Пропан бутан способ получения

Содержание

Контакты
Получение пропан-бутана
Пропан: способы получения и химические свойства
Гомологический ряд пропана
Строение пропана
Изомерия пропана
Химические свойства пропана
1. Реакции замещения
1.1. Галогенирование
1.2. Нитрование пропана
2. Дегидрирование пропана
3. Окисление пропана
3.1. Полное окисление – горение
Получение пропана
1. Взаимодействие галогеналканов с металлическим натрием (реакция Вюрца)
2. Декарбоксилирование солей карбоновых кислот (реакция Дюма)
3. Гидрирование алкенов и алкинов
4. Синтез Фишера-Тропша
5. Получение пропана в промышленности

Контакты

Россия,
199155, Санкт-Петербург,
ул. Уральская, дом 19, литер Д, корп.5

Телефон: +7 (812) 327-7960
Факс: +7 (812) 327-7692

Оставляя свои личные данные, Вы принимаете Соглашение о конфиденциальности

Получение пропан-бутана

В 1997 году в г.Карши, Узбекистан, введена в строй разработанная специалистами
ГК «ЛЕННИИХИММАШ» установка производительностью 3,0 млрд м 3 /год по природному газу, предназначенная для получения 68 тыс.тонн/год пропан-бутановой смеси.

Продуктами переработки являются:

пропан-бутановая смесь по ГОСТ Р 52087-2003
сжиженные углеводородные газы
метановая фракция высокого давления, возвращаемая в магистральный газопровод после компримирования

Процесс выделения пропан-бутановой смеси — непрерывный, осуществляется методом охлаждения и частичной конденсации природного газа за счет эффекта расширения исходного газа в турбодетандере с последующей ректификацией выделенного конденсата. Внешние источники холода не применяются.

Установка состоит из следующих блоков:

тонкой фильтрации
предварительного охлаждения
детандерный
деэтанизации
получения целевых продуктов
дренажных емкостей
вспомогательного оборудования — трубопроводов и металлоконструкций

В установке процессы теплообмена осуществляются в вертикальных теплообменниках с витыми трубами и жестким сердечником, а также в горизонтальных аппаратах с прямыми трубами (водяные холодильники). Имеются также встроенные в колонны теплообменные аппараты с витыми (кипятильники) и прямыми (дефлегматоры) трубами. Для охлаждения горячих потоков предусмотрены воздушные холодильники. Процессы массообмена осуществляются в двух ректификационных тарельчатых колоннах.

В качестве емкостных аппаратов применяются сепараторы, рефлюксная емкость и емкости для сбора конденсата, для хранения рабочих жидкостей при остановке установки и для дренажей.
Размер площадки, которую занимает установка – 70х30 м 2 .
В июле 2006 г. завершено строительство и осуществлен пуск установки по переработке попутного нефтяного газа мощностью 3 млрд.м 3 газа в год (УПГ-3), выполненной по технологии и проекту ГК «ЛЕННИИХИММАШ». Установка вышла на расчетную производительность.
При создании технологии разделения применен разработанный ГК «ЛЕННИИХИММАШ» энергосберегающий способ разделения попутного нефтяного газа с использованием турбодетандерного агрегата (Патент РФ №2225971 от 20. 03.04.)

Получаемые товарные продукты:

метановая фракция по ОСТ 5140-93 – 2,8 млрд. нм 3 /год
пропан-бутан технический (ПБТ) по ГОСТ Р52087-2003 – до 203 тыс. т/год
ШФЛУ по ТУ 38.101524-93 – 27 тыс. т/год
бензин газовый стабильный (БГС) по ГОСТ 20448-90 – до 47 тыс. т/год.

Установленная мощность электрооборудования — 465 кВт, что в 3 – 5 раз меньше, чем при разделении газа с использованием пропанового холодильного цикла.

Основное технологическое оборудование установки также поставлено ГК «ЛЕННИИХИММАШ».

Установка состоит из следующих блоков:

предварительной сепарации
осушки и очистки (подготовки газа)
предварительного охлаждения с турбодетандером
ректификации
огневых подогревателей
системы циркуляции теплоносителя

В настоящее время завершено проектирование и ведется строительство завода полного профиля для ЗАО «Североргсинтез» в г.Новый Уренгой, включая линию по переработке газа производительностью 1,2 млрд.м 3 в год, товарного парка, автомобильного налива и целого ряда вспомогательных объектов.

Источник

Пропан: способы получения и химические свойства

Пропан C₃H₈ – это предельный углеводород, содержащий три атома углерода в углеродной цепи. Бесцветный газ без вкуса и запаха, нерастворим в воде и не смешивается с ней.

Гомологический ряд пропана

Все алканы — вещества, схожие по физическим и химическим свойствам, и отличающиеся на одну или несколько групп –СН₂– друг от друга. Такие вещества называются гомологами, а ряд веществ, являющихся гомологами, называют гомологическим рядом.

Самый первый представитель гомологического ряда алканов – метан CH₄. , или Н–СH₂–H.

Продолжить гомологический ряд можно, последовательно добавляя группу –СН₂– в углеводородную цепь алкана.

Название алкана	Формула алкана
Метан	CH₄
Этан	C₂H₆
Пропан	C₃H₈
Бутан	C₄H₁₀
Пентан	C₅H₁₂
Гексан	C₆H₁₄
Гептан	C₇H₁₆
Октан	C₈H₁₈
Нонан	C₉H₂₀
Декан	C₁₀H₂₂

Общая формула гомологического ряда алканов C_nH_2n+2.

Первые четыре члена гомологического ряда алканов – газы, C₅–C₁₇ – жидкости, начиная с C₁₈ – твердые вещества.

Строение пропана

В молекулах алканов встречаются химические связи C–H и С–С.

Связь C–H ковалентная слабополярная, связь С–С – ковалентная неполярная. Это одинарные σ-связи. Атомы углерода в алканах образуют по четыре σ-связи. Следовательно, гибридизация атомов углерода в молекулах алканов – sp 3 :

При образовании связи С–С происходит перекрывание sp 3 -гибридных орбиталей атомов углерода:

При образовании связи С–H происходит перекрывание sp 3 -гибридной орбитали атома углерода и s-орбитали атома водорода:

Четыре sp 3 -гибридные орбитали атома углерода взаимно отталкиваются, и располагаются в пространстве так, чтобы угол между орбиталями был максимально возможным.

Поэтому четыре гибридные орбитали углерода в алканах направлены в пространстве под углом 109 о 28′ друг к другу:

Это соответствует тетраэдрическому строению.

Например, в молекуле пропана C₃H₈ атомы водорода располагаются в пространстве в вершинах тетраэдров, центрами которых являются атомы углерода. При этом углеродный скелет образует угол, т.е. геометрия молекулы — уголковая или V-образная.

Изомерия пропана

Для пропана не характерно наличие изомеров – ни структурных (изомерия углеродного скелета, положения заместителей), ни пространственных.

Химические свойства пропана

Пропан – предельный углеводород, поэтому он не может вступать в реакции присоединения.

Для пропана характерны реакции:

Разрыв слабо-полярных связей С – Н протекает только по гомолитическому механизму с образованием свободных радикалов.

Поэтому для пропана характерны радикальные реакции.

Пропан устойчив к действию сильных окислителей (KMnO₄, K₂Cr₂O₇ и др.), не реагирует с концентрированными кислотами, щелочами, бромной водой.

1. Реакции замещения

В молекулах алканов связи С–Н более доступны для атаки другими частицами, чем менее прочные связи С–С.

1.1. Галогенирование

Пропан реагирует с хлором и бромом на свету или при нагревании.

При хлорировании пропана образуется смесь хлорпроизводных.

Например, при хлорировании пропана образуются 1-хлорпропан и 2-хлопропан:

Бромирование протекает более медленно и избирательно.

Избирательность бромирования: сначала замещается атом водорода у третичного атома углерода, затем атом водорода у вторичного атома углерода, и только затем первичный атом.

С третичный–Н > С вторичный–Н > С первичный–Н

Например, при бромировании пропана преимущественно образуется 2-бромпропан:

Хлорпропан может взаимодействовать с хлором и дальше с образованием дихлорпропана, трихлорпропана, тетрахлорпропана и т.д.

1.2. Нитрование пропана

Пропан взаимодействует с разбавленной азотной кислотой по радикальному механизму, при нагревании и под давлением. Атом водорода в пропане замещается на нитрогруппу NO₂.

Например. При нитровании пропана образуется преимущественно 2-нитропропан:

2. Дегидрирование пропана

Дегидрирование – это реакция отщепления атомов водорода.

В качестве катализаторов дегидрирования используют никель Ni, платину Pt, палладий Pd, оксиды хрома (III), железа (III), цинка и др.

При дегидрировании алканов, содержащих от 2 до 4 атомов углерода в молекуле, разрываются связи С–Н у соседних атомов углерода и образуются двойные и тройные связи.

Например, п ри дегидрировании пропана образуются пропен (пропилен) или пропин:

3. Окисление пропана

Пропан – слабополярное соединение, поэтому при обычных условиях он не окисляется даже сильными окислителями (перманганат калия, хромат или дихромат калия и др.).

3.1. Полное окисление – горение

Пропан горит с образованием углекислого газа и воды. Реакция горения пропана сопровождается выделением большого количества теплоты.

Уравнение сгорания алканов в общем виде:

При горении пропана в недостатке кислорода может образоваться угарный газ СО или сажа С.

Получение пропана

1. Взаимодействие галогеналканов с металлическим натрием (реакция Вюрца)

Это один из лабораторных способов получения алканов. При этом происходит удвоение углеродного скелета.

При проведении синтеза со смесью разных галогеналканов образуется смесь разных алканов.

Например, при взаимодействии хлорметана и хлорэтана с натрием помимо пропана образуются этан и бутан.

2. Декарбоксилирование солей карбоновых кислот (реакция Дюма)

Реакция Дюма — это взаимодействие солей карбоновых кислот с щелочами при сплавлении.

R–COONa + NaOH → R–H + Na₂CO₃

Декарбоксилирование — это отщепление (элиминирование) молекулы углекислого газа из карбоксильной группы (-COOH) или органической кислоты или карбоксилатной группы (-COOMe) соли органической кислоты.

При взаимодействии бутаноата натрия с гидроксидом натрия при сплавлении образуются пропан и карбонат натрия:

CH₃–CH₂ – CH₂ –COONa + NaOH → CH₃–CH₂ – CH₃ + Na₂CO₃

3. Гидрирование алкенов и алкинов

Пропан можно получить из пропилена или припина:

При гидрировании пропена образуется пропан:

При полном гидрировании пропина также образуется пропан:

4. Синтез Фишера-Тропша

Из синтез-газа (смесь угарного газа и водорода) при определенных условиях (катализатор, температура и давление) можно получить различные углеводороды:

Это промышленный процесс получения алканов.

Из угарного газа и водорода можно получить пропан:

5. Получение пропана в промышленности

В промышленности пропан получают из нефти, каменного угля, природного и попутного газа . При переработке нефти используют ректификацию, крекинг и другие способы.