Алканы

УГЛЕВОДОРОДЫ НЕФТИ.

Нефть является естественным жидким топливом. Главными элементами, из которых состоят все компоненты нефти, являются углерод (83 - 87%) и водород (11,5 - 14%). Наряду с углеродом и водородом во всех нефтях присутствует сера, азот и кислород, суммарное содержание которых составляет обычно 2 - 6%.

В соответствии с элементарным составом основная масса нефти представлена углеводородами различных классов; алканами; циклоалканами (в основном, производными циклопентана и циклогексана); ароматическими, а также смешанными (парафино - нафтено -ароматическими). Помимо углеводородов в нефтях присутствуют также их производные: сернистые, кислородные, азотистые соединения и смолисто - асфальтовые вещества.

Многообразие органических соединений объясняется способностью атомов углерода соединяться друг с другом в длинные цепочки и замкнутые циклы. При образовании химических связей может происходить Sp³ -, Sp² - или Sp -гибридизация атомных орбиталей углерода

S

		P
			

При Sp³ - гибридизации возникают 4 равноценные орбитали и каждый атом углерода образует 4 ковалентные связи с другими атомами углерода и с атомами водорода. В результате образуются насыщенные углеводороды (алканы), у которых все валентности атомов углерода насыщены.

Алканы (метановые углеводороды, С_nН_2n+2) представляют собой газообразные, жидкие или твердые вещества. Газообразные соединения содержат в цепи от 1 до 4 атомов углерода и входят в состав попутных и природных газов (метан, этан, пропан, бутан,изобутан).

Соединения, содержащее от 5 до 15 атомов углерода, представляют собой жидкие вещества. Начиная с гексодекана (С₁₆Н₃₄), нормальные алканы являются твердыми веществами, которые при обычной температуре могут находиться в растворенном или кристаллическом состоянии в нефти и в высококипящих фракциях при её перегонке.

Распределяются алканы по фракциям нефти неравномерно. Они концентрируются главным образом в нефтяных газах и низкокипящих фракциях (бензине, керосине). В масляных высококипящих фракциях их содержание резко падает.

Алканы при обычных температурах вследствие насыщенности и малополярного характера связей химически инертны, не вступают в реакции присоединения, не реагируют с щелочами и кислотами. При сравнительно высоких температурах алканы вступают в реакции замещения атома водорода на атомы галогена, нитро- и сульфогруппу:

СН₄+С1₂  СН₃С1+НС1;

NO₂



СН₃ - СН - СН₃ + НО - ΝΟ₂  СН₃ - С - СН₃ + H₂O

 

CH₃ СН₃

При высокой температуре алканы окисляются, при этом могут идти:

а) реакции полного окисления (сгорания) до углекислого газа и воды, что происходит, например, в двигателях внутреннего сгорания.

б) реакции неполного окисления, что широко используется в химической технологии, т.к. с их помощью получают спирты, альдегиды, кислоты и другие продукты неполного окисления.
В реакциях термического разложения (крекинг) происходит расщепление алканов на углеводороды с меньшей молекулярной массой, обычно на олефин и низший алкан.

Дата добавления: 2013-12-14