Способ получения этана из газового конденсата в промысловых условиях
Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано на газоконденсатных месторождениях, непосредственно на объектах подготовки газа к транспорту или на централизованных объектах по подготовке нестабильного газового конденсата к транспорту или переработке. Изобретение предназначено для получения этана как самостоятельного товарного продукта и улучшения качества метанового газа.
Главным компонентом природного газа, производимого на промыслах, является метан. Этан в допустимых количествах включается в состав природного газа, ухудшая его качество (повышая точку росы газа). Ценными компонентами газового конденсата являются более тяжелые, чем этан углеводороды.
Этан, содержащийся в конденсате, ухудшает качество конденсата (повышает давление насыщенных паров). То есть этан может ограниченно выводиться в газ и очень ограниченно – в конденсат.
Обратите внимание
На промыслах, где производится только два продукта (газ и конденсат), а в природном газе содержится значительное количество этана, этан не находит рационального использования. Это является одной из главных причин сжигания этансодержащего газа на факеле.
При этом этан является ценным сырьем для газохимии, спрос на которое все последние годы превышает его предложение на рынке. Одним из путей решения этой проблемы является получение из этана самостоятельного товарного продукта. Такое решение характеризуется высокой экономической эффективностью и имеет большое ресурсосберегающее значение.
Известен способ промысловой подготовки газоконденсатного флюида и деэтанизации конденсата (патент Российской Федерации №2243815), предусматривающий получение при деэтанизации конденсата газа, повышение технологического давления газа деэтанизации и возврат газа деэтанизации на промысел.
Недостатком данного способа является нерациональное использование ресурсов этана, максимально выводимых в товарный газ.
Известен способ переработки газового конденсата в промысловых условиях (патент Российской Федерации №2118337), предусматривающий получение в ректификационной колонне газов, включающих в свой состав большие количества жидких углеводородов.
Недостатком данного способа также является нерациональное использование этана, выводимого в газ и не производимого как товарный продукт.
Известны способ и устройство подготовки и переработки углеводородного сырья газоконденсатных залежей (патент РФ №21820350), предусматривающий в составе установки колонну деэтанизации.
Недостатком данной установки также является нерациональное использование этана, выводимого в газ и не производимого как товарный продукт.
Важно
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является получение этана в виде товарного продукта.
Технический результат заключается в упрощении и удешевлении процесса получения этана в промысловых условиях переработки газового конденсата при улучшении качества получаемого газа и конденсата.
Поставленная задача достигается тем, что способ получения жидкого этана из нестабильного газового конденсата включает разделение газового конденсата в ректификационной колонне на три потока, два газовых – метановый и этановый, и один жидкий – деэтанизированный конденсат, при этом этановый газовый поток выделяют боковым погоном ректификационной колонны, который расположен на уровне газовой фазы, содержащей этан, свободный от метана, последующую конденсацию этанового потока, и выделение из сконденсированного этанового потока жидкого этана.
Способ осуществляют путем подачи конденсата в ректификационную колонну, подвода тепла в низ колонны, отбора с верхней части колонны газа, а с нижней части -конденсата, дополнительно отбирают в виде бокового погона из средней части колонны продукт, содержащий основные ресурсы этана, который перерабатывают в отдельной колонне с получением этана требуемой чистоты.
Переработку газового конденсата осуществляют в ректификационной колонне, в которой производится три продукта: продукт №1 – газ, содержащий все ресурсы метана и некоторую часть этана, продукт №2 – газ, содержащий основные ресурсы этана, и продукт №3 – деэтанизированный газовый конденсат.
При этом вывод продукта №1 из колонны осуществляется в ее верхней части, вывод продукта №2 из колонны осуществляется боковым погоном из средней части, а вывод продукта №3 осуществляется из кубовой части колонны.
Разделение мест вывода продуктов №№1, 2 и 3 позволяет вывести с продуктом №1 все ресурсы метана, с продуктом №2 – основные ресурсы этана, а с продуктом №3 – более тяжелые углеводороды. Полученный продукт №2 охлаждается и конденсируется при температуре не ниже плюс 20°С, что не требует применения низкотемпературных хладагентов.
Сконденсированный продукт №2 предназначается для получения этана необходимой чистоты, что осуществляется в отдельной колонне при высоком давлении (лучше 3,6÷3,8 МПа). Высокое давление позволяет реализовать процесс в колонне и сконденсировать газ верха колонны при температуре около 20°С, что не требует применения низкотемпературных хладагентов.
Совет
Полученный этановый газ выводится потребителю (которым может быть газохимическое производство, потребляющее этан). При необходимости этановый газ конденсируется (при температуре 17÷18°С), что позволяет осуществлять его доставку потребителю по железной дороге или этанопроводу.
За счет выделения этана в качестве отдельного продукта расширяется ассортимент производимой продукции. Кроме того, улучшается качество (увеличивается содержание метана и улучшаются низкотемпературные свойства – снижается точка росы) продукта №1.
Пример (% массовые)
Полученный на газовом промысле углеводородный конденсат с содержанием 3,9% метана, 4,8% этана с расходом 100%, температурой 0°С (-10÷+10°С) и давлением 3,2 МПа (2,5÷3,5 МПа) поступал в колонну деэтанизации на одну из верхних тарелок.
В колонне производился продукт №1 – 5,6% метанового газа с содержанием метана около 70%, продукт №2 – 6,4% этансодержащего газа с содержанием этана около 60% и деэтанизированный конденсат с содержанием этана 0,3%. Продукт №2 конденсировался при температуре 24°С и выводился в этановую колонну.
В этановой колонне (при рабочем давлении 3,7 МПа (3,5÷4,0 МПа)) производится 3,9% этанового газа, содержащего 96,3% этана, и кубовый продукт с содержанием этана не выше 0,5%.
Способ получения жидкого этана из нестабильного газового конденсата, включающий разделение газового конденсата в ректификационной колонне на три потока, два газовых – метановый и этановый, и один жидкий – деэтанизированный конденсат, при этом этановый газовый поток выделяют боковым погоном ректификационной колонны, который расположен на уровне газовой фазы, содержащей этан, свободный от метана, последующую конденсацию этанового потока, и выделение из сконденсированного этанового потока жидкого этана.
Как получить этан из метана: уравнение, описание, особенности протекания. :
Поговорим о том, как получить этан из метана. Для того чтобы найти мотивированный ответ на поставленный вопрос, рассмотрим особенности предельных углеводородов.
Краткая характеристика метана
Первый представитель класса насыщенных углеводородов является газообразным веществом, которое плохо растворяется в воде. В природе этот парафин встречается в составе нефти. Именно метан является основой природного газа.
Синтез Вюрца
Как из метана получить этан? Уравнение реакции предполагает вариант двухстадийного синтеза. На первом этапе происходит получение из метана его галогенопроизводной.
Подобное взаимодействие осуществляется при повышенной температуре (энергии), считается реакцией радикального замещения.
Не знаете, как получить из метана этан? Реакция галогенирования рассматривается в школьном курсе органической химии.
Обратите внимание
На втором этапе такого взаимодействия в промышленности осуществляется реакция Вюрца. Синтез был открыт в конце девятнадцатого века. Он подразумевал химическое взаимодействие хлорпроизводной метана (хлористого метила) с металлическим натрием.
Конечным продуктом будет этан, который представляет собой ценное сырье для химической промышленности. Именно из этого представителя ряда СпН2п+2 получают этиловый спирт, винилацетат, уксусную кислоту.
Особенности этана
Данный парафин является вторым в гомологическом ряду алканов. Он имеет в сравнении с ним более высокую температуру кипения. Оба этих насыщенных углеводорода являются гомологами. Они имеют сходное химическое строение, подобные свойства. Единственным отличием между ними является группа СН2, которая называется гомологической разницей.
Рассмотрим еще один вариант того, как получить этан из метана. Например, можно осуществить частичное окисление метана до ацетилена. Полученный алкин, имеющий тройную связь в молекуле, подвергается каталитическому гидрированию.
Продуктом взаимодействия будет именно этан. Осуществляется гидрирование по радикальному механизму.
Несмотря на многообразие вариантов, для того чтобы определиться, как получить этан из метана, необходимо проанализировать условия протекания каждого отдельного процесса.
В настоящее время ответом на вопрос о том, как получить этан из метана, являетя частичное окисление с последующим гидрированием.
Заключение
Мы поговорили о том, как получить этан из другого предельного углеводорода. Теперь выясним основные области использования данных соединений. Первое вещество представляет собой самое физиологически безвредное газообразное вещество гомологического ряда парафиновых углеводородов. Оно не ядовито, поскольку имеет незначительную растворимость в воде.
Причиной гибели человека в помещении, насыщенном метаном, может стать только недостаточное количество в атмосфере кислорода, а также вдыхание высоких концентраций метана.
Например, при наличии в воздухе от 25 до 30 процентов этого парафина появляются признаки асфиксии. У человека учащается пульс, увеличивается объем дыхания, нарушается координация мышечных действий.
Важно
При повышении концентрации метана возникает кислородное голодание, одышка, головная боль.
Люди, которые постоянно работают в шахтах, где в воздухе содержатся представители предельных углеводородов, имеют серьезные проблемы с вегетативной нервной системой. Непродолжительное наркотическое действие парафинов аналогично воздействию диэтилового эфира.
Метан считается парниковым газом, превосходящим по силе углекислый. Этан, полученный из первого представителя класса насыщенных углеводородов, востребован в химической промышленности.
В мире произошла этановая революция, россия как всегда ее проспала
Газохимический бизнес эффективен и при кризисе
Среди факторов, оказывающих благоприятное воздействие на развитие газохимических производств газовых компаний, можно назвать экономические, экологические, технологические, организационные.
Важнейшими среди экономических факторов являются: надежность сырьевой базы, емкость рынка газохимической продукции, конкурентоспособность продукции газохимии на мировых и отечественных рынках. Нет ни малейших сомнений в надежности сырьевой базы газохимической промышленности Рф.
По запасам природного газа Россия занимает первое место в мире; ныне эксплуатируемые месторождения (Уренгойское, Ямбургское и др.) относятся к крупнейшим.
В составе запасов газоконденсатных месторождений северных районов Тюменской области – значительный удельный вес этансодержащего газа и газового конденсата.
В мировой практике считается эффективным перерабатывать природный газ с содержанием этана 3% и выше.
В природном газе валанжинских залежей Уренгойского, Ямбургского, Ен-Яхинского месторождений содержание этана превышает 5%.
Ресурсы этана крупнейших месторождений северных районов Тюменской области
Вариант добычи
Объем добычи газа, миллиард куб. м
Содержание этана, %
Содержание этана в смеси, %
Количество этана, млн т
I. Валанжинские залежи Ямбургского месторождения
20,0
5,8
Валанжинские залежи Уренгойского месторождения
12,5
5,48
5,67
2,3
II. Валанжинские залежи Ямбургского месторождения
20,0
5,8
Сеноманские залежи Ямбургского месторождения
12,5
0,2
3,64
1,5
III. Валанжинские залежи Ямбургского месторождения
20,0
5,8
Валанжинские залежи Уренгойского месторождения
9,4
5,48
Сеноманские залежи Ямбургского месторождения
3,4
0,2
5,17
2,1
IV Валанжинские залежи Ямбургского месторождения
20,0
5,8
Валанжинские залежи Уренгойского месторождения
9,4
5,48
Валанжинские залежи Ен-Яхинского месторождения
3,1
5,16
5,65
2,3
Примечание: Для всех вариантов характерно устойчивое содержание этана в газе до 2020 г.
Маркетинговые исследования показали, что такие продукты газохимии, как полиэтилен, окись этилена и этиленгликоли, альфа-олефины имеют хорошие перспективы сбыта как на российском, так и на мировом рынках, а их получение на базе газового сырья по уровню технико-экономических показателей не уступает синтезам из нефтяного сырья. Ряд других продуктов на основе газового сырья, таких как этиловый спирт, винилхлорид, ацетальдегид пока можно не включать в состав потенциальных газохимических комплексов.
Выпуск этилового спирта, винилхлорида в Рф целесообразно увеличить на действующих, сильно недогруженных мощностях. Ацетальдегид перестал быть конкурентоспособным, т.к. разработаны и внедрены в промышленную практику технологические способы, в которых химические продукты дешевле и проще получать не на основе ацетальдегида, а из метанола, методом оксосинтеза и т.п.
К числу конкурентоспособных продуктов относятся также сжиженные газы, получаемые в процессе переработки попутного нефтяного, природного (богатого этаном) газа и газового конденсата.
Совет
Сжиженные газы находят применение как химическое сырье, коммунально-бытовое и автомобильное топливо, для резки и сварки металлов, сушки сельскохозяйственной продукции и т.п. Немаловажной особенностью газохимических производств является их экологичность.
Современные технологии переработки природного газа в химические продукты являются мало- и безотходными, обеспечивают минимальные выбросы.
Без преувеличения можно считать, что экологические преимущества являются наиболее весомым вкладом газохимических производств в будущее. Специфичность технологического фактора состоит в доступности современных химических технологий переработки природного газа.
Лучшая мировая технология получения газохимической продукции может быть доступна любому покупателю в любой стране. Особенностью технологий современных газохимических производств является их энергоэкономичность.
Благодаря рациональному использованию потоков тепла и холода технологических установок газохимического комплекса, они не нуждаются во внешнем энергообеспечении.
Можно даже сказать, что для формирования и функционирования газохимического комплекса нужно всего два основных элемента: наличие природного газа и свободная площадка для размещения технологических установок, объектов производственной и инженерной инфраструктуры.
«Встраивание» в состав газохимических комплексов парогазовых установок позволяет решить проблемы обеспечения электроэнергией, паром, горячей водой не только самого газохимического комплекса, но и близлежащих населенных пунктов, предприятий промышленности, агропромышленного комплекса, объектов городского хозяйства.
К благоприятным организационно-экономическим факторам развития газохимического производства относятся возможность кооперации с действующей инженерной и социальной инфраструктурой в районах его размещения, создание новых рабочих мест.
Развитие газохимических производств является стимулом усиления вертикальной интеграции и диверсификации деятельности газовых компаний с целью улучшения финансовых показателей компании, придания деятельности большей мобильности и адаптивности в случае изменения конъюнктуры на рынке основной продукции (природного газа).
Природный газ. Состав, свойства, опасности
Определение
Природный газ – это полезное ископаемое в газообразном состоянии. Оно используется в очень широких пределах в качестве топлива. Но сам природный газ как таковой не используется как топливо, из него выделяют его составляющие для отдельного использования.
Состав природного газа
До 98% природного газа составляет метан, также в его состав входят гомологи метана – этан, пропан и бутан. Иногда могут присутствовать углекислый газ, сероводород и гелий. Таков состав природного газа.
Физические свойства
Природный газ бесцветен и не имеет запаха (в том случае, если не имеет в своём составе сероводорода), он легче воздуха. Горюч и взрывоопасен.Ниже приведены более подробные свойства компонентов природного газа.
Свойства отдельных составляющих природного газа (рассмотрим подробный состав природного газа)
Метан (CH4) – это бесцветный газ без запаха, легче воздуха. Горюч, но всё же его можно хранить с достаточной лёгкостью.
Этан (C2H6) – бесцветный газ без запаха и цвета, чуть тяжелее воздуха. Также горюч, но не используется как топливо.
Пропан (C3H8) – бесцветный газ без запаха, ядовит. У него имеется полезное свойство: пропан сжижается при небольшом давлении, что позволяет легко отделять его от примесей и транспортировать.
Бутан (C4H10) – по свойствам близок к пропану, но имеет более высокую плотность. Вдвое тяжелее воздуха.
Углекислый газ (CO2) – бесцветный газ без запаха, но с кислым вкусом. В отличие от других компонентов природного газа (за исключением гелия), углекислый газ не горит. Углекислый газ – один из самых малотоксичных газов.
Гелий (He) – бесцветный, очень лёгкий (второй из самых лёгкий газов, после водорода) без цвета и запаха. Крайне инертен, при нормальных условиях не реагирует ни с одним из веществ. Не горит. Не токсичен, но при повышенном давлении может вызывать наркоз, как и другие инертные газы.
Сероводород (H2S) – бесцветный тяжелый газ с запахом тухлых яиц. Очень ядовит, даже при очень маленькой концентрации вызывает паралич обонятельного нерва.
Свойства некоторых других газов, не входящих в состав природного газа, но имеющих применение, близкое к применению природного газа
Этилен (C2H4) – Бесцветный газ с приятным запахом. По свойствам близок к этану, но отличается от него меньшей плотностью и горючестью.
Ацетилен (C2H2) – чрезвычайно горючий и взрывоопасный бесцветный газ. При сильном сжатии способен взрываться. Он не используется в быту из-за очень большого риска пожара или взрыва. Основное применение – в сварочных работах.
Применение
Метан используется как горючее в газовых плитах.
Пропан и бутан – в качестве топлива в некоторых автомобилях. Также сжиженным пропаном заполняют зажигалки.
Этан в качестве горючего используют редко, основное его применение – получение этилена.
Этилен является одним из самых производимых органических веществ в мире. Он является сырьём для получения полиэтилена.
Ацетилен используется для создания очень высокой температуры в металлургии (сверка и резка металлов). Ацетилен очень горюч, поэтому в качестве топлива в автомобилях не используется, да и без этого условия его хранения должны строго соблюдаться.
Сероводород, несмотря на его токсичность, в малых количествах применяется в т.н. сероводородных ваннах. В них используются некоторые антисептические свойства сероводорода.
Обратите внимание
Основным полезным свойством гелия является его очень маленькая плотность (в 7 раз легче воздуха). Гелием заполняют аэростаты и дирижабли. Водород ещё более лёгок, чем гелий, но в то же время горюч. Большую популярность среди детей имеют воздушные шарики, надуваемые гелием.
Токсичность
Углекислый газ. Даже большие количества углекислого газа никак не влияют на здоровье человека. Однако он препятствует поглощению кислорода при содержании в атмосфере от 3% до 10% по объёму. При такой концентрации начинается удушье и даже смерть.
Гелий. Гелий абсолютно нетоксичен при нормальных условиях из-за его инертности. Но при повышенном давлении возникает начальная стадия наркоза, похожая на воздействие веселящего газа*.
Сероводород. Токсичные свойства этого газа велики. При длительном воздействии на обоняние возникает головокружение, рвота. Также парализуется обонятельный нерв, поэтому возникает иллюзия отсутствия сероводорода, а на самом деле организм его уже просто не ощущает. Отравление сероводородом наступает при концентрации 0,2–0,3 мг/м3, концентрация выше 1 мг/м3 — смертельна.
Процесс горения
Все углеводороды при полном окислении (избыток кислорода) выделяют углекислый газ и воду. Например:CH4 + 3O2 = CO2 + 2H2OПри неполном (недостаток кислорода) – угарный газ и воду:2CH4 + 6O2 = 2CO + 4H2OПри ещё меньшем количестве кислорода выделяется мелкодисперсный углерод (сажа):CH4 + O2 = C + 2H2O.
Метан горит голубым пламенем, этан – почти бесцветным, как спирт, пропан и бутан – жёлтым, этилен – светящимся, угарный газ – светло-голубым. Ацетилен – желтоватым, сильно коптит. Если у Вас дома стоит газовая плита и вместо обычного голубого пламени вы видите жёлтое – знайте, это метан разбавляют пропаном.
Примечания
Гелий, в отличие от любого другого газа, не существует в твёрдом состоянии.
Веселящий газ
Углеводороды предельные и непредельные: метан, этан, этилен, ацетилен – HIMI4KA
ОГЭ 2018 по химии › Подготовка к ОГЭ 2018
Органическая химия — это химия углеводородов и их производных.
Основные положения теории строения органических соединений:
Ниже приводятся основные термины, используемые в органической химии.
Изомерией называют явление существования органических соединений с одинаковым качественным и количественным составом, но с различными свойствами.
Изомерами называют химические соединения, имеющие одинаковый качественный и количественный состав, но разное химическое строение и разные свойства.
Структурной называют изомерию, вызванную наличием химических соединений с одинаковым составом, но с различным порядком связи структурных элементов. Различают изомерию углеродного скелета, изомерию положения заместителя или кратной связи.
Геометрическая, или цис-транс-изомерия, — явление существования веществ с различным расположением заместителей относительно двойной связи.
Геометрическая изомерия возможна как у соединений с двойной связью, так и у алициклических соединений.
Если одинаковые группы атомов располагаются по разные стороны от плоскости π-связи, то такие соединения называют транс-изомерами, если одинаковые группы атомов располагаются по одну сторону от плоскости -связи, то такие соединения называют цис-изомерами.
Вещества, обладающие сходным химическим строением и химическими свойствами, но отличающиеся между собой на одну или несколько CH2-групп, называют гомологами. Гомологи образуют гомологичные ряды. Свой гомологичный ряд существует для каждого класса органических соединений.
Химическую связь, максимальная электронная плотность которой находится на линии связывания ядер, называют σ-связью. Химическую связь, максимальная электронная плотность которой находится вне линии связывания ядер, называют π-связью.
В молекулах органических веществ атом углерода всегда находится в одном из трёх гибридных состояний с различными типами гибридизации:
sp3-гибридизация. При этой гибридизации происходит смешение одной 2s- и трёх 2p-орбиталей, в результате чего образуются четыре одинаковые sp3-гибридные орбитали. Валентный угол 109° 28′. Атом углерода, находящийся в состоянии sp3, связан с четырьмя другими атомами простыми (одинарными) связями. Все эти связи являются σ-связями.
sp2-гибридизация. При этой гибридизации происходит смешение одной 2s- и двух 2p-орбиталей, в результате чего образуются три одинаковые sp2-гибридные орбитали. Валентный угол 120°. Атом углерода, находящийся в состоянии sp2, связан с каким-либо другим атомом двойной связью, например: >C=CC=O; >C=N–. Одна из двойных связей является σ-связью, другая — π-связью.
sp-гибридизация. При этой гибридизации происходит смешение одной 2s- и одной 2p-орбитали, в результате чего образуются две одинаковые sp-гибридные орбитали. Валентный угол 180°. Атом углерода, находящийся в состоянии sp, связан с каким-либо другим атомом тройной связью, например: –C≡C–; –C≡N. Одна из тройных связей является σ-связью, две другие — π-связями.
Углеводородами называют органические вещества, состоящие только из углерода и водорода. По составу их классифицируют на насыщенные и ненасыщенные, по строению — на алифатические, циклические и ароматические.
Алканами называют предельные алифатические углеводороды, отвечающие общей формуле CnH2n+2, в молекулах которых атомы углерода связаны между собой простой (одинарной) σ-связью.
Родоначальником класса предельных углеводородов является метан, CH4. Он представляет собой газ без цвета и запаха, очень мало растворим в воде. Его температура кипения равна –162 °С, а температура плавления — –182 °С. Метан широко распространён в природе. Он образуется в результате разложения без доступа воздуха остатков животных и растительных организмов.
Важно
Метан — основной компонент природного газа, кроме того, его получают в качестве попутного газа при нефтедобыче.
Метан, как и другие представители предельных углеводородов, достаточно устойчивы химически. Они не взаимодействуют ни со щелочами, ни с кислотами (за исключением азотной), не реагируют с активными металлами.
Для метана прежде всего характерны реакции замещения, которые протекают по радикальному механизму. Этот механизм химической реакции подробнее изучают в курсе органической химии.
Взаимодействие метана с хлором протекает на свету или при температуре 300 °С. Иногда этот процесс может сопровождаться взрывом. При этом происходит последовательное замещение атомов водорода на хлор. В зависимости от соотношения в качестве основного продукта реакции могут образовываться различные хлорпроизводные:
При сгорании метана в кислороде или на воздухе выделяется углекислый газ, вода и значительное количество тепла:
Именно поэтому его используют в качестве дешёвого топлива.
Термическое разложение метана протекает по различным направления в зависимости от температуры:
При температуре около 800 °С в присутствии никелевого катализатора метан вступает во взаимодействие с водяными парами с образованием так называемого синтез-газа:
В дальнейшем из синтез-газа получают многочисленные продукты органического синтеза.
Этан — ближайший гомолог метана. Его брутто-формула C2H6, структурная формула H3C–CH3. Он представляет собой газ без цвета и запаха, очень мало растворим в воде. Его температура кипения равна –89 °С, а температура плавления –183 °С. Этан широко распространен в природе. В составе попутного газа встречается до 10—15% этана.
Так же, как и метан, этан вступает в реакции замещения:
На воздухе этан горит слабо светящимся пламенем:
Реакция дегидрирования, т. е. отщепление водорода, приводит к этилену:
Этан используют как исходное сырье для получения этилена, каучуков и т. д.
Этилен, брутто-формула C2H4, структурная формула H2C=CH2, представляет собой бесцветный газ, малорастворимый в воде. Его температура кипения равна –103,7 °С, а температура плавления –169,1 °С.
Совет
Этилен в промышленности получают из этана или метана. Эти реакции были описаны выше. В лабораторной практике этилен получают с помощью реакции дегидратации (отщепления воды) от этилового спирта.
Одновременно катализатором этого процесса и водоотнимающим средством является концентрированная серная кислота:
Для этилена характерны реакции присоединения. Он легко обесцвечивает раствор брома в воде или четырёххлористом углероде, присоединяет водород (реакция гидрирования), бромоводород (реакция гидробромирования) и воду (реакция гидратации):
Этилен широко применяют для синтеза различных органических веществ: этилового спирта, стирола, галогенпроизводных, полиэтилена, окиси этилена и т. д.
Ацетилен (этин), брутто-формула C2H2, структурная формула HC=CH, представляет собой бесцветный газ, немного растворимый в воде. Его температура кипения равна –83,8 °С.
Ацетилен в промышленности получают из метана (реакция описана выше) или этана. В лабораторной практике ацетилен получают с помощью реакции карбида кальция с водой или кислотами:
Для ацетилена прежде всего характерны реакции присоединения.
В присутствии катализаторов он легко присоединяет водород, образуя вначале этилен, а потом этан:
Ацетилен обесцвечивает раствор брома в воде или четырёххлористом углероде. При этом происходит последовательное присоединение брома по кратным связям:
Присоединение хлороводорода вначале приведет к образованию хлористого винила, а затем 1,1-дихлорэтана:
Обратите внимание
Ацетилен реагирует с водой с образованием уксусного альдегида (реакция Кучерова). Катализатором в данном процессе выступают соли ртути.
При сгорании ацетилена в кислороде развивается очень высокая температура, поэтому ацетилен-кислородное пламя используют для сварки и резки металлов:
Ацетилен имеет огромное значение как исходное вещество в органическом синтезе. Из ацетилена получают уксусный альдегид, который далее перерабатывают в уксусную кислоту и её различные эфиры; винилацетилен, перерабатываемый в хлоропрен и хлоропреновые каучуки; хлорвинил и поливинилхлорид; дихлорэтан, глицерин, винилацетат, поливинилацетатный клей.
Тренировочные задания
1. Для метана верны следующие утверждения:
1) его молекула образована атомом углерода в sp-гибридном состоянии 2) это низкокипящая жидкость, хорошо растворимая в воде 3) это низкокипящий газ, плохо растворимый в воде 4) является основным компонентом природного газа
5) легко реагирует с разбавленной серной кислотой
2. Для метана верны следующие утверждения:
1) его молекула образована атомом углерода в состоянии sp2-гибридизации 2) метан реагирует с парами разбавленной азотной кислоты 3) метан обладает характерным неприятным запахом 4) сгорает на воздухе с образованием угарного газа и воды
5) сгорает на воздухе с образованием углекислого газа и воды.
3. Для этана верны следующие утверждения:
1) это бесцветный газ, немного легче воздуха 2) это бесцветный газ, немного тяжелее воздуха 3) при его взаимодействии с водой образуется этиловый спирт 4) при его дегидрировании образуется этилен
5) все атомы углерода в нём — третичные
4. Для этана верны следующие утверждения:
1) оба атома углерода в его молекуле являются первичными 2) не реагирует с гидроксидом натрия 3) реагирует с серной кислотой 4) реагирует с метаном
5) обладает резким неприятным запахом
5. Для этилена верны следующие утверждения:
1) оба атома углерода в его молекуле находятся в состоянии sp2-гибридизации 2) плотность паров этилена равна плотности паров азота 3) не реагирует с водой 4) не сгорает в кислороде
5) не присоединяет хлор
6. Для этилена верны следующие утверждения:
1) при нормальных условиях это легкокипящая жидкость, хорошо растворимая в воде 2) оба атома углерода в его молекуле находятся в состоянии sp3-гибридизации 3) взаимодействует с водой с образованием уксусной кислоты 4) взаимодействует с бромной водой с образованием 1,2-дибромэтана
5) взаимодействует с водой с образованием этилового спирта
7. Для ацетилена верны следующие утверждения:
1) при нормальных условиях это газ, пары которого легче воздуха 2) при нормальных условиях это газ, пары которого тяжелее воздуха 3) не реагирует с бромом 4) реагирует с водой с образованием этанола
5) реагирует с водой с образованием уксусного альдегида
8. Для ацетилена верны следующие утверждения:
Важно
1) атомы углерода в его молекуле находятся в состоянии sp2-гибридизации и соединены двойной связью 2) атомы углерода в его молекуле соединены тройной связью и находятся в состоянии sp-гибридизации 3) при его сгорании в кислороде образуется угарный газ и вода 4) при его сгорании в кислороде образуется углекислый газ и вода
5) реагирует с азотом
Ответы
Этан | Этан ВЧ, этан ОСЧ, этан высокой чистоты, этан чистый
Чистота
Другие CnHm
Этан 2.5
≥99.5%
≤5.000
Этан 3.5
≥99.95%
≤450
Кодировка вещества
74-84-0200-814-8
10351961
Тип баллонов
1-10 литров
11-20 литров
40-50 литров
Алюминиевые
Моноблоки
Другая тара
Характеристика
Бесцветный газ, без запаха и вкуса. Обладает слабым наркотическим и галлюциногенным действием (ослаблено за счет низкой растворимости в жидкостях организма).
Класс опасности
Международная маркировка в соответствии с СГС (GHS)
Сигнальное слово: ОСТОРОЖНО
H-фразы:Сжатый газ → H280 – Содержит газ под давлением; при нагревании может произойти взрыв. Сжиженный газ → H281 – Содержит охлаждённый газ; может вызывать криогенные ожоги или увечья; H220 – Легко воспламеняющийся газ.
ADR Класс: 22F3F
Получение
В промышленности этан получают из нефтяных и природных газов, где он составляет до 10 % объёма. В месторождениях России содержание этана в нефтяных газах очень низкое.
Поэтому основной объем производится на месторождениях США и Канады, где его содержание в нефтяных и природных газах высоко.
Так же этан получают некоторыми химическими способами: из иодметана по реакции Вюрца, из ацетата натрия электролизом по реакции Кольбе, сплавлением пропионата натрия с щелочью, из этилбромида по реакции Гриньяра, гидрированием этилена (над Pd) или ацетилена (в присутствии никеля Ренея).
Применение
- Основное использование этана в промышленности — получение этилена;
- Этан используется в химической промышленности для производства этанола, эпоксиэтана, гликоля, ацетальдегида, стирола, полиэтилена.
Физические свойства
Молекулярная масса
30.07
Точка кипения
при 1.013 бар [°C]
–88.6
при 14.5 psi [°F]
–127.46
Плотность газа
при 1.013 бар, 15°C [кг/м³]
1.283
при 1 атм., 70 °F [lb/ft³]
0.078
Давление жидкости
при 0 °C [бар]
23.87
при 32 °F [psi]
346.2
при 20 °C [бар]
37.69
при 70 °F [psi]
559.92
Диапазон КПРП [%]
2.4 — 14.3
Формула Этана структурная химическая
Структурная формула
Истинная, эмпирическая, или брутто-формула: C2H6
СимволЭлементАтомный весЧисло атомовПроцент массы
C
Углерод
12,011
2
79,9%
H
Водород
1,008
6
20,1%
Молекулярная масса: 30,07
Этан (лат. Ethanum), C2H6 — органическое соединение, второй член гомологического ряда алканов. В природе содержится в составе природного газа, нефти и других углеводородах. По сравнению с метаном и пропаном более пожаро- и взрывоопасен. Малотоксичен. Обладает наркотическим действием, которое ослабляется ничтожной растворимостью в воде и крови. Класс опасности — четвёртый.
Свойства
Физические свойства
Этан при н. у. — бесцветный газ, без запаха и вкуса. Молярная масса — 30,07. Температура плавления −182,81 °C, кипения −88,63 °C. Плотность ρгаз.=0,001342 г/см³ или 1,342 кг/м³ (н. у.), ρжидк.=0,561 г/см³ (T=-100 °C). Давление паров при 0 °С — 2,379 МПа. Нерастворим в воде.
Химические свойства
Химическая формула C2H6 (рациональная СН3СН3). Наиболее характерны реакции замещения водорода галогенами, проходящие по свободно радикальному механизму.
Термическое дегидрирование этана при 550—650 °С приводит к этилену, при температурах свыше 800 °С — к ацетилену (образуются также бензол и сажа).
Прямое хлорирование при 300—450 °С — к этилхлориду, нитрование в газовой фазе дает смесь (3:1) нитроэтана и нитрометана.
Физиологическое действие
Обладает слабым наркотическим и галлюциногенным действием (ослаблено за счет низкой растворимости в жидкостях организма).
Получение
В промышленности
В промышленности получают из нефтяных и природных газов, где он составляет до 10 % по объёму. В России содержание этана в нефтяных газах очень низкое. В США и Канаде (где его содержание в нефтяных и природных газах высоко) служит основным сырьём для получения этилена.
В лабораторных условиях
Получают из иодметана по реакции Вюрца, из ацетата натрия электролизом по реакции Кольбе, сплавлением пропионата натрия с щелочью, из этилбромида по реакции Гриньяра, гидрированием этилена (над Pd) или ацетилена (в присутствии никеля Ренея).
Применение
Основное использование этана в промышленности — получение этилена.
Интересные факты
Совет
Предположительно, на поверхности Титана (спутник Сатурна) в условиях низких температур (−180 °C) существуют целые озёра и реки из жидкой метано-этановой смеси.