16. Основные химические свойства и реакции алканов, циклоалканов, алкенов и ароматичских углеводородов.
Алканы-ациклические углеводороды линейного или разветвлённого строения, содержащие только простые связи и образующие гомологический ряд с общей формулой CnH2n+2.
Алканы являются насыщенными углеводородами и содержат максимально возможное число атомов водорода. Каждый атом углерода в молекулах алканов находится в состоянии sp3-гибридизации.
Присутствуют во всех нефтях и являются одной из составных ее частей.
Физические свойства.
-температуры плавления и кипения увеличиваются с молекулярной массой и длиной главной углеродной цепи;
- температуры плавления и кипения понижаются от менее разветвленных к более разветвленным;
Химические свойства.
Алканы имеют низкую химическую активность.Химические превращения метановых углеводородов могут происходить либо за счет отрыва атомов водорода с последующим замещением их другими атомами или группами, либо за счет разрыва цепи углеродных атомов (реакции замещения и расщепления).
Циклоалканы - циклические насыщенные углеводороды, по химическим свойствам близки к предельным углеводородам. Входят в состав нефти.
Химические свойства.
1.Реакции присоединения с раскрытием кольца и образованием ациклических (линейных) продуктов
2. Дегидрирование
3.Реакция свободнорадикального замещения в цикле:
4. Окисление (образуются двухосновные карбоновые кислоты )
Ароматические углеводороды –это непредельные углеводороды, молекулы которых содержат устойчивые циклические группы атомов (бензольные ядра) с замкнутой системой сопряженных связей. Общая формула CnH2n-6 Молекулы находятся в sp2 – гибридизации. Атомы углерода располагаются в одной плоскости (цикл имеет плоское строение).
Физические свойства
Агрегатное состояние - жидкость с различными температурами кипения. Конденсированные полициклические арены - твердые вещества с различными температурами плавления.
Химические свойства
Из-за повышенной устойчивости ароматической системы , несмотря на ненасыщенность, склонна к реакциям замещения, а не присоединения.
Алкены - ациклические непредельные углеводороды, содержащие одну двойную связь между атомами углерода, образующие гомологический ряд с общей формулой CnH2n
Гидрогалогенирование, гидратация и сульфирование протекают по правилу Марковникова, по которому в реакциях присоединения полярных молекул (галогенводородов, воды, серной кислоты и др.) к несимметричным алкенам атом водорода присоединяется к наиболее гидрогенизированному атому углерода двойной связи
17. Особенности переработки высокосернистых нефтей.
При добыче нефти сероводород и низшие (газообразные) меркаптаны представляют основную угрозу, поскольку они многократно ускоряют коррозию оборудования. Широко применяют добавки в буровые и промывочные жидкости, поглощающие эти соединения, а также подавляющие деятельность микроорганизмов продуцирующих сероводород (так называемые сульфатовосстанавлиющие бактерии). Сероорганические соединения крайне негативно влияют на процессы нефтепереработки и свойства в первую очередь светлых нефтепродуктов и масел. Это связано с их окислением и образованием кислот, вызывающих коррозию. Особо вредное воздействие меркаптаны, сульфиды и тиофены оказывают на гетерогенные катализаторы важнейших процессов нефтепереработки (крекинг, платформинг и др.), приводя к их дезактивации и разрушению. Для разрушения и удаления содержащихся в дистилляторах сернистых соединений используют их реакцию с водородом на гетерогенных катализаторах при температуре 280-380°С (процесс гидрообессеривания).
Образующийся сероводород окисляют кислородом воздухом до элементарной (свободной) серы, которая используется в качестве сырья в химической промышленности. Сернистые и высокосернистые нефти требуют масштабной гидроочистки.