Низшие и высшие олефины

 

 

Введение

 

 

Олефины – углеводороды нециклического строения, в молекуле которых два атома находятся в состоянии sp² гибритизации и соединены двойной связью.

 

Олефины практически не растворяются в воде, ограниченно растворяются в спиртах и хорошо - в углеводородах, их галогенопроизводных, простых и сложных эфирах.

 

Используются в качестве исходных веществ для основного органического и нефтехимического синтеза, служат сырьем в производстве полимеров.

 

Общая формула: C_nH_2n

 

Олефины подразделяются две основные группы: низшие и высшие.

 

 

Низшие и высшие олефины

 

Низшие газообразные или низкокипящие олефины: от этилена до пентенов (C₂-C₅ ).

Высшие олефины: от C₆ до C₁₂-C₁₈ (главным образом C₇-C₁₅ ). Обычно представляют собой не индивидуальные вещества, а смеси изомеров и гомологов.

Таблица 1. Свойства низших олефинов

Олефин	Температура конденсации, °С	Критическая температура, °С	Критическое давление, MПа	Пределы взрывоопасных концентраций в смеси с воздухом, %, об.
Этилен Пропилен Бутен-1 цис -бутен-2 транс -Бутен-2 Изобутен н -Пентены Изопентены	-103,7 -47,7 -6,3 +3,7 +0,9 -7,0 30-37 20,1-38,6	9,9 91,8 146,2 157,0 - 144,7 - -	4,95 4,47 3,89 4,02 - 3,85 - -	3,0 – 32 2,2-10,0 1,6-9,4 1,6-9,4 1,6-9,4 1,8-9,6 1,3-8,8 1,3-8,8

 

Низшие олефины. Олефины от этилена до бутенов при обычных условиях являются газами, пентены C₅H₁₀ – низкокипящими бесцветными газами. Некоторые свойства этих углеводородов приведены в таблице 1.

Все низшие олефины дают с воздухом взрывоопасные смеси, вследствие чего цеха, производящие или потребляющие эти углеводороды, относятся по своей пожароопасности к категории А. По токсичности олефины близки к насыщенным углеводородам (вызывают при вдыхании паров наркотические явления); их предельно допустимая концентрация в амтосфере производственных помещений такая же, как у соответствующих парафинов.

Важные отличия олефинов от парафинов с тем же числом атомов углерода: более высокая растворимость и способность сорбироваться, обусловленная наличием ненасыщенной углерод-углеродной связи. Олефины лучше, чем парафины, адсорбируются твердыми веществами, поглощаются растворами медноаммиачных комплексов и растворяются в полярных жидкостях (ацетон и фурфурол). Это позволяет выделять их специальными методами, из которых наиболее важное значение приобрела экстрактивная перегонка. Она основывается на том, что при наличии третьего компонента, имеющего меньшую летучесть и способного к диполь-дипольному взаимодействию или образованию различных комплексов с олефинами, парциальное давление олефинов снижается в большей мере, чем у парафинов. В результате относительная летучесть парафинов, которая измеряется отношением давлений насыщенных паров £=p_a/p_b, значительно возрастает (таблица 2).

Высшие олефины. Олефины С₆-С₁₈ являются жидкостями, температура кипения которых зависит от числа атомов углерода и строения цепи. Ниже приведены температуры кипения (в °С) олефинов С₆-С₁₂ с прямой цепью:

Олефины с разветвленной цепью углеродных атомов кипят при более низкой температуре, чем их изомеры нормального строения. Ввиду высокой реакционной способности и сравнительной доступности олефины заняли преобладающее место как исходные вещества для оранического синтеза. Из них наибольшее значение имеют этилен и пропилен, производство которых в США составляет соответственно около 15 и 7,5 млн. т. в год. В меньшем масштабе применяют бутены, высшие олефины и еще меньше изопентены. Одним из главных методов получения олефинов в промышленности являются процессы расщепления нефтяных фракций или углеводородных газов. Эти процессы делятся на две группы: термические (пиролиз и термический крекинг парафинов) и каталитические (каталитический крекинг). Первая группа применяется для целевого получения олефинов, а вторая – для производства бензина, и олефины получают как побочный продукт. Также часть олефинов получают дегидрированием соответствующих парафинов, а некоторые олефины – реакциями их взаимного превращения (олигомеризация и диспропорционирование).

Таблица 2. Данные относительной летучести углеводородов С₄ в сравнении с бутадиеном-1,3