НЕФТЕХИМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ
получение
химических продуктов на основе нефти и углеводородных газов синтетическим
путём. Углеводороды нефти и газов природных горючих, газов нефтяных
попутных, газов нефтепереработки служат основным сырьём в произ-ве
важнейших массовых синтетич. продуктов: пластмасс, каучуков и волокон,
азотных удобрений, поверхностно-активных и моющих веществ, пластификаторов;
топлив, смазочных масел и присадок к ним, растворителей, экстрагентов и
др. (см. Нефтепродукты). Все эти продукты широко применяются в различных
отраслях нар. х-ва и в быту, с ними связано развитие MH. новых областей
техники
(космонавтики, атомной энергетики и др.). В промышленно развитых странах
H. с. позволил создать крупную и быстро развивающуюся нефтехимическую
промышленность. Угледороды нефти и газов, являясь достойным, более
технологичным и дешёвым сырьём, вытесняют остальные виды сырья (угли, сланцы,
растительное, животное сырьё и пр.) почти во всех процесс органич. синтеза
(см. Основной оргаческий синтез).
H. с. базируется на успехах органич. химии,
катализа, физ. химии, хим. технологии и др. наук и связан с глубоки изучением
состава нефтей и свойств их компонентов. В основе процессов переработки
углеводородного сырья в целевые продукты лежат многочисленные реакции органич.
химии: пиролиз, окисление, алкилирование, дегидрирование и гидри-рование,
галогенирование, полимеризация, нитрование, сульфирование и др.; важнейшее
значение среди них имеют каталитич. реакции. В произ-ве продуктов H. с.
большое место занимает подготовка углеводородного сырья и получение первичных
исходных углеводородов: предельных (парафиновых), непредельных (олефиновых,
диеновых, ацетилена), ароматич. и нафтеновых. Основная их часть превращается
в функциональные производные с активными группами, содержащими кислород,
азот, хлор, фтор, серу и др. элементы.
Предельные (алкановые) углеводороды занимают
Применяя реакции окисления, галогенирования,
В промышленных масштабах вырабатывают галогенопроизводные
Непредельные углеводороды. Благодаря высокой
Олефины. Первое место по масштабам пром.
Большое значение в H. с. приобрели окись
Диены. Бутадиен-1,3 и 2-метил-бутадиен-1,3
Ацетилен. Большое количество ацетилена
Ароматические углеводороды. Бензол, толуол,
Большое внимание уделяется развитию микробиологического
Лит.: Наметкин С. С., Собр. трудов,
H. С. Намёткин, В. В. Панов.
А
Б
В
Г
Д
Е
Ё
Ж
З
И
Й
К
Л
М
Н
О
П
Р
С
Т
У
Ф
Х
Ц
Ч
Ш
Щ
Ъ
Ы
Ь
Э
Ю
Я
важное место по объёму использования в H. с. Для произ-ва различных хим.
продуктов потребляют низшие газообразные углеводороды (метан, этан, пропан,
бутан, пентаны) и жидкие или твёрдые парафины (от C
попутных. Газы нефтяные попутные и получаемые при стабилизации нефти содержат
предельные углеводороды C
пентан. Природный газ с содержанием 96-97% метана используется в качестве
технич. метана в основном для произ-ва аммиака, ацетилена, метилового
спирта, хлорпроизводных соединений, сероуглерода, синильной кислоты.
Жидкие
и твёрдые нормальные парафины C
дистиллятов) кристаллизацией при охлаждении, карбамидной депарафинизацией
(см. Депарафинизация нефтепродуктов) и с помощью молекулярных
сит, а также др. методами. Переработкой парафинового сырья обеспечивается
всё возрастающая потребность H. с. в непредельных углеводородах (олефинах,
диенах, ацетилене). Осн. методом производства олефинов (этилена,
пропилена, бутиленов) является высокотемпературный пиролиз разнообразного
сырья, начиная от этана и газового бензина до тяжёлых нефт. фракций и сырой
нефти. Олефины получаются также попутно в процессах нефтепереработки. Каталитич.
дегидрированием (см. Гидрогенизация) превращают бутан в бутадиен,
а изопентан в изопрен - в основные мономеры для произ-ва каучуков синтетических,
Большое
пром. значение имеют процессы конверсии парафиновых углеводородов в синтез-газ
(смесь окиси углерода с водородом, см. Конверсия газов).
Сырьём
могут быть газы природные, попутные, нефтепереработки и любые нефт. фракции.
Из синтез-газа получают дешёвый водород, потребляемый в больших
кол-вах для синтеза аммиака, гидроочистки нефтепродуктов, гидрокрекинга
др. процессов. Аммиак служит истиным продуктом для произ-ва удоб-гий
(аммиачной селитры, мочеви-), синильной к-ты и др. Двухступенчатой конверсией
метана производят также концентрированную углероокисъ, используемую
для MH. провесов H. с. Синтез-газ широко применяется в оксосинтезе, основанном
на реакциях олефинов с окисью углерода и водородом. Из окиси углерода и
водорода вырабатывается метанол - сырьё, из к-рого получают формальдегид,
важнейший
продукт дня произ-ва пластмасс, лаков, клеёв и пр. материалов.
нитрования, сульфирова-ния и др., из парафинов производят разнообразные
продукты. Путём прямого жидкофазного окисления воздухом лёгких фракций
(пределы выкипания 30-90 0C) бензина прямой перегонки при 150-
210 0C и 4 Мн/л2 (40 am) в присутствии ацетата кобальта
или марганца вырабатывают в больших кол-вах уксусную кислоту. Многотоннажным
процессом является жидкофазное окисление воздухом твёрдых нормальных парафинов
в высшие жирные кислоты (C
типа алкилсульфатов и пр.
парафинов. Из метана получают метилхлорид, метиленхлорид, хлороформ,
четырёххлористый углерод и др. продукты. Метиленхлорид и четырёххлористый
углерод являются хорошими растворителями. Хлороформ используют для синтеза
тетрахлорэтилена, хлорфторпроизводных, ценного мономера тетрафтор этилена
и
пр. Хлорированием этана производят гексахлорэтан и др. хлорпроизводные.
Продукт хлорирования твёрдых парафинов хлорпарафин-40 (около 40% Cl) используется
в качестве пластификатора, хлорпарафин-70 (ок. 70% Cl) - для пропитки бумаги
и тканей повышенной огнестойкости. Продукты полного фторирования узких
фракций керосина и газойля являются ценными смазочными веществами и гидравлическими
жидкостями, обладающими высокой термич. и хим. стойкостью. Они могут
работать продолжит. время при 250-300 0C в очень агрессивных
средах. Фреоны - хлорфторпроизводные метана и этана - применяются в качестве
хладоагентов в холодильных машинах. Нитрованием пропана и парафинов, кипящих
выше 160-180 0C, азотной к-той вырабатывают смесь нитропарафинов.
Они используются как растворители и промежуточные продукты синтеза нитроспиртов,
аминоспиртов,
взрывчатых веществ. Сульфохлорированием и сульфоокислением керосиновых
фракций C
реакционной способности эти соединения широко используются в H. с. MH.
продукты синтезируются на основе олефинов, диеновых углеводородов и ацетилена.
потребления среди олефинов занимает этилен', во всё возрастающих
количествах применяют пропилен и бутены. Из высших олефинов основное
значение имеют a-олефины с прямой цепью, получаемые термич. крекингом твёрдого
или мягкого парафина при темп-ре ок. 550 °С и каталитич. олигомеризацией
этилена с помощью алюминий-органич. катализаторов. Полимеризацией олефинов
получают высокомолекулярные продукты - полиэтилен, полипропилен и
др. полиолефины. Полиэтилен - самый массовый вид пластмасс. Его производство
растёт очень быстро и он широко используется во всех отраслях пром-сти.
Быстро прогрессирует синтез винилхлорида окислительным хлорированием
этилена или смеси этилена с ацетиленом. Винилхлорид широко используется
для произ-ва MH. полимерных материалов. Из поливинилхлорида изготавливают
плёнки, трубы и пр.
этилена и окись пропилена; из них синтезируют гликоли, поверхностно-активные
вещества, этаноламины и др. Значительное количество этилена расходуется
на алкилирование бензола для произ-ва стирола, окисление в ацеталь-дегид
и уксусную к-ту, для произ-ва винилацетата и этилового спирта. Для получения
спиртов, альдегидов и нек-рых др. соединений используется оксосинтез. Хлорированием
олефинов производят MH. ценные растворители, инсектициды и др. вещества.
Из высших олефинов синтезируют алкилсульфаты, присадки к нефтепродуктам.
(см. Изопрен) являются основными мономерами в произ-ве синте-тич.
каучуков. В пром-сти бутадиен получается как побочный продукт пиролиза
и дегидрированием бутана и бути-леновой фракции продуктов пиролиза нефтяного
сырья на этилен. К перспективным методам произ-ва изопрена относится дегидрирование
изоамиленов, выделенных из лёгких крекинг-бензинов, и дегидрирование изопентана,
содержащегося в попутных газах и получаемого изомеризацией н-пентана. Часть
бутадиена расходуется на получение хлоропрена, циклододекатриена-1,5,9
- полупродукта в произ-ве полиамидных волокон.
производится из метана и др. парафиновых углеводородов окислительным пиролизом,
электрокрекингом и пиролизом различного нефтяного сырья в водородной плазме.
Димеризацией ацетилена в присутствии однохлористой меди получают винилацетилен,
используемый гл. обр. для произ-ва хлоропрена (см. также Хлоропреновые
каучуки). Из ацетилена получают также акрило нитрил, винилхлорид, ацетальдегид,
но во всех этих случаях ацетилен постепенно вытесняется более дешёвыми
этиленом и пропиленом.
ксилолы, три-и тетраметилбензо-лы, нафталин являются ценным сырьём для
синтеза MH. продуктов. Ароматич. углеводороды образуются в процессах каталитич.
риформинга
бензиновых
и лигроиновых фракций. В значит, количествах эти соединения получаются
попутно при пиролитич. произ-ве этилена. Бензол и нафталин получают также
деалкилиро-ванием их алкилпроизводных в присутствии водорода. Для производства
этим способом бензола используют алкиларо-матич. углеводороды (толуол,
ксилолы, высшие алкилпроизводные) и бензины пиролиза. Сырьём для получения
нафталина являются тяжёлые фракции риформинга, газойля каталитич. крекинга.
Алкилированием бензола этиленом получают этилбензол, алкилированием пропиленом
- изопропилбензол, превращаемые дигидрированием в ценнейшие мономеры для
произ-ва каучуков - стирол и al-метилстирол. Из изопропилбензола
при окислении воздухом получают в больших количествах фенол и ацетон. На
основе алкилароматич. соединений синтезируют пластификаторы, смазочные
масла и присадки к ним, поверхностноактивные вещества. Окислением ароматич.
углеводородов получают терефталевую к-ту, служащую для производства волокон
(лавсана), малеиновый и фталевый ангидрид, ценные пластификаторы
и компоненты термостойких пластмасс (полиимиды). В меньших масштабах используется
хлорирование, нитрование и др. реакции. Из хлорфенолов и хлор-нафталинов
производят эффективные гербициды, растворители и изоляционные масла
для трансформаторов. Бензил-хлорид используется для синтеза ряда
соединений, содержащих бензильную группу (бензилавый спирт, его
эфиры и пр.).
Нафтены. Из этих углеводородов только
циклогексан
приобрёл
большое значение в H. с. В небольших количествах циклогексан выделяется
чёткой ректификацией бензиновых фракций нефти (содержащих 1-7% циклогексана
и 1-5% метилциклопентана). Метилциклопентан превращают в циклогексан изомеризацией
с хлористым алюминием. Пром. потребность в циклогексане удовлетворяется
в основном получением его гидрированием бензола в присутствии катализатора.
Окислением циклогексана кислородом воздуха производят циклогексанони
адипиновую к-ту, к-рые используются в произ-ве полиамидных синтетич. волокон
(капрона и нейлона). Адипиновая к-та и др. дикарбоновые к-ты, получаемые
при окислении циклогексана, используются для синтеза эфиров, применяемых
в качестве смазочных масел и пластификаторов. Циклогексанон находит применение
как растворитель, а также как заменитель камфоры.
синтеза на базе нефтяного сырья. Из парафиновых углеводородов получают
белково-витаминные концентраты для питания животных.
3 изд., т. 3, M., 1955; Новые нефтехимические процессы и перспективы развития
нефтехимии, M., 1970; Новейшие достижения нефтехимии и нефтепереработки,
пер. с англ., т. 9 - 10, M., 1970; Лебедев H. H., Химия и технология основного
органического и нефтехимического синтеза, M., 1971; Черный И. Р., Производство
мономеров и сырья для нефтехимического синтеза, M., 1973; Ж е р м е н Д
ж., Каталитические превращения углеводородов, пер. с англ., M., 1972; Суханов
В. П., Каталитические процессы в нефтепереработке, 2 изд., M., 1973; С
и т т и г M., Процессы окисления углеводородного сырья, пер. с англ., M.,
1970; В ы н т у В., Технология нефтехимических производств, пер. с рум.,
M., 1968; П л а т э А. Ф., Нефтехимия, M., 1967; Основы технологии и нефтехимического
синтеза, под ред. А. И. Динцеса и Л. А. Пото-ловского, M., 1960.