5 Основные источники органических соединений

Главнейшим сырьем для получения органических соединений являются: природные газы, нефть, каменный и бурый угли, сланцы, торф и продукты сельского и лесного хозяйства.

Природные газы

Наиболее богата газами Россия. Крупнейшие месторождения газов (они называются попутными, т.к. сопутствуют нефти) у нас в стране находятся на Северном Кавказе (Ставрополь), в районе нижнего течения Волги, в Тюмени. В основном природный газ со­стоит из углеводородов. Так, например, Саратовский газ на 35 % со­стоит из метана и около 2 % (этан, пропан и др.).

Газы используются как топливо и как сырье для химической про­мышленности.

Нефть

По мнению большинства ученых, нефть имеет органическое про­исхождение, т.е. она представляет собой геохимические измененные остатки некогда населявших земной шар растений и животных (со­держит азотистые соединения). Главнейшие месторождения нефти на земном шаре находятся на территории России, США, Южной Америки, Ирака, Ирана, Румынии.

Нефть состоит преимущественно из углеводородов с неболь­шой примесью кислородных, сернистых, азотистых и др. соедине­ний.

По составу нефти различает парафиновые (США), нафтеновые (Республика Азербайджан), ароматические (Урал). Наиболее часто встречаются нефти смешанного типа. Очищенная от газов и механи­ческих примесей (песок, глина, минеральные соли), нефть разгон­кой при обычном давлении разделяют на три фракции:

• бензин (30-180 °С);

• керосин (180-300 °С);

• мазут (остаток от перегонки).

Эти основные фракции разгоняют на более узкие и получают:

■ петролейный эфир (30-80 °С);

• лигроин (110-140 °С);

• уайт-спирт (150-210 °С);

• газойль (270-300 °С);

Из мазута путем перегонки под давлением или водяным паром получают смазочные масла, вазелин, а также твердый парафин.

Основным способом переработки нефтяных фракций являются различные виды перегонки.

Впервые крекинг нефти осуществлен в лабораторном и промышленном масштабе сотрудником Петербург­ского технологического института А.А.Летним (1771-1878 г.)

Крекинг - это термическое разложение углеводородов и других составных частей нефти. Чем выше температура, тем больше ско­рость крекинга и больше выход газов и ароматических углеводоро­дов. Газы содержат непредельные углеводороды (олефины), кото­рые является важным сырьем для химической промышленности.

Каменный уголь

Запасы каменного угля в природе значительно превышают запа­сы нефти. Некоторые страны вообще не имеют нефти, но имеют ка­менный уголь. Поэтому каменный уголь важнейший вид сырья для химической промышленности.

В настоящее время в промышленности используется несколь­ко путей переработки каменного угля: сухая перегонка (коксова­ние и полукоксование), гидрирование, неполное сгорание, полу­чение СаС₂.

Сухая перегонка угля используется для получения кокса в ме­таллургии и газов. При коксовании угля получается каменноуголь­ная смола, падсмольная вода и газы коксования. Каменноугольная смола содержит разнообразные ароматические и гетероцикличе­ские органические соединения (бензол, толуол, фенолы, нафталин, пиридин, хинолин и др.) Газы коксования содержат метан, метилен, водород, СО и др.

Гидрирование

Обычно осуществляют при 400-600 °С и давлении до 250 атм. в присутствии катализатора (окиси железа, никеля). Происходит деструкция. Получают жидкую смесь углеводородов. Гидрировать можно низкосортные бурые угли. В Германии из 5 т бурого угля по­лучают 1 т качественного бензина.

Неполное сгорание угля дает СО.

Карбид кальция получается из угля (кокса, антрацита) и извести (схема 1).

В дальнейшем оп превращается в ацетилен (схема 1 продолже­ние), который используется в химической промышленности всех стран во все возрастающих масштабах.

Схема 1

Сланцы

Различные виды природных сланцев перерабатываются в высо­кокалорийный бытовой газ (Эстония). Образующаяся при пироли­зе сланцев смола может быть источником фенолов.

Торф

Окислением торфяной массы получают щавелевую кислоту.

Продукты сельского и лесного хозяйства

У нас в стране широко используется брожение глюкозы, образую­щееся при гидролитическом расщеплении клетчатки, получаемой из древесины или крахмала (из хлебных злаков и картофеля) для по­лучения этилового спирта. Из этого же сырья получают витамин С и лимонную кислоту. Скипидар и канифоль получают из древесины хвойных пород. В настоящее время имеется тенденция резко умень­шить использование пищевого сырья и заменить его синтетическим.