Важнейшие главы курса химии. Павлов А.И. - 30 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГАСУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

58 59
Важнейшие главы курса химии
Глава 10. НЕКОТОРЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКОЙ
ХИМИИ
Органическая химия – большой и самостоятельный раздел хими-
ческой науки, которая выделилась в отдельную отрасль в XIX веке.
Число органических соединений во много раз превосходит количество
неорганических соединений. В 1822 г. было известно 80 веществ, вы-
деленных из растений и животных. В 1847 г. их число возросло до 500,
а к 1897–1900 гг. – до ~100 000. В наши дни число органических со-
единений, выделенных из природного сырья и полученных синтети-
чески, превышает 5 млн. Интересно отметить, что почти все осталь-
ные элементы периодической системы образуют только ~100 000 не-
органических соединений.
Большинство органических веществ образовано небольшим ко-
личеством элементов. Практически во все соединения, помимо угле-
рода, входит водород, многие из них содержат кислород и азот. В со-
став довольно большого числа органических соединений входят также
сера, фосфор и галогены.
Существуют следующие основные природные источники, из ко-
торых получают простейшие органические соединения: нефть, камен-
ный уголь, природный газ.
Природный газ на 98 % состоит из простейших углеводородов
(метан, этан, пропан, бутан). Он служит сырьем для производства
более сложных соединений, используется в качестве топлива.
Нефть – не только топливо, но ценное сырье для получения боль-
шого числа органических соединений. Представляет собой сложную
смесь жидких и твердых углеводородов различной молекулярной мас-
сы. Как правило, нефть подвергают переработке. Методы переработки
могут быть физическими и химическими.
Основным физическим процессом является прямая перегонка –
термическое разделение на фракции. При этом не происходит разло-
жения соединений. Разделение на фракции основано на различии тем-
ператур кипения отдельных фракций, имеющих разную молекулярную
массу.
Обычно получают следующие фракции:
1. Бензиновая (Т
кип
= 40–180 °C). Содержит соединения с 5–10 ато-
мами углерода. При более точной перегонке из нее могут быть выделе-
ны фракции, кипящие в более узких пределах: а) петролейный эфир
(40–70 °C); б) авиационный бензин (70–100 °C); в) автомобильный бен-
зин (100–120 °C); д) лигроин (120–180 °C).
2. Керосиновая (Т
кип
= 180–270 °C). Содержит соединения, кото-
рые содержат 10–16 атомов углерода. Применяется как бытовое и авиа-
ционное топливо.
3. Соляровая (Т
кип
= 270–360 °C). Другое название газойль. При-
меняется как дизельное топливо.
Остаток нефти после отгонки этих фракций – мазут. Из мазута
дальнейшей перегонкой с применением вакуума получают смазочные
масла, вазелин, парафин.
Остаток от перегонки мазута называется гудроном, из него выра-
батывают битум.
Для повышения выхода легких фракций мазут можно подверг-
нуть вторичной переработке с частичным разложением входящих в него
соединений. Речь идет о химических методах переработки, основан-
ных на воздействии высокой температуры, давления и катализаторов.
Среди различных химических методов наиболее распространенным
является крекинг.
Основные виды крекинга – термический и каталитический. Тер-
мический крекинг – расщепление органических соединений под воз-
действием высоких температур (500–700 °C) и повышенного давления
(2–7 МПа). Процесс термического крекинга разработал русский инже-
нер В. Шухов в 1891 г. Например: С
20
Н
42
→ С
10
Н
22
+ С
10
Н
20
. При этом
из твердого соединения получают жидкие соединения, входящие в со-
став керосиновой фракции. Термическим крекингом получают авто-
мобильный бензин, технический углерод, газообразные углеводороды.
Каталитический крекинг проводится при более низком давлении
и более низкой температуре (450–525 °C) в присутствии катализаторов.
Процесс каталитического крекинга протекает с более высокой скорос-
тью, чем термический. При этом углеводороды не только расщепляют-
ся, но и подвергаются изомеризации: образуются углеводороды с раз-
ветвленной структурой. С помощью каталитического крекинга получа-
ют бытовое топливо (пропан-бутан), автомобильный бензин, газойль.
Глава 10. Некоторые положения органической химии

Страницы