Природные источники алканов

Нефть является одним из основных природных источников углеводородов наряду с природным газом. По запасам нефти и газа Россия занимает одно из ведущих мест в мире. Значение нефти в промышленности, энергетике, на транспорте очень велико. Это не только сырье для производства бензина, керосина и других видов моторного топлива, но и для получения органических продуктов – высокомолекулярных соединений, пластмасс, ПАВ и ряда других.

Нефть является многокомпонентной системой, состоящей из предельных, циклических и ароматических углеводородов жидкого и незначительно по содержанию твердого вида. В зависимости от состава природные нефти подразделяются на метановые, нафтеновые и ароматические. Примесями сырой нефти являются сера и ее производные (тиолы, сульфиды), вода, содержащая соли кальция и магния, газы (углеводороды). Процесс переработки нефти начинается с оббесоливания, первичной очистки и последующего фракционирования методом прямой перегонки. При этом нефть разделяют нагревом на ряд фракций, различающихся по температурам кипения и молекулярным массам. К ним относятся:

1) бензиновая (при нагреве до 180^оС); может быть разделена на петролейный эфир, бензин (т.кип. 70-120^оС) и лигроин;

2) керосиновая фракция (т.кип. 180-270^оС_; из нее выделяют при 165-200^оС Уайт-спирит, который используется как прекрасный растворитель лакокрасочных материалов. При 230-300^оС получают дизельное топливо (газойль). Керосин является топливом для тракторов и реактивных двигателей.

3) мазут, из которого специальными способами получают соляровые и смазочные масла, вазелин и парафин.

4) оставшийся продукт –гудрон (нефтяной пек) служит для изготовления битума, применяемого как органический вяжущий материал в строительстве автодорог, для гидроизоляции и других целей. Растворы гудрона – защитные покрытия, используемые в технике.

Растущие потребности в моторных и газогенераторных топливах, бензине и других продуктах перегонки нефти приводят к необходимости использовать вторичную химическую переработку высококипящих нефтяных фракций и остатков от перегонки. Термический крекинг представляет процесс распада нефтепродуктов под действием высоких температур (~ 400^оС), давления и катализаторов с целью получения низкокипящих углеводородов – бензинов (С₄─ С₁₀). Разработан также метод гидрокрекинга с гидрорафинацией под действием водорода. При крекинге происходят реакции гомолитического расщепления, диспропорционирования, изомеризации и циклизации углеводородов.

С₈Н₁₈→ С₆Н₁₄ + С₂Н₄

С₈Н₁₈→ С₄Н₁₀ + С₄Н₈

С₈Н₁₈→ С₅Н₁₂ + С₃Н₆

Как видим при крекинге получаются в значительном количестве низшие углеводороды (С₄, С₅ и С₆) которые является составными частями бензина. При крекинге нефти с участием катализаторов получаются с высоким выходом непредельные (этиленовые и диеновые) углеводороды – важнейшее сырье для производства дизельного топлива и ракетного топлива, полимерных материалов, химических волокон.

При гидрокрекинге участвует водород

С₈Н₁₈ + Н₂→ С₄Н₁₀ + С₄Н₁₀