Алкандарды химиялы асиеттері 4 страница

мндаы, А жне В – константалар.

Мнай фракциялары шін оларды молекулалы массалары мен айнау температураларыны жоарылауына байланысты ттырлы та біршама жоарылайды. Егер 20 °С-да бензинні ттырлыы 0,6сСт болса, ауыр алды газдар 300-400 сСт сипатталады. Мнайды жеке компоненттеріні ішінен ттырлыы жоарысы жалтырлы заттар; кмірсутектерді ішінен алкандарды (балытылан парафиндердіде) ттырлыы е тмені, е жоарысы цикландарда болады. Ароматты кмірсутектер аралы оран алады.

Майлайтын майларды дайындауда р трлі фракциялар оспасыны ттырлыын білу керек. Ттырлыты аддитивтік асиеті болмайтындытан, оспалар шін оны орташа лшенген шама ретінде есептеуге болмайды. оспаларды ттырлыын анытау шін эксперимент мліметтері бойынша трызылан арнайы номограммаларды олданады. Олар бойынша берілгені ттырлы бойынша май алу шін компоненттері андай атынаста араластыру керек екендігін анытауа болады.

Ттырлыты шамасына температураны тигізетін сері зор. Тменгі температурада, сіресе атаю температурасына жаын температурада кптеген мнай німдеріні ттырлыы дереу жоарылайды. Жоары температурада мнай німдері сйылады. Кптеген майлар мен баса мнай німдері температураны ке диаппзонында олданылатын боландытан ттырлыты температураны исыыны сипаты оларды маызды сапалы сипаттамасы болып табылады.

Майларды температураа туелділігін анытайтын сипаттамаларды бірі ттырлы индексі (ТИ) болып табылады. Ттырлы индексі – зерттелетін майды ттырлыын эталон ретінде алынан майды ттырлыымен салыстыра отырып формула бойынша анытайтын шартты шама:

ТИ= ,

L –ТИ 0-ге те деп абылданан асфальтті шайырлы мнайдан алынан сапасы тмен майды ттырлыы; U – зерттелетін майды ттырлыы;

Н –ТИ 100-ге те деп алынан парафинді мнайдан алынан жоары сапалы майды ттырлыы.

азіргі кезде ттырлы индексі 50 жне 100 °С-да кинематикалы ттырлы мні негізінде кесте бойынша есептеледі. Бл крсеткішті олдану шегі болады себебі оны 40 °С-дан тмен температурада майларды серін крсетпейтінін есте сатаан жн. Температура згерген сайын майды ттырлыы нерлым аз згерсе, сорлым оны ТИ жоары.

Парафинді кмірсутектерді ТИ мне жоары, бйір тізбекті крделі полициклді кмірсутектердікі тмен болады.

Баылау сратары:

1. Мнай німдеріні температуралы асиеттерін атап крсетііз.

2. Сйыты энтальпиясы дегеніміз не?

3. Мнай німдеріні салыстырмалы тыыздыы деп нені айтамыз?

4. Ттырлы температураны серінен алай згереді?

дебиеттер тізімі:

1. Нрслтанов .М. Мнай мен газды ндіріп, деу: Оулы/ .М. Нрслтанов, .Н. Абайлданов.

2. Мозговой И.В., Давидан Г.М., Олейник Л.Н. Химия и физика нефти и газа. Курс лекций. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2005. – 199 с.

3. Батуева И. Ю., Гайле A. A., Поконова Ю. В. и др. Химия нефти- Л.: Химия, 1984 - 360 с.

4. Магеррамов А.М., Ахмедова Р.А., Ахмедова Н.Ф. Нефтехимия и нефтепереработка. Учебник для высших учебных заведений. Баку: Издательство «Бакы Университети», 2009, 660 с.

Дріс №7.

Таырыбы:аныан кмірсутектер

Жоспар:

1. Метанды кмірсутектер, оларды мнайдаы жне мнай фракцияларындаы млшері

2. Алкандарды физикалы жне химиялы асиеттері.

3. Газтрізді, сйы жне атты алкандар

4. Тауарлы мнай німдеріні эксплуатациялы асиеттеріне алкандарды сері.

Глоссарилер:

Алкандар (парафиндер) – алифатты аныан кмірсутектер, жалпы формуласы С_nН _2n+2.

Кміртек аасыны изомериясы - кміртек атомдарыны ртрлі тізбек тзуге абілеті аландар атарында рылымды изомерияны пайда рылымды изомерияны осы трі

Алкандарды крекингілеу – кміртек аасыны ірі молекулаларын ыздыранда жне ктклизатор атысында ыдырау реакциялары.

Алкандарды сутексіздеу – аныпаан кмірсутектер – алкендер жне алкиндер алуды жоары температуралы каталитикалы процесс.

Метанды кмірсутектер, оларды мнайдаы жне мнай фракцияларындаы млшері. Мнай-газ шикізаты – органикалы осылыстардан тратын крделі оспа. Органикалы осылыстар – кмірсутектер жне оларды туындылары болып табылады. здеріні рамына жне асиеттеріне байланысты кмірсутектер аныан, аныпаан, алициклді (ашы тізбекті) жне циклді (тйы тізбекті) кмірсутектерге блінеді. Мнайды рамында кмірсутектерді ш трі – парафиндер (алкандар), циклопарафиндер (нафтендер) жне ароматты осылыстар болады.

Кмірсутектер С_ХН

Алифатты Циклді

(ациклді)

аныан Ароматты

(алкандар) (арендер)

СН₄;СН₃-СН- СН₃СН₃

СН₃;

аныпаан СН₃

Алициклді

Алкендер Алкиндер Циклоалкандар Циклоалкендер

СН₂=СН₂; НССН; СН₂;

СН₃- С = СН₂СН₃-СН-ССН

Н₂С - СН₂;

СН₃СН₃Н₂С-СН-СН₃

Н₂С - СН₂

Алкадиендер

СН₂=С=СН₂;

СН₂=С-СН=СН₂

СН₃

Мнай кбінесе алкандардан трады. Мнайдаы алкандарды жалпы млшері 20-50%. Парафинді мнайда алкандарды рамы 60% жне одан да жоары, парафині аз мнайда оларды млшері 1-2%. Егер алкандарды мнай фракцияларына блінуін арастыратын болса, барлы мнайа жалпылама задылытарды байауа болады: фракцияны айнау температурасы жоарылаан сайын алкандардын млшері азаяды (18 кесте). Мысалы, Грозненск нафтенді-парафинді мнайында алкандар тменгі температурада айнайтын (300⁰С дейін) ашы тсті фракцияда болады.

1- кесте. Мнай фракцияларындаы алкандарды млшері (%)

Фракцияларды айнау температуралары Т_айн Нафтенді-парафинді мнай

60-95 95-122 122-150 150-200 200-250 250-300 300-350 350-400

Алкандар (парафиндер) – алифатты аныан кмірсутектер, жалпы формуласы С_nН _2n+2. Молекулаларындаы кміртек атомы sp³ – гибридтену алпында болады жне бір-бірімен тарматалмаан немесе тарматалан -байланыстармен байланысан.

Алкандарды арапайым кілдері мына кміртектер болып табылады:

Н Н Н Н Н Н рылымды формулалары

Н – С – Н Н – С – С – Н Н – С – С – С – Н

Н Н Н Н Н Н

СН₄ С₂Н₆ С₃Н₈молекулалы формулалары

метан этан пропан аталуы

Кейбір алкандар мен алкилдерді аталымдары 2-кестеде келтірілген.

2-кесте. Алкандарды аталымы

Формуласы

Алкандар Алкилдер (алкилді радикалдар)

СН₄ С₂Н₆ С₃Н₈ С₄Н₁₀ С₅Н₁₂ С₆Н₁₄ С₇Н₁₆ С₈Н₁₈ С₉Н₂₀ С₁₀Н₂₂ С₁₁Н₂₄ С₁₂Н₂₆ СН₄ СН₃-СН₃ СН₃-СН₂-СН₃ СН₃-(СН₂)₂-СН₃ СН₃-(СН₂)₃-СН₃ СН₃-(СН₂)₄-СН₃ СН₃-(СН₂)₅-СН₃ СН₃-(СН₂)₆-СН₃ СН₃-(СН₂)₇-СН₃ СН₃-(СН₂)₈-СН₃ СН₃-(СН₂)₉-СН₃ СН₃-(СН₂)₁₀-СН₃ метан этан пропан бутан пентан гексан гептан октан нонан декан ундекан додекан -СН₃ -СН₂-СН₃ -СН₂-СН₂-СН₃ -СН₂-(СН₂)₂-СН₃ -СН₂-(СН₂)₃-СН₃ -СН₂-(СН₂)₄-СН₃ -СН₂-(СН₂)₅-СН₃ -СН₂-(СН₂)₆-СН₃ -СН₂-(СН₂)₇-СН₃ -СН₂-(СН₂)₈-СН₃ -СН₂-(СН₂)₉-СН₃ -СН₂-(СН₂)₁₀-СН₃ метил этил пропил бутил пентил гексил гептил октил нонил децил ундецил додицил

Алкандарды тарматалан кміртек тізбегінен тратындыын крсету шін, кбінесе оны атауына нормаль деген сзді осып, н-алкандар деп белгіленеді. Кміртек атомдарыны ртрлі тізбек тзуге абілеті аландар атарында рылымды изомерияны пайда болуына келеді. рылымды изомерияны осы трі кміртек аасыны изомериясы деп аталады.

Мысалы, бутан С₄Н₁₀ екі рылымды изомер трінде бола алады.

Алкандар атарында кмірсутектерді молекулалы массасы артан сайын оларды изомерлеріні саны артады (3-кесте).

3-кесте. Алкандар атарындаы изомерлер саны

Молекулалы формула рылымды изомерлеріні саны

СН₄ С₂Н₆ С₃Н₈ С₄Н₁₀ С₅Н₁₂ С₆Н₁₄ С₇Н₁₆ С₈Н₁₈ С₉Н₂₀ С₁₀Н₂₂ С₁₅Н₃₂

рылымды изомерлерді айырмашылыы оларды физикалы асиеттеріне байланысты. Атомдары тарматалан тізбекті кмірсутектер молекулаларды бір-біріне тыызыра жаындасып орналаспауына жне сйкесінше молекулааралы серлесуді аздыына байланысты тарматалмаан изомерлерге араанда едуір тмен температурада айнайды. Алкандарды молекулалы массалары артан сайын оларды балу жне айнау температуралары жоарылайды (4-кесте).

4-кесте. Кейбір алкандарды физикалы асиеттері

Атаулары Формулалары T_балу,⁰С Т_айнау, ⁰С ₄²⁰

Метан СН₄ -182,5 -161,5 0,415 (-164⁰)

Этан С₂Н₆ -182,8 -88,6 0,561 (-100⁰)

Пропан С₃Н₈ -187,6 -42,1 0,583 (-44,5⁰)

Бутан С₄Н₁₀ -138,3 -0,5 0,500 (0⁰)

Изобутан СН₃-СН(СН₃)-СН₃ -159,4 -11,7 0,563

Пентан С₅Н₁₂ -129,7 36,07 0,626

Изопентан (СН₃)₂СН-СН₂-СН₃ -159,9 27,9 0,620

Неопентан СН₃-С(СН₃)₃ -16,6 9,5 0,613

Алкандарды химиялы асиеттері

Алкандардаы байланыстарды сипаттамасы

Байланыс	Байланыс энергиясы, кДж/моль	Байланыс зындыы, нм	Диполь моменті, D
СС		0,154
СН		0,110	0,40

Алкандара СС жне СН байланыстарын зе жретін барлы процестер тн. СС байланыстарын зе жретін реакциялара алкандарды крекингілеу (ыдырату) жне кміртек аасын изомерлеу жатады. СН байланысын зе жретін реакциялара алкандарды сутексіздеу жне сутек атомыны орнын басу реакциялары жатады. СС жне СН байланыстарыны атысуымен тотытырыштар атысында алкандарды тотыу реакциялары жреді.

Алкандарды крекингілеу – кміртек аасыны ірі молекулаларын ыздыранда жне ктклизатор атысында ыдырау реакциялары. Мысалы, гександы 450-700ºС температурада крекингілеу мына сызбанса бойынша жреді:

С₆Н₁₄ С₂Н₆ + С₄Н₈

Бл процесті жалпы трде былайша крсетуге болады:

С_nH_2n+2 C_mH20 +C_pH_2p+2

мндаы m + p = n.

Алкандарды гомологты атарындаы мшелер орта химиялы асиеттер крсетеді. Блар белсенділігі тмен заттар. Оларды атысуымен жретін реакцияларды екі типке: СН байланысы (мысалы, орынбасу реакциялары) мен СС байланысы зіліп жретін реакциялара блуге болады. СС байланысы зілген кезде молекулалар жарышатара (крекинг) ыдырайды.

Метанны термиялы креингісі 1000ºС-дан жоары температурада жзеге асады. Баса алкандара араанда метанны ыдырауы СН байланысы бойынша жреді. Метанны термиялы крекингісі 1000ºС-дан жоары температурада ерекше жадайда жреді, себебі баса алкандарды крекингісіне араанда ыдырау СС байланысына араанда энергиясы жоары СН байланысы бойынша жреді:

СН₄ С + 2Н₂

СС байланысыны зілуі молекуланы кез келген кездейсо жерінде, яни процесті жру жадайына байланысты болады:

®СН₄+СН₂=CH-CH₂-CH₂-CH₃

® CH₃-CH₃+ CH₂=CH-CH₂-CH₃

® CH₂=CH₂+ CH₃-CH₂-CH₂-CH₃

® CH₃- CH₂-CH₃ CH₂=CH-CH₃

Катализатор (детте алюмосиликаттар) атысында, 450ºС температурада жне атмосфералы ысымда молекуланы зілуімен бірге изомерлену реакциясы жреді.

Алкандарды изомерленуі. Алкандар катализаторлар атысында жне ыздыру нтижесінде изомерлену абілетін крсетеді. Мысалы, 100ºС температурада алюминий хлориді атысында н-гептан келесі изомерге ауысады:

CH₃-CH-CH₂-CH₃