Порядок выполнения работ

Перед проведением адсорбционной очистки проводят анализ сырья: определяют вязкость при температуре 50°С, температуру застывания, оптическую плотность.

Сырьем установки адсорбционной очистки масел является маловязкий масляный дистиллят. В качестве адсорбента используется синтетический алюмосиликат или крупнопористый силикагель А.С.К. Для улучшения контакта сырья с адсорбентом применяется разбавление сырья бензином, который применяют также в качестве десорбента. Процесс очистки проводят при температуре 30-40°С (в зависимости от вязкости сырья) в колонке диаметром 10 мм и высотой 600 мм.

Силикагель весом 30 г засыпают в колонку при непрерывном постукивании ее стенок для плотной упаковки зерен адсорбента по всей высоте колонки, после чего осуществляют смачивание адсорбента растворителем. На технических весах взвешивают 30 г дистиллята, разбавляют его 30 г бензина. Полученный раствор переносят в емкость, связанную с адсорбционной колонкой через дозировочный насос (рисунок 10.1), который со скоростью 125 мл/ч подает раствор вниз адсорбционной колонки.

Пройдя слой адсорбента, раствор очищенного дистиллята через перепускной кран поступает в предварительно взвешенную колбу для отгона растворителя. Полученный после отгона растворителя продукт (рафинат 1)

Рисунок 10.1 - Установка адсорбционной очистки

1 – колонка, 2 – мерник, 3 – насос, 4 - отгонная колба, 5 – термометр,

6 – холодильник, 7 – приемник.

взвешивают, выливают из колбы в стакан и анализируют, отогнанный растворитель, конденсируясь в холодильнике 6, собирается в приемнике.

После того как раствор сырья прошел через адсорбционную колонку, осуществляют стадию десорбции, для чего повышают температуру в колонке до 60-70°С и из емкости со скоростью 150-200 мл/ч начинает подачу 60 г бензина. Раствор десорбата собирается в колбе для отгона растворителя. Освобожденный от растворителя рафинат-2 по сравнению с рафинатом 1 обогащен ароматическими углеводородами. После определения массы рафинат 2 анализируют.

Контрольные вопросы

1. Теоретические основы процесса адсорбции и ее сущность.

2. Структура адсорбентов.

3. Виды промышленных адсорбентов.

4. Изменение качества масла в зависимости от глубины адсорбционной очистки.

Литература

1. Дияров И.Н., Батуева И.Ю., Садыков А.Н., Солодова Н. Л. Химия нефти, Руководство к лабораторным занятиям: учебное пособие для ВУЗов., Л., Химия, 1990.

2. Смидович Е. В., Лукашевич И.П. Практикум по технологии переработки нефти, М, Химия, 1978.

5. Самостоятельная работа студентов под руководством преподавателей (срсп) срсп №1. Реакционная способность органических соединений. Электронные эффекты

При изучении реакционной способности органических соединений в органической химии фундаментальным понятием является электроотрицательность элементов. Американский ученый Полинг определяет электроотрицательность как способность атома притягивать электроны. Эта способность влияет на поляризацию связей и таким образом определяет ход реакции; она обусловливает также природу и энергию связей между различными атомами.

Атомы, расположенные во втором периоде таблицы Менделеева справа от углерода, имеют тенденцию захватывать электроны, в то же время элементы, расположенные слева от углерода, склонны терять электроны. Углерод, занимающий центральное положение, может с одинаковым успехом отдавать и принимать электроны.

Таким образом, элементы второго периода в порядке уменьшения их электроотрицательности можно расположить в следующий ряд: F  O  N  C  B  B e  Li.

Тенденция захватывать электроны тем сильнее, чем меньше размеры атома. Отсюда возникает следующий ряд электроотрицательности: F  Cl  Br  I.

Как правило, элементы с более низким потенциалом ионизации имеют также более низкое сродство к электрону.

Рассмотрим -связь между атомами С и С1: -связь образована двумя электронами (по одному от каждого атома). Атом С1 притягивает электрон сильнее, чем атом С, т.е. он более электроотрицателен. Вследствие этого -связь деформируется, плотность заряда вблизи атома хлора выше, чем у атома углерода. Связь становится электронно несимметричной, т.е. образуется диполь:

С^+ :С1^- или С^+ С1^-

Такие связи называются полярными связями.

Чем полярнее связь и больше различие электроотрицательности образующих ее партнеров, тем больше энергия связи и соответственно прочнее: С – F( 448 кДж/моль), С – О (335 кДж/моль), С – N (285 кДж/моль). Между противоположными по знаку частичными зарядами действует дополнительная сила притяжения.

Связь между атомами С и Н благодаря незначительному различию в их электроотрицательности малополярна, причем на атоме углерода сосредоточен небольшой отрицательный заряд (С^-).

Из-за различной электроотрицательности связи С – Х (Х – различные заместители) могут быть в той или иной степени поляризованы.

R-CH₂→Cl (-I) R-CH₂Li (+I)

Заместитель, притягивающий пару электронов связи сильнее, чем атом водорода обладает –I эффектом (С1). Эффект, возникающий при смещении электронов -связи от углерода называют отрицательным индукционным эффектом (-I). Заместитель, отталкивающий пару электронов от себя обладает +I эффектом (Li). Положительным индукционным эффектом (+I) называют эффект, возникающий при смещении электронов -связи к углероду.

Если электроотрицательный заместитель связан с двойной или тройной связью, то –I-эффект в первую очередь влияет на -связи. Возникающая при этом поляризация молекулы называется мезомерным эффектом (М-эффект). Если заместитель сильно электроотрицателен, то за счет –М-эффекта на нем возникает отрицательный заряд:

O O^-

R –CH=CH–C R–C⁺H–CH=C

H H

Здесь наблюдается ,-сопряжение.

Если же атом заместителя имеет свободную пару электронов, то за счет +М-эффекта он приобретает положительный заряд:

R –CH=CH–NR₂ R –CH –CH=NR₂

Причиной этому является сопряжение не поделенной пары электронов (р-электроны) азота с -связью. Такой эффект называется р,-сопряжение.

Под влиянием –М-эффекта водородные атомы, находящиеся у соседнего углеродного атома удерживаются менее прочно, чем в углеводородах и легче удаляются из молекулы в виде протонов. Такой эффект называется ,-сопряжение.

Связи Н–С–С=О сопряжены, и система этих связей действует как единое целое: разрыв связи С –Н ведет к разрыву -связи С=О и сосредоточению р-пары электронов у кислорода. И обратно, атака по кислороду, разрывающая -связь, часто ведет к отрыву протона:

Н О Н О

R – C – C + Y⁺ R – C = C

- H⁺

H

– М-эффект заместителей тем сильнее, чем меньше их внутренняя мезомерия:

О О О О

– С  – С  – С  – С

О NH₂ CH₃ Cl

+М-эффект заместителя тем сильнее, чем меньше электроотрицательность соответствующего гетероэлемента:

NR₂  OR  F

С химической точки зрения электроноакцепторные –М- и –I-эффекты облегчают уход частиц без пары электронов связи. Эти эффекты способствуют атаке центров, бедных электронами. Классическим примером может служить атака с участием оксаниона. Она может быть направлена на атом углерода, связанный с электроноакцепторной группой (-I) и приводит к замещению этой группы:

R – O ^- + C → X R – O – C – + X ^–

Атака может быть также направлена на двойную связь, способную к поляризации, и может приводить к возникновению новой, отрицательно заряженной частицы:

R – O ^- + C = О R – O – C – О ^–

Наоборот, электронодонорные +М- и +I-эффекты облегчают уход частиц с захватом электронной пары связи:

С – N  N: С⁺ + :N  N:

а также способствуют атаке богатых электронами центров:

С = С + Н^{+ +}С – С – Н

Некоторые группы, обладающие двумя эффектами противоположной природы (галогены +М- и –I-эффекты) могут оказывать более сложное влияние.

Установить абсолютную шкалу величин электронных эффектов не представляется возможным, поскольку эти величины зависят одновременно от ряда структурных факторов, условий реакций и даже от применяемых методов их определения.

Таблица 1 – Электронные эффекты важнейших функциональных групп

Группа	– M	– I	+ I	+ M
NN NO2 N(CH3)3 C F3 C=O CN COOCH3 SO2CH3 F C1 и – Br I C6H5 CH3 C(CH3)3 SCH3 OCH3 N(CH3)2 Si(CH3)3 O-	+ + + + + + + + + + + + + +	+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +	+ + + + + + + + +	+ + + + + + + + + + + + + + + +

Контрольные вопросы

1. Какие связи называются полярными?

2. Дайте определение «мезомерного эффекта».

3. Какой эффект называется положительным индукционным эффектом?

Литература

1. Днепровская Т.М. Теоретические основы органической химии. М., 2000.

2. Матье Ж., Панико Р. Курс теоретических основ органической химии. М., 1975.