НЕФТЕХИМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ

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 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 C6 до С40 ). Низшие парафиновые углеводороды выделяются из газов природных и попутных. Газы нефтяные попутные и получаемые при стабилизации нефти содержат предельные углеводороды C2 - C5в количестве 83- 97 объёмных % . Из них выделяют этанпропановую фракцию, изобутан, к-бутан, 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 C6- C40 получают из продуктов переработки нефти (бензино-керосиновых, дизельных и масляных 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.

Применяя реакции окисления, галогенирования, 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 (C10-C20). В пром-сти реализовано произ-во высших спиртов окислением м-парафинов (C10- C20). Из них вырабатывают поверхностно-активные вещества, моющие вещества типа алкилсульфатов и пр.

В промышленных масштабах вырабатывают галогенопроизводные 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 C12 - C20 и и-парафинов получают поверхностно-активные вещества типа алкилсульфо-натов.

Непредельные углеводороды. Благодаря высокой реакционной способности эти соединения широко используются в H. с. MH. продукты синтезируются на основе олефинов, диеновых углеводородов и ацетилена.

Олефины. Первое место по масштабам пром. 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.

Большое значение в H. с. приобрели окись 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.

Диены. Бутадиен-1,3 и 2-метил-бутадиен-1,3 (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.

Ацетилен. Большое количество ацетилена 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.

Ароматические углеводороды. Бензол, толуол, 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.

Большое внимание уделяется развитию микробиологического синтеза на базе нефтяного сырья. Из парафиновых углеводородов получают белково-витаминные концентраты для питания животных.

Лит.: Наметкин С. С., Собр. трудов, 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.

H. С. Намёткин, В. В. Панов.




Смотреть больше слов в «Большой советской энциклопедии»

НЕФТЕХИМИЯ →← НЕФТЕХИМИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

Смотреть что такое НЕФТЕХИМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ в других словарях:

НЕФТЕХИМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ

        получение химических продуктов на основе нефти и углеводородных газов синтетическим путём. Углеводороды нефти (См. Нефть) и газов природных гор... смотреть

НЕФТЕХИМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ

Нефтехимический синтез - процесс получения сложных нефтехимических соединений из более простых или получение соединений прямо из элементов. Особенно большое значение имеет нефтехимический органический синтез, на его основе возникли и развились крупнейшие отрасли промышленности: красителей, пластмасс, синтетических каучуков и других.... смотреть

T: 236