3. Ацетилен. Технические свойства и применение ацетилена. Синтезы на основе ацетилена. Производство ацетилена.

Ацетилен – горючий газ, частично или полностью растворяющийся в воде и органических растворителях, легче воздуха, не имеет цвета, часто обладает легким эфирным запахом.

Применение ацетилена:

1) Для сварки, раскроя и резки металлических изделий;

2) В органическом синтезе различных веществ: уксусного альдегида, растворителей, этилового спирта, полимеров, синтетических эластомеров и т. д.;

3) В качестве источника яркого света в автономных лампах.

Синтезы на основе ацетилена:

1) Димеризация (с получением винилацетилена):

2) Гидрирование:

3) Галогенирование (с получением 1,1,2,2-тетрахлорэтана):

4) Гидрогалогенирование:

5) Реакция Кучерова (гидратация):

6) Тримеризация:

7) Получение пиридина:

Получение ацетилена из карбида кальция:

Карбид кальция получают из оксида кальция и кокса в электродуговых печах. Реакция сильно эндотермична и требует больших затрат электроэнергии, что составляет существенный элемент в себестоимости производимого ацетилена. При разложении образовавшегося карбида кальция водой по экзотермической реакции получается ацетилен:

Из 1 кг технического карбида кальция, содержащего примеси кокса, оксида кальция и других веществ, получается 230-280 л ацетилена (эта величина называется литражом карбида). Теоретически из 1 кг чистого СаС₂ должно образоваться 380 л С₂Н₂.

4. Получение синтез-газа. Синтезы на основе оксида углерода. Синтез углеводородов по Фишеру-Тропшу. Синтез кислородсодержащих соединений из оксида углерода и водорода. Производство метанола. Технология получения альдегидов и спиртов методом оксосинтеза. Синтез карбоновых кислот и их производных на основе оксида углерода.

Получение синтез-газа:

1. Конверсия метана водяным паром:

2. Парциальное окисление тяжелого мазута (процесс газификации «Shell»):

Синтезы на основе оксида углерода и водорода являются гетерогенно-каталитическими процессами, протекающими с выделением большого количества тепла. В зависимости от применяемых катализаторов из оксидов углерода и водорода можно получать широкий спектр предельных углеводородов (от метана до твердых парафинов), различные спирты (С₁-С₂₀), карбоновые кислоты, сложные эфиры, альдегиды, кетоны, олефины.

В качестве катализаторов чаще всего используются металлы восьмой группы. Синтез можно осуществлять при атмосферном и повышенном давлениях в интервале температур 160-325 °С.

Уравнения синтеза УВ-ов по методу Фишера-Тропша / Синтез кислородсодержащих соединений из CO и H₂ (см. спирты и карб. к-ты):

Для синтеза парафинов:

(1)

(2)

Для синтеза олефинов:

(3)

(4)

Для синтеза спиртов:

(5)

Для синтеза карбоновых кислот:

(6)

Побочные реакции:

(7)

(8)

(9)

Образование метанола из CO и H₂ протекает по обратимой экзотермической реакции:

Технология получения альдегидов и спиртов методом оксосинтеза:

Реакция оксосинтеза заключается во взаимодействии олефинов с и образовании альдегидов:

Полученные альдегиды затем гидрируют до спиртов на цинк- и никельхромовом кобальтсодержащем катализаторах:

Синтез карбоновых кислот и их производных на основе оксида углерода:

Реакции карбоксилирования и карбонилирования: