А. Т. Сағынаев МҰнай мен газдың физикасы және химиясы
Алкадиендердің химиялық қасиеттері
жүктеу/скачать 6,98 Mb. Pdf көрінісі
|
S4
| 8.1.3. Алкадиендердің химиялық қасиеттері
Термиялық крекинг пен пиролиз өнімдерінде 5-10 (масс) % алкадиендер болады. Бұлар негізінен еселі байланыстары қабысқан 1,3-бутадиен, 1,3- пентадиен, циклопентадиен болып келеді. Алкадиендер молекуласындағы екі қос байланыстар көбінесе біртұтас қанықпаған жүйе ретінде қасиет көрсетеді. Мысалы, қабысқан байланыстарға қосылу шеткі 1,4-атомдарда жүреді және бұл кезде 2,3-атомдар арасында жаңа қос байланыс пайда болады: Бутадиеннің азғантай бөлігі ғана алкендер сияқты әрекеттеседі: Қабысқан алкадиендердің ерекше реакциясы диенді синтез (Дильс- Альдер реакциясы), алдымен циклогексен, сонан соң сутегінің екі молекуласы бөлініп бензол түзіледі: Мұнай өнімдеріндегі алкадиендердің сандық мөлшерін білу үшін диендердің малеин ангидридімен конденсациясын жүргізеді: Қабысқан қос байланыстары бар диендердің өте маңызды ерекшелігі полимерленуге оңай түсуі болып табылады. Кейбір диендер полимерленіп өте ұзын тізбек пайда болады: Осындай типтегі реакциялар синтетикалық каучуктер алудың негізі болып табылады. Өндірістік маңызы жоғары алкадиендерге 1,3-бутадиен және оның гомологы 2-метил-1,3-бутадиен (изопрен) жатады. Термиялық өңдеу өнімдерінде С 4 және С 5 көмірсутектерінің қайнау температуралары жақын азеотропты қоспа түзетін болғандықтан бутадиен мен изопренді полимерлеуге қажетті таза күйінде бөліп алу мүмкін емес. 100 8.2. Алкендер мен алкадиендерді мұнайхимиялық синтезде қолдану Мұнайхимиялық өндірісте этиленнің, пропиленнің, бутадиеннің және бензолдың маңызы өте зор. Осылардың негізінде мұнайхимиялық өнімдердің көпшілігі өндіріледі. Этиленнің көп бөлігі полиэтилен өндірісінде қолданылады. Жоғары қысымда алынатын полиэтиленнің (ЖҚПЭ) тығыздығы төмен болады. Мұндай полиэтиленді құбырлы реакторда немесе автоклавта алады. Процесс оттегінің, бензоил пероксидінің, лаурил пероксидінің немесе олардың қоспаларының қатысында жүреді. Инициатормен араластырылған этиленді 25 МПа дейін қысып және 700 о С дейін қыздырып, реактордың бірінші бөлігіне жібереді, мұнда 1800 о С дейін қыздырылады, содан кейін екінші бөлігінде 190-300 о С және 130-250 МПа қысымда полимерлейді. Этиленнің реакторда болуының орташа уақыты 70-100 сек, полимерлену дәрежесі 18- 20 % . этилен газ тығыздығы төмен полиэтилен Төменгі қысымда алынатын полиэтиленнің (ТҚПЭ) тығыздығы жоғары болады. Мұндай полиэтиленді алудың 3 негізгі технологиясын пайдаланады: реакцияны суспензияда жүргізеді, реакцияны ерітіндіде жүргізеді, газды фазада полимерлеу. ТҚПЭ алудың ерітіндіде жүретін технологиясын қарастырайық. Процесті гександа 160-2500 о С, 3,4-5,3 МПа қысымда жүргізеді. Катализатормен (силикагельге енгізілген CrO 3 , Ti-Mg т.б.) контакт уақыты 10-15 мин. этилен газ тығыздығы жоғары полиэтилен Этиленнің біраз бөлігі этилен оксиді өндірісіне жұмсалады. Көптеген дамыған елдерде этилен оксидін этиленді катализдік тотықтыру арқылы алады. Кең таралған катализатор – матрицаға сіңірілген күміс. Этилен оксидінің негізгі бөлігі (58 % ) этиленгликоль өндірісіне қолданылады. 101 Этиленді гидратациялап этил спиртін алады. Этил спирті бутадиен өндірісінде, ақуыз-дәрумендер концентраты өндірісінде, фармацевтикада, тамақ өндірісінде қолданылады. Пропилен өндірісі Европада, Солтүстік Америкада және Азияда шоғырланған. Кәзіргі таңда дүние жүзі бойынша пропилен өндіру жылына 50 млн. тоннадан асады. Пропиленді негізінен пиролиз және термиялық крекинг қондырғыларынан алады. Сонымен қатар өндірісте пропиленді, Сr 2 О 3 , Аl 2 О 3 катализаторларының қатысында алкандарды дегидрлеп алады. Пропилен алудың тағы бір өндірістік әдісі – 350 о С Аl 2 О 3 қатысында пропанолды дегидратациялау: Пропилен өндірісте пропилен оксидін, изопропил спирті мен ацетонды, альдегидтерді, акрил қышқылы мен акрилонитрилді, полипропиленді, пластмассаларды, каучуктерді, жуғыш заттарды, мотор отындарының компоненттерін, еріткіштерді және т.б. алуда қолданылады. Полипропиленді алу үшін Циглер-Натта катализаторларының, мысалы TiCl 4 және AlR 3 қоспасы қатысында пропиленді полимерлейді: Бутиленнен бутадиен, метилэтилкетон, изобутиленнен бутилкаучук, изопрен, полиизобутилен, алкилфенолды қосымшалар, амилендерден изопрен және амил спирттері алынады. 1,3-Бутадиен мен 2-метил-1,3-бутадиен (изопрен) әртүрлі полимерлі материалдар, әсіресе синтетикалық каучук өндірісінде маңызды мономер болып табылады. Барлық синтетикалық каучуктердің ≈ 80% бутадиен мен изопреннің негізінде алынады. Бутадиен-1,3 өндірісінің негізгі жолдары: бутанды және бутилендерді дегидрлеу, пиролиздің С 4 фракциясынан бөліп алу (экономикалық тиімді). Каныққан көмірсутектерді катализдік дегидрлеу арқылы бутадиеннен басқа, изопрен, изобутилен, стирол сияқты ірі тоннажды өнімдер алынады. Осы мономерлер негізінде хлорпренді, нитрильді, бутиленді, изопренді, бутадиен-стиролды, бутидиен-нитрильді синтетикалық каучуктер өндіріледі. Бутадиенге деген сұраныстың артуы, сонымен қатар, оның адипонитрил өндірісінде қолданылуына байланысты, себебі одан найлон алынады. ≥ С 5 алкендер бензиннің жоғары октанды компоненттері болып табылады, сонымен қатар, мұнайхимиялық синтезде – бензолды алкилдеп жуғыш эаттар алу үшін, оксосинтез шикізаты ретінде және басқа да мақсаттарда қолданылады. |