3-tema. Organik sintezde qollanilatug’in shiyki o’nimler. Lekciya jobası

3-TEMA. ORGANIK SINTEZDE QOLLANILATUG’IN SHIYKI O’NIMLER.

Lekciya jobası:

1. Parafinler, túrleri.

2. Olefinler. Tómen hám joqarı olefinler.

3. Piroliz processleri ximiyası hám texnologiyası.

4. Kreking, túrleri, ximiyası hám texnologiyası.
1. Joqarida aytilg’aninday, organik zatlar islep shig’ariw ushın shiyki-o’nimler dereklerinen biri esaplang’an parafinler haqqında so’ylesemiz.

Parafinler. Organik sintez ushın texnikalıq jaqtan áhmiyetli bolǵan parafinlerdi (toying’an uglevodorodlardi) tómendegi gruppalarǵa ajıratıw múmkin: 1. Tómen parafinler (S₁dan S₅ ge shekem ).

2. Joqari parafinler (C₁₀ den C₄₀ ge shekem ).

Tómen parafinler. Parafin uglevodorodlari: metannan (CH₄) Butanına shekem bolǵanı (C₄H₁₀) ápiwayı sharayatta ga’zsiman zatlar, pentanlardan C₅H₁₂ tap C₁₆H₃₄ g’a deyingisi tómen temperaturada qaynaytug’in suyıqlıqlar bolıp tabıladı. Olardın’ ózgesheliklerin 1-kesteden kóriw múmkin.

Pa’s parafinlerdin’ ózgeshelikleri

1-keste

1-kestedegi sanlardan kóriniwinshe, metannan basqa uglevodorodlar basım astında suw menen suwitilg’anda kondensatsiyalaniw ózgesheligine iye. n- butan hám izobutanlardi qaynaw temperaturası bir-birinen úlken parq etkenligi sebepli, izomerlerdi rektifikatsiya usılı járdeminde ajıratıw múmkin.

Tómen parafinler suwda hám qutbli eritiwshilerde jaman eriydi, leykin basqa uglevodorodlar hám qattı adsorbentlarg’a jutiliw qa’siyetlerine iye. Olardıń molekula massası artiwi menen jutiliw qa’siyetleride artıp baradı, sol sebepli S₁, S₂, S₃, S₄ parafinlerdi adsorbsiya jolı menen ajıratıw múmkin. Tómen parafinler hawa menen partlaytuǵın aralaspa payda etedi, sol sebepli olardı islep shig’ariw yamasa tutınıw tsexları A kategoriyasina tiyisli boladı. Organik sintez ushın shiyki o’nim retinde, tiykarınan metan, n-Butan, izobutan, izopentan kóbirek qollanıladı.

Joqari parafinler. Tuwrı shınjırlı uglerod atominan ibarat parafinler organik sintezde shiyki o’nim retinde za’ru’rli orındı iyeleydi. Olardı S₁₆ -ge shekem bolǵan wákilleri bólme sha’rayatında suyıqlıq, S₁₆ -den joqarıları bolsa qattı zatlar esaplanadı. Olardı suyıqlanıw temperaturası uglerod shınjırı kóbeyiwi menen artıp baradı, n- parafinlerdi suyıqlanıw temperaturası tarmaqlanǵan izomerlerge salıstırǵanda joqarı boladı.

Neft ónimlerinen ajıratıw waqtında n-parafinler aralaspa halinan ajiraladi. Olar arasında jumsaq hám qattı parafinler za’ru’rli áhmiyetke iye. Jumsaq parafinlerdin’ quramı C₁₁-C₂₀ uglevodorodlardan ibarat bolıp, olar 200 den 320 -350 ⁰C interval arasında qaynaydi.

Qattı parafin C₂₀ - C₃₅ uglevodorodlaridan ibarat bolıp, olar 300-350 den 450-500 ⁰C qaynaydi.

2. Tómen parafinlerdi ajıratıw. Tómen parafinlerdin’ (C₁-C₅) tiykarǵı deregi tábiiy hám joldas ga’zler, neft zavodlarında payda bolatuǵın ga’zler bolıp tabıladı.

Tábiiy ga’zler dep, ga’z kánlerinen alınatuǵın ga’zlerge aytıladı. Joldas ga’zler dep, neft kánlerinen neftti qazip alıw waqtında ajralıp shıǵatug’in ga’zlerge, aytıladı. Bul ga’zlerdiń bir bólegi separatorlar járdeminde ajratıladı, qalǵan bólegi bolsa neftda erigen túrde qaladı hám neftti stabillew processinde ajratıladı, yaǵnıy ushiwshan’ komponentlerdi joq qilip alınadı. Hár qıylı ga’zler quramı 2- kestede ko’rsetilgen.

2-keste

Uglevodorod ga’zleri quramı (ko’lem %)

Ga’z	CH4	C2H6	C3H8	C4H10	C5H12	N2 h.t.b.
Tábiiy ga’z	70-97,5	0,1-8	0,1-4	0,001-1	0-0,3	1-15
Ga’z kondensat kánlerindegi ga’z	75-90	3-9	1-3	0,5-1	0,5-1	1-4
Joldas ga’z Separatordan keyin Stabillengennen keyin	35-90 1-5	4-20 5-15	3-30 20-30	2-13 30-40	1-4 15-25	0,5-11 -

2-shi kesteden kórinip turıptı, tábiiy ga’z tiykarınan, metan hám etan alıw ushın derek bolıwı múmkin. Tábiiy ga’z hám ga’z-kondensati kánlerindegi ga’zler quramı bir-birine jaqın. S₃-S₅ parafinlerdi alıwda joldas ga’zler za’ru’rli áhmiyetke iye.

Ga’zlerdi fraksiyalarg’a ajıratıw úskeneleri. Joldas ga’zlerdi ajıratıw ushın absorbsiya, adsorbsiya, kondensatsiya hám rektifikatsiya usıllarınan paydalanıladı. Olardın’ arasında eń kóp qollanılatuǵını rektifikatsiya bolıp, bul usıl járdeminde

2-4 MPa basım astında suwıqta joldas ga’zler individual komponentlerge ajıratıp alınadı.

Metan, etandi basqa uglevodorodlardan ajıratıwda tómen temperaturadag’i rektifikatsiya menen adsorbsiya usılı birge qollanıladı. Joldas ga’zlerdi qayta islew kárxanalarıda ga’zlerdi ajıratıw ushın ga’z fraksiyalawshi apparatlardan (GFK) paydalanıladı.

Bul apparatlar 6 -10 kolonnadan ibarat bolıp, olardaǵı tarelkalardıń muǵdarı 400-700 átirapında boladı. S₁-S₅ uglevodorodlarin ajıratıw sxeması menen tanisamiz (1-súwret). Joldas ga’z 1-kompressorda suw járdeminde suwitilg’annan keyin 2-rektifikatsiya kolonnasina jiberiledi, ol jerda S₁-N₃ uglevodorodlar ajratıladı. Flegma payda etiw ushın 3-deflegmatorda suwitiw quralı retinde suw yamasa qaynawshi propannan paydalanıladı. Jen’il fraksiya 5-kolonnada rektifikatsiya procesine jiberiledi. Ol jerde flegma payda etiw ushın suwitiw processinde qaynawshi propannan paydalanıladı. Kolonnanin’ joqarı bóleginde ga’z, qaldıq bóleginde bolsa suyıq propan qaladı.

S₄N₆ den ibarat awir fraksiya 2-kolonnadan 0, 8 MPa basım astında 6 - kolonnag’a jiberiledi hám ol jerda S₄ fraksiya aydaladi hám 7-kolonnag’a rektifikatsiya procesine jiberiledi. Nátiyjede 98% (mass) normal hám izobutan fraksiyalari payda boladı. 6 -kolonnadag’i kub suyıqlıǵı 0, 3 MPa basımına shekem drossellenedi hám rektifikatsiyalaniw ushın 8-kolonnag’a keledi. Ol jerde C₅ uglevodorodlar basqalarınan ajratıladı. 9 -rektifikatsiya kolonnada bolsa S₅ fraksiyalar n-pentan hám izopentang’a ajratıladı. Pentan hám Butanlar izomerlerin qaynaw temperaturası bir-birine jaqın bolǵanlıǵı sebepli, olardı ajıratıw ushın kolonnalarg’a 100-180-danag’a shekem tarelka ornatıladı.

1-súwret. S₁ -S₅ uglevodorodlarin ajıratıw texnologiyalıq sxeması :

1- kompressor; 2, 5, 6, 7, 8, 9 -rektifikatsiya kolonnalari; 3-deflegmatorlar; 4-qaynatqishlar 10 -drossel ventil

Joqari parafinlerdi ajıratıw. Suyıq hám qattı parafinlerdi alıw deregi neft esaplanadı. Nefttin’ quramı parafin, naften hám aromatik uglevodorodlardan, kislorodlı, altınku’kirtli aralaspalardan ibarat. Neftti qayta islewdiń dáslepki basqıshı - atmosfera basımında tuwrı jer aydaw bolıp tabıladı. Bul process nátiyjesinde neftden tómendegi fraksiyalar ajıratıp alınadı : benzin (40 -200 ⁰C), quramı hár qıylı normal hám tarmaqlanǵan alkan uglevodorodlari aralaspasınan ibarat ligroin (150-250 ⁰C), quramı alkanlardan ibarat ; kerosin (180-300 ⁰C), quramı alifatik alkanlar, naftalin, aromatik uglevodorodlardan ibarat ; ga’zoyl (250-360 ⁰C) - dizel janilg’isi; mazut (qaldıq ) - suyıq janar may.

Mazutti vakuum aydaw nátiyjesinde hár qıylı jabısqaqliqtag’i surkov mayları (solyar, transformator mayları hám t.b.) alınadı. Surkov mayları, ga’zoyl hám kerosin fraksiyalari quramı 30% g’a shekem n-parafinlerden ibarat.

Benzinniń sapası onıń oktan sanı menen anıqlanadı. Ol benzindegi izooktandi (2, 2, 4-trimetilpentandi) ko’lemlik % muǵdarın kórsetedi

3-keste

Ligroin fraksiyasinin’ uglevodorod quramı

Uglevodorodlar	Uglerod atom sani						Muǵdarı, %
	5	6	7	8	9
n-alkanlar	13	7	7	8	5	40
Tarmaqlanǵan alkanlar	7	6	6	9	10	38
Sikloalkanlar	1	2	4	5	3	15
Aromatik birikpeler	-	-	2	4	1	7

Neftdegi ha’r bir uglevodorodlar klası kóp sanlı gomolog hám izomerler kórinisinde: parafinler tuwrı shınjırlı hám tarmaqlanǵan izomerler halinan; naftenler - 5 hám altı múyeshtegi, hár qıylı uzınlıqtaǵı bir yamasa bir neshe alkil gruppalı ; aromatik uglevodorodlar benzol jáne onıń gomologlari (toluol, ksilollar hám t.b); sonıń menen birge, kondensirlengen múyeshtegi hár qıylı aromatik uglevodorodlar (naftalin, antrotsen, olardıń gomologlari) boladı. Seolitlar járdeminde n-parafinlerdi ajıratıw jańa aldıńǵı usıllardan esaplanadı. Onı qollaw menen n-parafinlerdi taza túrde (98, 0-99, 2%) ajıratıwda joqarı kórsetkishlerge erisiw múmkin (80-98%).

Process eki basqıshdan ibarat : n-parafinler adsorbsiyasi hám desorbsiyasi. Onı ga’z hám suyıq fazada 300-350⁰ S hár qıylı basımda aparıw múmkin. Parafinler desorbsiya basımdı tómenletiw, temperaturanı asırıw, basqa zatlar járdeminde qısıp shıǵarıw (n-pentan, ammiak benen) benen yamasa usı usıllardı birge qollaw arqalı aparıw múmkin. Usı processlerden biri (Pareks usılı ) menen tanisamiz (2-súwret). Shiyki zat neft fraksiyasi ga’z-tasıwshı (azot) benen aralastırıladı jáne onıń qatnasıwında isitiladi hám 1-shi isitqishta puwlatiladi. Payda bolǵan puw-ga’z aralaspası seolit benen toltirılǵan u’sh 2-adsorbsiya apparatlarınan qandayda-birine jiberiledi, ol jerde n-parafinler adsorbsiyasi júz beredi. Adsorberdan shıǵıp atırǵan aralaspa 3-suwitqishta suwitiladi, 4-separatorda deparafinlengen kondensat ga’z tasıwshıdan ajratıladı, sońǵısı shiyki o’nim menen aralastiriw ushın qaytarıladı.

2-súwret. Pareks usılı menen n-parafinlerdi ajıratıw texnologiyalıq sxeması :

1, 5-isitqishlarr; 2-adsorber-desorberlar; 3, 6 -suwitqishlar ; 4, 7-separatorlar;

8-ga’z pu’rkegish.

Adsorbent parafin menen tolıq toying’anda ga’z-tasıwshı menen dáslepki fraksiya birge desorbsiya basqıshı ótkerilgen ekinshi adsorberge jiberiledi. Birinshi adsorberge 5-shi isitqishta isitilg’an ga’z-desorbent (ammiak) jiberiledi. Desorbsiyadan keyin desorbent aralaspası menen parafin 6 -suwitqishta suwitiladi hám 7-separatorda ajratıladı, ammiak bolsa taǵı desorbsiyag’a jiberiledi. U’sh adsorbsiya úskenelerinen birewi adsorbsiya, ekewi desorbsiya ushın qollanıladı, Aǵımlardı bir-birine ótiwi avtomat tárizde júz beredi.

3. Olefinler (alkenlar). Tiykarǵı organik hám neftximiyasi sintezi ushın shiyki o’nim retinde qollanılatuǵın olefinlerdi eki tiykarǵı gruppaǵa ajıratıw múmkin:

1) ga’zsiman yamasa tómen temperaturada qaynawshi olefinler - etilennen pentang’a deyin (C₂-C₅) bolǵan uglevodorodlar:

2) joqarı olefinler - C₆ den tap C₁₂-C₁₈ ge shekem bolǵan uglevodorodlar (tiykarınan C₇-C₁₅).

Tómen olefinler. Etilennen butenge deyin bolǵan olefinler ápiwayı sharayatta ga’z, pentenler baslap (S₅S₁₀)-reńsiz suyıqlıq. Tómen olefinlerdi bazi bir ózgeshelikleri 4-kestede keltirilgen.

4-kesteden kórinip turıptı, bul joqarı basım hám tómen temperaturada etilendi suyıq halg’a keltiriw múmkin (onıń ushın qaynawshi ammiak járdeminde suwitiladi).

Basqa ga’zsiman olefinler basım astında qisilip suw járdeminde suwitilg’anda suyıq halg’a keledi. Olefinlerdi joqarıdaǵı parafinler menen salistirilsa, kórinip turıptı, bul etilen etandan 15⁰C tómen temperaturada qaynaydi. Bul kórsetkishler olardı qayta islew processinde za’ru’rli bolıp tabıladı. Olefinlerdin’ parafinlerden parıq etetuǵın qásiyetlerinen biri, olardın’ jaqsı eriwsheńligi hám jaqsı jutiliwshan’lig’i bolıp tabıladı, sebebi olarda toyinbag’an uglerod baylanisi bar.

4-keste

Tómen olefinlerdin’ ózgeshelikleri

№	Olefinler Tu’ri	Kondensatsiya temperaturası ^0C	Kritik temperatura,^0C	Kritik basim, ^0C	Hawa menen partlaytuǵın aralaspa payda etiw shegarası % (ko’lem)
1	Etilen	-103,7	9,9	4,95	3,0-32
2	Propilen	-47,7	91,8	4,47	2,2-10,0
3	Buten-1	-6,3	146,2	3,80	1,6-9,4
4	Tsis-buten-2	-3,7	157,0	4,02	1,6-9,4
5	Trans-buten-2	+0,9	-	-	1,6-9,4
6	Izobuten	-7,0	144,7	3,85	1,8-9,6
7	n-penten	30-37	-	-	1,3-8,8
8	Izopentenlar	20,1-38,6	-	-	1,3-8,8

Olefinler parafinlerge salıstırǵanda qattı zatlarǵa jaqsı adsorbsiyalanadi, eritpelerge jutiladi. Usı ayrıqshalıqlardı bar ekenligi sebepli, olardı arnawlı usıllar menen ajıratıw múmkin.

Joqari olefinler. S₆ -S₁₈ olefinler suyıqlıq bolıp, olardıń qaynaw temperaturası uglerod atomlari sanı hám shınjır dúzilisine baylanıslı. Tuwrı shınjırlı olefinlerdi qaynaw temperaturası :

n-S₆N₁₂... .... .... .... .... 63, 5-68 ⁰C;

n-S₇N₁₄... .... .... .... .. 93, 8-98, 2 ⁰C;

n-S₈N₁₆... .... .... .... .. 121-126 ⁰C;

n-S₁₀N₂₀... .... .... ..... 170-175 ⁰C

Tarmaqlanǵan dúzılıwlı olefinler tuwrı shınjırlı Olefinlerge salıstırǵanda tómen temperaturada qaynaydi. Reaktsiyaǵa kirisiw qábileti joqarı bolǵanlıǵı sebepli olefinler organik sintezde shiyki o’nim retinde za’ru’rli orındı iyeleydi.

Sanaatta olefinlerdi alıwda neft fraksiyalari yamasa uglevodorod ga’zlerin bo’leklew usılınan paydalanıladı.