12. Сырье и основные направления развития промышленности органического синтеза

12.1. СЫРЬЕВЫЕ ИСТОЧНИКИ

12.1.1. Нефть и сопутствующий природный газ

Мировые разведанные запасы нефти составляют 273 млрд.т, природного газа —61,2 трлн. Ежегодная добыча нефти равна 2,6 млрд.

Нефти состоят из парафиновых углеводородов (алканов), пяти- и шестичленных алициклических углеводородов (циклоалкаиов или нафтенов) и ароматических углеводородов, содержащих одно или несколько бензольных ядер. Кроме того, в нефтях содержатся некоторые количества серо-, кислород- и азотсодержащих соединений. Сернистые соединения отрицательно влияют на качество топлива для двигателей и масел, в связи с чем переработка сернистых нефтей значительно усложняется. Поскольку содержание ароматических углеводородов в нефти очень низкое, а этиленовых и ацетиленовых — вообще нет, для их получения применяются специальные методы обработки нефтепродуктов.

Природный газ состоит в основном из метана Некоторые месторождения отличаются значительным содержанием низших алканов: этана, пропана, бутана.

Первичная переработка нефти заключается во фракционной перегонке (табл. 13). Высокомолекулярные углеводороды подвергаются термическому или каталитическому катализатор) крекингу. В качестве катализаторов используют алюмосиликаты с общей формулой модифицированные различными добавками. Весьма перспективны также цеолиты - (где Me - щелочной или щелочноземельный металл, валентность металла). Крекинг, осуществляемый при температуре называется пиролизом.

Расщепление длинноцепочечных алканов позволяет получать бензины и низшие олефины. В газах термического крекинга содержится до этилена, пропилена и бутилена.

Прогрессивным методом превращения тяжелых фракций сырой нефти в более легкие парафиновые углеводороды является

Таблица 13. (см. скан) Один из вариантов фракционирования нефти

гидрокрекинг. Процесс проводят в избытке водорода при и давлении на катализаторах (металлах, нанесенных на кислотные цеолиты).

Бензиновые и лигроиновые фракции с помощью каталитического риформннга превращают в ароматические углеводороды: бензол, толуол, ксилолы катализатор — алюмосиликат, обработанный и содержащий платины).

С целью получения высокооктановых компонентов топлива осуществляют алкилирование. Алкены (этилен, изобутмлеп) под влиянием кислотного катализатора алкилируют алканы (изобутан) (см. п. 3,2). Во избежание полимеризации олефина парафиновый углеводород берут в избытке.

Нормальные низшие углеводороды (пентан, гексан и гептан) подвергают изомеризации при на платиновом катализаторе или хлориде алюминия с образованием разветвленных алканов,