là không thể. Trong những trường hợp như vậy, thiết bị bay hơi LPG được sử dụng để buộc chuyển pha lỏng sang pha hơi.

Tính năng và đặc tính của LPG

Các đặc tính của khí hóa lỏng ảnh hưởng đến các biện pháp an toàn, cũng như thiết kế và tính năng kỹ thuật của thiết bị mà chúng được lưu trữ, vận chuyển và sử dụng.

Đặc điểm nổi bật của khí hóa lỏng:

áp suất hơi cao;
không có mùi. Để phát hiện kịp thời các rò rỉ, khí hóa lỏng sẽ có mùi đặc trưng - chúng được tạo mùi bằng ethyl mercaptan (C 2 H 5 SH);
nhiệt độ thấp và giới hạn dễ cháy. Nhiệt độ bốc cháy của butan là 430 ° C, propan là 504 ° C. Giới hạn cháy dưới của propan là 2,3%, butan là 1,9%;
propan, butan và hỗn hợp của chúng nặng hơn không khí. Trong trường hợp rò rỉ, khí hóa lỏng có thể tích tụ trong giếng hoặc hầm chứa. Không được lắp đặt thiết bị vận hành bằng khí đốt hóa lỏng trong các cơ sở dạng tầng hầm;
chuyển sang pha lỏng với áp suất tăng hoặc giảm nhiệt độ;
giá trị nhiệt lượng cao. Để đốt cháy LPG, cần một lượng lớn không khí (để đốt cháy 1 m³ pha khí của propan, cần 24 m³ không khí và butan - 31 m³ không khí);
hệ số giãn nở thể tích cao của pha lỏng(hệ số nở thể tích của pha lỏng của propan lớn hơn của nước 16 lần). Xylanh và bể chứa được lấp đầy không quá 85% thể tích hình học. Việc lấp đầy hơn 85% có thể dẫn đến sự vỡ của chúng, sau đó là dòng chảy nhanh và bay hơi của khí, cũng như sự bốc cháy của hỗn hợp với không khí;
do làm bay hơi 1 kg pha lỏng của LPG ở n. y. 450 lít pha hơi thu được. Nói cách khác, 1 m³ pha hơi của hỗn hợp propan-butan có khối lượng 2,2 kg;
khi đốt cháy 1 kg hỗn hợp propan-butan tỏa ra khoảng 11,5 kWh nhiệt năng;
khí hóa lỏng bốc hơi mạnh và, trên da của một người, gây ra tê cóng.

Sự phụ thuộc của khối lượng riêng của hỗn hợp propan-butan vào thành phần và nhiệt độ của nó

Bảng khối lượng riêng của hỗn hợp propan-butan hóa lỏng (tính bằng t / m³) tùy thuộc vào thành phần và nhiệt độ của nó

	−25	−20	−15	−10	−5	0	5	10	15	20	25
P / B,%	−25	−20	−15	−10	−5	0	5	10	15	20	25
100/0	0,559	0,553	0,548	0,542	0,535	0,528	0,521	0,514	0,507	0,499	0,490
90/10	0,565	0,559	0,554	0,548	0,542	0,535	0,528	0,521	0,514	0,506	0,498
80/20	0,571	0,565	0,561	0,555	0,548	0,541	0,535	0,528	0,521	0,514	0,505
70/30	0,577	0,572	0,567	0,561	0,555	0,548	0,542	0,535	0,529	0,521	0,513
60/40	0,583	0,577	0,572	0,567	0,561	0,555	0,549	0,542	0,536	0,529	0,521
50/50	0,589	0,584	0,579	0,574	0,568	0,564	0,556	0,549	0,543	0,536	0,529
40/60	0,595	0,590	0,586	0,579	0,575	0,568	0,562	0,555	0,550	0,543	0,536
30/70	0,601	0,596	0,592	0,586	0,581	0,575	0,569	0,562	0,557	0,551	0,544
20/80	0,607	0,603	0,598	0,592	0,588	0,582	0,576	0,569	0,565	0,558	0,552
10/90	0,613	0,609	0,605	0,599	0,594	0,588	0,583	0,576	0,572	0,566	0,559
0/100	0,619	0,615	0,611	0,605	0,601	0,595	0,590	0,583	0,579	0,573	0,567

T là nhiệt độ của hỗn hợp khí (nhiệt độ không khí trung bình ngày); P / B - tỷ lệ propan và butan trong hỗn hợp,%

Tính chất vật lý

Ethan tại n. y.- chất khí không màu, không mùi. Khối lượng mol - 30,07. Điểm nóng chảy -182,81 ° C, điểm sôi -88,63 ° C. . Khối lượng riêng ρ khí. \ u003d 0,001342 g / cm³ hoặc 1,342 kg / m³ (n.a.), ρ fl. \ u003d 0,561 g / cm³ (T \ u003d -100 ° C). Hằng số phân ly 42 (trong nước, acc.) [ nguồn?]. Áp suất hóa hơi ở 0 ° C - 2.379 MPa.

Tính chất hóa học

Công thức hóa học C 2 H 6 (CH 3 CH 3 hữu tỉ). Các phản ứng đặc trưng nhất là sự thay thế hydro bằng halogen, diễn ra theo cơ chế gốc tự do. Sự khử hydro bằng nhiệt của etan ở 550-650 ° C dẫn đến xeten, ở nhiệt độ trên 800 ° C - thành catacetylene (benzolysis cũng được tạo thành). Clo trực tiếp ở 300-450 ° C - thành etyl clorua, nitrat hóa trong pha khí tạo ra hỗn hợp (3: 1) nitroetan-nitromethane.

Biên nhận

Trong ngành

Trong công nghiệp, nó được lấy từ dầu mỏ và khí tự nhiên, có nơi lên đến 10% thể tích. Ở Nga, hàm lượng etan trong khí dầu mỏ rất thấp. Ở Hoa Kỳ và Canada (nơi hàm lượng của nó trong dầu và khí tự nhiên cao), nó được dùng làm nguyên liệu chính để sản xuất etilen.

Trong ống nghiệm

Thu được từ iodomethane bằng phản ứng Wurtz, từ natri axetat bằng cách điện phân bằng phản ứng Kolbe, bằng cách nung chảy natri propionat với kiềm, từ etyl bromua bằng phản ứng Grignard, bằng cách hydro hóa etilen (trên Pd) hoặc axetylen (với sự có mặt của Niken Raney ).

Đăng kí

Ứng dụng chính của etan trong công nghiệp là sản xuất etylen.

Butan(C 4 H 10) - hợp chất hữu cơ hạng ankan. Trong hóa học, tên chủ yếu được sử dụng để chỉ n-butan. Cùng tên có hỗn hợp của n-butan và đồng phân isobutane CH (CH3) 3. Tên bắt nguồn từ gốc "but-" (tên tiếng Anh axit butyric - axit butyric) và hậu tố "-an" (thuộc ankan). Ở nồng độ cao, nó rất độc; hít phải butan sẽ gây rối loạn chức năng hô hấp-phổi. Chứa trong khí tự nhiên, được hình thành khi nứt những sản phẩm từ dầu, khi tách xăng dầu, "béo" khí tự nhiên. Là một đại diện của khí hydrocacbon, dễ cháy và nổ, có độc tính thấp, có mùi đặc trưng riêng và có tính chất ma tuý. Theo mức độ ảnh hưởng đến cơ thể, khí này thuộc về các chất thuộc loại nguy hiểm thứ 4 (mức độ nguy hiểm thấp) theo GOST 12.1.007-76. Ảnh hưởng có hại đến hệ thần kinh .

chủ nghĩa đồng phân

Bhutan có hai đồng phân:

Tính chất vật lý

Butan là một chất khí dễ cháy không màu, có mùi đặc trưng, dễ hóa lỏng (dưới 0 ° C và áp suất thường, hoặc ở áp suất cao và nhiệt độ bình thường - một chất lỏng dễ bay hơi). Điểm đóng băng -138 ° C (ở áp suất thường). Độ hòa tan trong nước - 6,1 mg trong 100 ml nước (đối với n-butan, ở 20 ° C, nó hòa tan tốt hơn nhiều trong dung môi hữu cơ ). Có thể hình thành azeotropic hỗn hợp với nước ở nhiệt độ khoảng 100 ° C và áp suất 10 atm.

Tìm và nhận

Chứa trong khí ngưng tụ và khí dầu mỏ (lên đến 12%). Nó là sản phẩm của xúc tác và xúc tác thủy nứt phân đoạn dầu. Trong phòng thí nghiệm có thể lấy từ phản ứng wurtz.

2 C 2 H 5 Br + 2Na → CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 + 2NaBr

Khử lưu huỳnh (khử muối hóa) phân đoạn butan

Phần butan chạy thẳng phải được tinh chế từ các hợp chất lưu huỳnh, mà chủ yếu là metyl và etyl mercaptan. Phương pháp làm sạch phần butan khỏi mercaptan bao gồm chiết xuất mercaptan trong kiềm từ phần hydrocacbon và tái sinh kiềm sau đó với sự có mặt của chất xúc tác đồng thể hoặc dị thể với oxy trong khí quyển với sự giải phóng dầu disulfua.

Ứng dụng và phản ứng

Với quá trình clo hóa gốc tự do, nó tạo thành hỗn hợp 1-chloro- và 2-chlorobutan. Tỷ lệ của chúng được giải thích rõ ràng bởi sự khác biệt về độ bền của liên kết C-H ở vị trí 1 và 2 (425 và 411 kJ / mol). Đốt cháy hoàn toàn ở dạng không khí khí cacbonic và nước. Butan được sử dụng kết hợp với propan trong bật lửa, trong bình gas ở trạng thái hóa lỏng, nơi nó có mùi, vì nó chứa chất bổ sung đặc biệt chất tạo mùi. Trong trường hợp này, hỗn hợp "mùa đông" và "mùa hè" với các thành phần khác nhau được sử dụng. Nhiệt trị của 1 kg là 45,7 MJ (12,72 kWh).

2C 4 H 10 + 13 O 2 → 8 CO 2 + 10 H 2 O

Khi thiếu oxy, nó hình thành bồ hóng hoặc carbon monoxide hoặc cả hai cùng nhau.

2C 4 H 10 + 5 O 2 → 8 C + 10 H 2 O

2C 4 H 10 + 9 O 2 → 8 CO + 10 H 2 O

chắc chắn dupontđã phát triển một phương pháp để đạt được anhydrit maleic từ n-butan trong quá trình oxy hóa có xúc tác.

2 CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 + 7 O 2 → 2 C 2 H 2 (CO) 2 O + 8 H 2 O

n-Butan - nguyên liệu sản xuất butene, 1,3-butadien, một thành phần của gasolines trị số octan cao. Butan có độ tinh khiết cao và đặc biệt là isobutan có thể được sử dụng làm chất làm lạnh trong các ứng dụng làm lạnh. Hiệu suất của những hệ thống này thấp hơn một chút so với những hệ thống freon. Butan thân thiện với môi trường, không giống như chất làm lạnh freon.

Trong ngành công nghiệp thực phẩm, butan được đăng ký là phụ gia thực phẩm E943a, và isobutane - E943b, thế nào thuốc phóng, ví dụ, trong chất khử mùi.

Etylen(trên IUPAC: etilen) - hữu cơ hợp chất hóa học, được mô tả bởi công thức C 2 H 4. Là đơn giản nhất anken (olefin). Ethylene thực tế không được tìm thấy trong tự nhiên. Nó là một chất khí dễ cháy không màu, có mùi nhẹ. Tan một phần trong nước (25,6 ml trong 100 ml nước ở 0 ° C), etanol (359 ml ở cùng điều kiện). Nó hòa tan tốt trong ete dietyl và hydrocacbon. Chứa một liên kết đôi và do đó được phân loại là không bão hòa hoặc không bão hòa hydrocacbon. Đóng một vai trò cực kỳ quan trọng trong ngành và cũng là phytohormone. Ethylene là hợp chất hữu cơ được sản xuất nhiều nhất trên thế giới ; tổng sản lượng ethylene trên thế giới ở 2008 lên tới 113 triệu tấn và tiếp tục tăng 2-3% mỗi năm .

Đăng kí

Ethylene là sản phẩm hàng đầu tổng hợp hữu cơ cơ bản và được sử dụng để thu được các hợp chất sau (được liệt kê theo thứ tự bảng chữ cái):

Vinyl axetat;

Dichloroethane / vinyl clorua(Vị trí thứ 3, 12% tổng khối lượng);

Etylen oxit(Vị trí thứ 2, 14-15% tổng khối lượng);

Polyetylen(Vị trí thứ nhất, chiếm 60% tổng số lượng);

Styrene;

A-xít a-xê-tíc;

Etylbenzen;

ethylene glycol;

Ethanol.

Ethylene trộn với oxy đã được sử dụng trong y tế để gây tê cho đến giữa những năm 1980 ở Liên Xô và Trung Đông. Ethylene là phytohormone hầu hết tất cả các loại thực vật , trong số những người khác chịu trách nhiệm về sự rơi của kim ở cây lá kim.

Tính chất hóa học cơ bản

Ethylene là một chất hoạt động hóa học. Vì có một liên kết đôi giữa các nguyên tử cacbon trong phân tử, một trong số chúng, kém bền hơn, dễ bị phá vỡ, và tại nơi đứt liên kết, các phân tử liên kết với nhau, bị oxy hóa và trùng hợp.

Halogenation:

CH 2 \ u003d CH 2 + Cl 2 → CH 2 Cl-CH 2 Cl

Nước brom bị khử màu. Đây là một phản ứng định tính đối với các hợp chất không no.

Hydro hóa:

CH 2 \ u003d CH 2 + H - H → CH 3 - CH 3 (dưới tác dụng của Ni)

Hiđro hóa:

CH 2 \ u003d CH 2 + HBr → CH 3 - CH 2 Br

Hydrat hóa:

CH 2 \ u003d CH 2 + HOH → CH 3 CH 2 OH (dưới tác dụng của chất xúc tác)

Phản ứng này được phát hiện bởi A.M. Butlerov, và nó được sử dụng để sản xuất công nghiệp rượu etylic.

Quá trình oxy hóa:

Etylen dễ bị oxi hóa. Nếu cho etilen đi qua dung dịch thuốc tím thì không màu. Phản ứng này được sử dụng để phân biệt giữa các hợp chất no và không no.

Ethylene oxide là một chất dễ vỡ, cầu oxy bị gãy và nước tham gia, dẫn đến sự hình thành ethylene glycol:

C 2 H 4 + 3O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O

Sự trùng hợp:

nCH 2 \ u003d CH 2 → (-CH 2 -CH 2 -) n

Isoprene CH 2 \ u003d C (CH 3) -CH \ u003d CH 2, 2-metylbutadien-1,3 - hiđrocacbon không no loạt diene (C N H 2n − 2 ) . Ở điều kiện thường, một chất lỏng không màu. Anh ấy là monomer vì cao su tự nhiên và một đơn vị cấu trúc cho nhiều phân tử của các hợp chất tự nhiên khác - isoprenoids, hoặc terpenoids. . Hòa tan trong rượu bia. Isoprene polyme hóa để tạo ra isoprene cao su. Isoprene cũng phản ứng sự trùng hợp với các kết nối vinyl.

Tìm và nhận

Cao su thiên nhiên là một polyme của isoprene - phổ biến nhất là cis-1,4-polyisoprene với trọng lượng phân tử từ 100.000 đến 1.000.000. Nó chứa một vài phần trăm các vật liệu khác dưới dạng tạp chất, chẳng hạn như sóc, axit béo, nhựa và chất vô cơ. Một số nguồn cao su tự nhiên được gọi là Gutta percha và bao gồm trans-1,4-polyisoprene, cấu trúc đồng phân, có các thuộc tính tương tự nhưng không giống hệt nhau. Isoprene được sản xuất và thải vào khí quyển bởi nhiều loại cây (cây chính là cây sồi) Sản lượng isoprene hàng năm của thảm thực vật là khoảng 600 triệu tấn, một nửa trong số đó được sản xuất bởi cây lá rộng nhiệt đới, phần còn lại được sản xuất bởi cây bụi. Sau khi tiếp xúc với khí quyển, isoprene được chuyển đổi bởi các gốc tự do (chẳng hạn như gốc hydroxyl (OH)) và ở mức độ thấp hơn là ozone thành các chất khác nhau như anđehit, hydroxyperoxit, nitrat hữu cơ và epoxies, trộn lẫn với các giọt nước để tạo thành các bình xịt hoặc sương mù. Cây sử dụng cơ chế này không chỉ để tránh quá nóng của lá do Mặt trời, mà còn bảo vệ chống lại các gốc tự do, đặc biệt khí quyển. Isoprene thu được lần đầu tiên bằng cách xử lý nhiệt cao su tự nhiên. Hầu hết có sẵn trên thị trường như một sản phẩm nhiệt nứt naphtha hoặc dầu, cũng như một sản phẩm phụ trong quá trình sản xuất ethylene. Khoảng 20.000 tấn mỗi năm được sản xuất. Khoảng 95% sản lượng isoprene được sử dụng để sản xuất cis-1,4-polyisoprene, một phiên bản tổng hợp của cao su tự nhiên.

Butadien-1,3(divinyl) CH 2 \ u003d CH-CH \ u003d CH 2 - không bão hòa hiđrocacbon, đại diện đơn giản nhất diene hydrocacbon.

Tính chất vật lý

Butadien - không màu khí ga có mùi đặc trưng nhiệt độ sôi-4,5 ° C nhiệt độ nóng chảy-108,9 ° C, điểm sáng-40 ° C nồng độ tối đa cho phép trong không khí (MAC) 0,1 g / m³, Tỉ trọng 0,650 g / cm³ ở -6 ° C.

Chúng tôi sẽ hòa tan nhẹ trong nước, chúng tôi sẽ hòa tan tốt trong cồn, dầu hỏa với không khí với lượng 1,6-10,8%.

Tính chất hóa học

Butadien có xu hướng sự trùng hợp, dễ bị oxy hóa hàng không với giáo dục peroxide hợp chất đẩy nhanh quá trình trùng hợp.

Biên nhận

Butadien thu được bằng phản ứng Lebedev truyền tải Rượu etylic xuyên qua chất xúc tác:

2CH 3 CH 2 OH → C 4 H 6 + 2H 2 O + H 2

Hoặc dehydro hóa bình thường butylene:

CH 2 \ u003d CH-CH 2 -CH 3 → CH 2 \ u003d CH-CH \ u003d CH 2 + H 2

Đăng kí

Sự trùng hợp của butadien tạo ra một chất tổng hợp cao su, tẩy. Đồng trùng hợp với acrylonitrile và styrene nhận Nhựa ABS.

Benzen (C 6 H 6 , Ph H) - hợp chất hóa học hữu cơ, không màu chất lỏng với một vị ngọt dễ chịu đánh hơi. Động vật nguyên sinh Hydrocacbon thơm. Benzen là một phần của xăng, được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp, là nguyên liệu để sản xuất các loại thuốc, nhiều chất dẻo, sợi tổng hợp cao su, tẩy, thuốc nhuộm. Mặc dù benzen là một phần của dầu thô, ở quy mô công nghiệp, nó được tổng hợp từ các thành phần khác của nó. chất độc hại, chất gây ung thư.

Tính chất vật lý

Chất lỏng không màu, có mùi hăng đặc biệt. Điểm nóng chảy = 5,5 ° C, Điểm sôi = 80,1 ° C, Khối lượng riêng = 0,879 g / cm³, Khối lượng mol = 78,11 g / mol. Giống như tất cả các hydrocacbon, benzen cháy và tạo thành nhiều muội than. Tạo thành hỗn hợp nổ với không khí, trộn đều với ete, xăng và các dung môi hữu cơ khác, với nước tạo thành một hỗn hợp không đẳng hướng với nhiệt độ sôi 69,25 ° C (91% benzen). Độ hòa tan trong nước 1,79 g / l (ở 25 ° C).

Tính chất hóa học

Phản ứng thế là đặc trưng của benzen - benzen phản ứng với anken, clo ankan, halogen, nitric và axit sunfuric. Phản ứng phân cắt vòng benzen diễn ra trong điều kiện khắc nghiệt (nhiệt độ, áp suất).

Tương tác với clo khi có mặt chất xúc tác:

C 6 H 6 + Cl 2 - (FeCl 3) → C 6 H 5 Cl + HCl tạo thành clobenzen

Chất xúc tác thúc đẩy việc tạo ra một loại electrophin hoạt động bằng cách phân cực giữa các nguyên tử halogen.

Cl-Cl + FeCl 3 → Cl ઠ - ઠ +

C 6 H 6 + Cl ઠ - -Cl ઠ + + FeCl 3 → [C 6 H 5 Cl + FeCl 4] → C 6 H 5 Cl + FeCl 3 + HCl

Khi không có chất xúc tác, khi đun nóng hoặc chiếu sáng sẽ xảy ra phản ứng thế gốc.

C 6 H 6 + 3Cl 2 - (chiếu sáng) → C 6 H 6 Cl 6 tạo thành hỗn hợp các đồng phân hexachlorocyclohexan video

Tương tác với brom (tinh khiết):

Tương tác với các dẫn xuất halogen của ankan ( Phản ứng Friedel-Crafts):

C 6 H 6 + C 2 H 5 Cl - (AlCl 3) → C 6 H 5 C 2 H 5 + HCl etylbenzen được tạo thành

C 6 H 6 + HNO 3 - (H 2 SO 4) → C 6 H 5 NO 2 + H 2 O

Kết cấu

Benzen được phân loại là không bão hòa hydrocacbon(dãy đồng đẳng C n H 2n-6), nhưng không giống như các hiđrocacbon của dãy ethylene C 2 H 4 thể hiện các đặc tính vốn có của hydrocacbon không no (chúng được đặc trưng bởi phản ứng cộng) chỉ trong điều kiện khắc nghiệt, nhưng benzen dễ xảy ra phản ứng thế hơn. "Hành vi" này của benzen được giải thích bởi cấu trúc đặc biệt của nó: vị trí của tất cả các liên kết và phân tử trên cùng một mặt phẳng và sự hiện diện của đám mây 6π electron liên hợp trong cấu trúc. Ý tưởng hiện đại về bản chất điện tử của liên kết trong benzen dựa trên giả thuyết Linus Pauling, người đã đề xuất mô tả phân tử benzen như một hình lục giác với một vòng tròn nội tiếp, do đó nhấn mạnh sự vắng mặt của các liên kết đôi cố định và sự hiện diện của một đám mây electron đơn bao phủ tất cả sáu nguyên tử cacbon của chu kỳ.

Sản xuất

Cho đến nay, có ba phương pháp khác nhau về cơ bản để sản xuất benzen.

Luyện cốc than đá. Quá trình này trong lịch sử là lần đầu tiên và là nguồn chính của benzen cho đến Thế chiến II. Hiện tại, tỷ lệ benzen thu được bằng phương pháp này nhỏ hơn 1%. Cần nói thêm rằng benzen thu được từ nhựa than đá có chứa một lượng đáng kể thiophene, điều này làm cho benzen đó trở thành nguyên liệu thô không thích hợp cho một số quy trình công nghệ.

cải cách xúc tác(aromaizing) xăng phân đoạn dầu. Quá trình này là nguồn chính của benzen ở Mỹ. Ở Tây Âu, Nga và Nhật Bản, 40-60% tổng lượng chất thu được theo cách này. Trong quá trình này, ngoài benzen, toluen và xylenes. Do thực tế là toluen được sản xuất với số lượng vượt quá nhu cầu nên nó cũng được chế biến một phần thành:

benzen - bằng phương pháp hydrodealkyl hóa;

hỗn hợp benzen và xylenes - bằng cách cân đối;

Nhiệt phân xăng và dầu nặng hơn. Có tới 50% benzen được sản xuất bằng phương pháp này. Cùng với benzen, toluen và xylenes được tạo thành. Trong một số trường hợp, toàn bộ phần này được chuyển đến giai đoạn dealkyl hóa, nơi cả toluen và xylenes đều được chuyển thành benzen.

Đăng kí

Benzen là một trong mười chất quan trọng nhất trong công nghiệp hóa chất. [ nguồn không được chỉ định 232 ngày ] Hầu hết benzen thu được được sử dụng để tổng hợp các sản phẩm khác:

khoảng 50% benzen được chuyển thành etylbenzen (alkyl hóa benzen ethylene);
khoảng 25% benzen được chuyển thành cumene (alkyl hóa benzen propylene);
khoảng 10-15% benzen hydrogenat Trong xyclohexan;
khoảng 10% benzen được sử dụng để sản xuất nitrobenzene;
2-3% benzen được chuyển thành alkylbenzen mạch thẳng;
Khoảng 1% benzen được sử dụng để tổng hợp chlorobenzene.

Với số lượng nhỏ hơn nhiều, benzen được sử dụng để tổng hợp một số hợp chất khác. Đôi khi và trong những trường hợp nghiêm trọng, do độc tính cao, benzen được sử dụng như một chất dung môi. Ngoài ra, benzen là xăng. Do độc tính cao, hàm lượng của nó bị giới hạn bởi các tiêu chuẩn mới đến 1%.

Toluene(từ người Tây Ban Nha Tolu, tolu balsam) - metylbenzen, một chất lỏng không màu, có mùi đặc trưng, thuộc về đấu trường.

Toluene lần đầu tiên được P. Peltier thu được vào năm 1835 trong quá trình chưng cất nhựa thông. Năm 1838, nó được A. Deville phân lập từ một loại dầu dưỡng được mang từ thành phố Tolú ở Colombia, sau đó nó được đặt tên như vậy.

đặc điểm chung

Chất lỏng dễ bay hơi di động không màu, có mùi hăng, có tác dụng gây nghiện yếu. Có thể trộn lẫn ở mức độ không giới hạn với hydrocacbon, nhiều rượu và ete, không trộn lẫn với nước. Chỉ số khúc xạánh sáng 1,4969 ở 20 ° C. Dễ cháy, cháy với ngọn lửa khói.

Tính chất hóa học

Toluen được đặc trưng bởi các phản ứng thay thế electrophin trong vòng thơm và thay thế vào nhóm metyl theo cơ chế gốc.

Sự thay thế electron trong vòng thơm, nó chủ yếu đi ở vị trí ortho và para so với nhóm metyl.

Ngoài các phản ứng thế, toluen tham gia vào các phản ứng cộng (hydro hóa), ozo hóa. Một số chất oxi hóa (dung dịch kiềm của thuốc tím, axit nitric loãng) oxi hóa nhóm metyl thành nhóm cacboxyl. Nhiệt độ tự bốc cháy 535 ° C. Nồng độ giới hạn của sự lan truyền ngọn lửa,% vol. Giới hạn nhiệt độ của sự lan truyền ngọn lửa, ° C. Điểm chớp cháy 4 ° C.

Tương tác với thuốc tím trong môi trường axit:

5С 6 H 5 СH 3 + 6KMnO 4 + 9H 2 SO 4 → 5С 6 H 5 COOH + 6MnSO 4 + 3K 2 SO 4 + 14H 2 O tạo thành axit benzoic

Tiếp nhận và làm sạch

Sản phẩm xúc tác cải cách xăng phe phái dầu. Nó được phân lập bằng cách chiết xuất chọn lọc và sau đó sự cải chính Sản lượng tốt cũng đạt được với quá trình dehydro hóa xúc tác heptane xuyên qua metylcyclohexan. Tinh chế toluen theo cách tương tự. benzen, chỉ khi được áp dụng tập trung axit sunfuric chúng ta không được quên toluen đó sunfonat hóa nhẹ hơn benzen, nghĩa là cần duy trì nhiệt độ thấp hơn Hỗn hợp phản ứng(ít hơn 30 ° C). Toluen cũng tạo thành một hỗn hợp azeotropic với nước. .

Toluen có thể thu được từ benzen Phản ứng Friedel-Crafts:

Đăng kí

Nguyên liệu sản xuất benzen, A xít benzoic, nitrotoluenes(bao gồm trinitrotoluene), toluen diisocyanates(thông qua dinitrotoluene và toluen diamine) benzyl clorua và các chất hữu cơ khác.

Là dung môi cho nhieu polyme, là một thành phần của các dung môi thương mại khác nhau cho vecni và màu sắc. Bao gồm trong dung môi: R-40, R-4, 645, 646 , 647 , 648. Dùng làm dung môi trong tổng hợp hóa học.

Naphthalene- Chất rắn kết tinh C 10 H 8 có đặc đánh hơi. Nó không hòa tan trong nước, nhưng nó tốt - trong benzen, phát tin, rượu bia, chloroform.

Tính chất hóa học

Naphthalene về mặt hóa học tương tự như benzen: một cách dễ dàng nitrate hóa, sunfonat hóa, Tương tác với halogen. Nó khác với benzen ở chỗ nó phản ứng dễ dàng hơn.

Tính chất vật lý

Tỷ trọng 1,14 g / cm³, điểm nóng chảy 80,26 ° C, điểm sôi 218 ° C, độ hòa tan trong nước khoảng 30 mg / l, điểm chớp cháy 79 - 87 ° C, điểm tự cháy 525 ° C, khối lượng phân tử 128.17052 g / mol.

Biên nhận

Nhận naphthalene từ nhựa than. Ngoài ra, naphthalene có thể được phân lập từ nhựa nhiệt phân nặng (dầu làm nguội), được sử dụng trong quá trình nhiệt phân trong nhà máy ethylene.

Mối cũng tạo ra naphthalene. Coptotermes formosanus để bảo vệ tổ của chúng khỏi con kiến, nấm và tuyến trùng .

Đăng kí

Nguyên liệu quan trọng của công nghiệp hóa chất: dùng để tổng hợp anhydrit phthalic, tetralin, decalina, các dẫn xuất khác nhau của naphthalene.

Các dẫn xuất naphtalen được sử dụng để thu được thuốc nhuộm và thuốc nổ, Trong dược phẩm, thế nào thuốc trừ sâu.