Мономеры

МОНОМЕРЫ
Низшие олефины
Сырье для производства
низших олефинов
64% - крупнотоннажные установки
пиролиза,
17% - малотоннажные установки газового
пиролиза,
11% - пиролиз бензина
8% - пиролиз этана
Сырье для производства
низших олефинов
Углеводороды С2 содержатся в газах
• термического крекинга - 41,1%,
Углеводороды С3 содержатся в газах
• первичной перегонки - 52%,
• вторичной перегонки - 35%
• термического крекинга - 26%,
Бутан-бутиленовая фракция содержится в газах
• каталитического крекинга – 50%,
• вторичной перегонки – 47,4%
• автотермической газификации – 48%
Бутан-бутиленовая фракция каталитического риформинга
• содержание этилена и пропилена незначительно
• содержание изобутана и н-бутана составляет 60%.
Свойства алкенов
Реакции присоединения
1. Гидрирование.
CН2 = СН2 + Н2 → СН3 – СН3
этен
этан
Условия реакции: катализатор – Ni, Pt, Pd
2. Галогенирование.
CН2 = СН – СН3 + Сl – Сl → ClСН2 – (Cl)СН – СН3
пропен
1,2-дихлорпропан
Реакция идёт при обычных условиях.
Свойства алкенов
Реакции присоединения
3.
1
2
3
Гидрогалогенирование.
4
СН2 = СН – СН2 – СН3 + Н – Сl
1
2
3
4
→ CН3 – (Cl)СН – СН2 – СН3
бутен-1
2-хлорбутан
4.
Гидратация.
CН2 = СН – СН3 + Н – ОН → СН3 – (ОН)СН – СН3
пропен
пропанол-2
Условия реакции: катализатор – серная кислота, температура.
Присоединение молекул галогеноводородов и воды
к молекулам алкенов происходит в соответствии
с правилом В.В. Марковникова.
Свойства алкенов
Гидрогалогенирование
Правило В.В.
Марковникова
Атом водорода
присоединяется к
наиболее
гидрированному атому
углерода при двойной
связи, а атом галогена
или гидроксогруппа – к
наименее
гидрированному.
Свойства алкенов
Реакции полимеризации (свободно-радикальное
присоединение)
Полимеризация – это последовательное соединение одинаковых
молекул в более крупные.
СН2 = СН2 + СН2 = СН2 + СН2 = СН2 + …
– СН2 – СН2 – + – СН2 – СН2 – + – СН2 – СН2 –
… – СН2 – СН2 – СН2 – СН2 – СН2 – СН2 – …
Сокращённо уравнение этой реакции записывается так:
n СН2 = СН2
(– СН2 – СН2 –)
этен
полиэтилен
Условия реакции: повышенная температура и давление, катализатор.
Свойства алкенов
Качественные реакции
на двойную углерод-углеродную связь
• Обесцвечивание бромной воды.
СН2 = СН – СН3 + Вr2
CH2Br – CHBr – CH3
пропен
1,2-дибромпропан
• Обесцвечивание раствора перманганата калия.
3СН2 = СН – СН3 + 2КМnО4 + 4Н2О
пропен
1
2
3
3СН2ОН – СНОН – СН3 + 2МnО2 + 2КОН
пропандиол-1,2
Получение этилена
Этилен был открыт в 1669 году
немецким химиком-органиком
Иоганном Иохимом Бехер
действием этилового спирта с
серной кислотой
Получение этилена
• Пиролиз жидких дистиллятов нефти или низших
насыщенных углеводородов (проводится в трубчатых
печах при 1023-1173 К и давлении 0,3 МПа),
• Высокотемпературное дегидрирование этана (при ~
1173 К и ~0,05 МПа, катализатор - металлический никель (5%) на
оксиде хрома (95%),
• Окислительная димеризация метана (при 973–1073 К,
катализаторы - ThO2 , NaMnO4/MgO-SiO2, Mn3O4/SiO2),
• Синтез этилена из метанола (873-973 К, цеолитсодержащие
катализаторы),
• Дегидратация этанола (433-623 К, катализаторы - серная или
фосфорная кислота, ароматические сульфокислоты, хлорид цинка
или алюминия и др.)
Применение этилена
Получение пропилена
• Выделением из нефтезаводских газов и
крекинг-газов,
• Выделение из продуктов синтеза ФишераТропша (450-480 К и 0,1-1,5 МПа, катализаторы - CoThO2, Co-ThO2-MgО или 500-550 К и 0,5-1,0 МПа в
присутствие железа),
• Термическое дегидрирование пропана (~873
К,
атмосферном давлении и времени контакта 2,7 с),
• Каталитическое дегидрирование пропана (873
К, катализаторы - Cr2O3, MoO3, V2O5, TiO2 и GeO2 на
носителе).
Применение пропилена
Получение бутена-1
• Выделением из углеводородных фракций
С4 пиролиза и крекинга,
• Дегидрированием н-бутана,
• Дегидратацией бутанола,
• Каталитическая димеризация этилена (373393 К, 4,9 МПа, никель:триэтилалюминий как
0,01:1,0 и концентрация триэтиллалюминия 5%),
Применение бутена
• синтез бутадиена-1,3,
• синтез полибутилена,
• синтез сополимеров с высшими αолефинами
Получение изобутилена
• Выделением из углеводородных фракций
С4 пиролиза и крекинга,
• Дегидрированием изо-бутана (823-893 К,
катализатор – оксид трехвалентного хрома ),
• Изомеризация бутена-1
(573-673 К, 2,0-3,0 МПа,
палладивый катализатор),
• Синтез из ацетона (673-723 К, катализатор каолин).
Применение изо-бутилена
• синтез полиизобутилена,
• синтез бутилкаучука,
• синтез изооктана
Домашнее задание
Составить схемы синтеза на основе
ацетилена
и
бензола
Циклизация
Окисление
Димеризация
Нитрование
Тримеризация
Гидрирование
Полимеризация
Хлорирование
Хлрирование
Алкилирование
Гипохлорирование
Взаимодействие с СН2(О)СН2
Окисление
Взаимодействие с H2SO4
Взаимодействие с ROH
Взаимодействие с CnH2n+1Cl
Взаимодействие с HCN
Взаимодействие с СО+ROH
Самостоятельная работа
! Задание: для ряда насыщенных соединений
составьте следующую схему превращений
II
сырье
?
С5Н12
I
?
II
II
?
?
I
I
?
?
?
II
II
?
?
С9Н20
С7Н16
С11Н24
I - крекинг
II - дегидрирование