4.12: Використання та джерела алканів

Last updated
Save as PDF

Page ID: 23546

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Мета навчання

опишіть використання та джерела алканів

Виникнення

Найважливішими джерелами алканів є нафта і природний газ. Нафта являє собою суміш рідких алканів і інших вуглеводнів. Вищі алкани (які є твердими) виникають у вигляді залишків від перегонки нафти («дьогтю»). Одне з найбільших природних родовищ твердих алканів знаходиться в асфальтованому озері, відомому як Пітч-озеро в Тринідаді і Тобаго. Природний газ містить переважно метан (70-90%) з деякою кількістю етану, пропану та бутану; деякі джерела газу забезпечують до 8% CO ₂. Сліди метану (близько 0,00017% або 1,7 проміле) відбуваються в атмосфері Землі, вміст в океанах мізерно малий через низьку розчинність метану у воді. ⁽¹⁾

Використання алканів

Алкани є важливою сировиною хімічної промисловості та основною складовою бензину та мастильних масел. Природний газ в основному містить метан і етан і використовується для опалення та приготування їжі, а також для енергетичних підприємств (газових турбін). Для транспортування природний газ може бути зріджений, застосовуючи тиск і охолоджуючи його (СПГ = рідкий природний газ). Султанат Оман, наприклад, експортує більшу частину свого природного газу як СПГ - див. Завод СПГ в Кальхат, який був розроблений для зрідження 6,6 млн тонн природного газу на рік. Сира нафта розділяється на її складові шляхом фракційної дистиляції на нафтопереробних заводах. Різні «фракції» сирої нафти мають різну температуру кипіння і складаються здебільшого з алканів подібної довжини ланцюга (чим вище температура кипіння, тим більше атомів вуглецю містять компоненти тієї чи іншої фракції) - докладніше про точки кипіння дивіться в списку алканів. ).

У наступній таблиці наведено короткий огляд різних фракцій сирої нафти:

С _3.9 С ₄	Пропан і бутан можуть зріджуватися при досить низьких тисках, і використовуються, наприклад, в газовому пальнику пропану, або як пропелленти в аерозольних розпилювачах. Бутан в використовується в запальничках (де тиск при кімнатній температурі близько 2 бар).
C _5.0 С ₈	Алкани від пентану до октану - це високолетючі рідини та хороші розчинники для неполярних речовин. Вони використовуються в якості палива в двигунів внутрішнього згоряння.
С _9.1 С ₁₆	Алкани від нонан до гексадекану - це рідини більш високої в'язкості, які використовуються в дизельному і авіаційному паливі (гас). Більш високі температури плавлення цих алканів можуть викликати проблеми при низьких температурах і в полярних регіонах, де паливо стає занадто в'язким.
С _1.7.1 С ₃₅	Алкани з 17 до 35 атомами вуглецю утворюють основні компоненти мастила. Вони також виступають як антикорозійні засоби, так як їх гідрофобна природа захищає металеву поверхню від контакту з водою. Тверді алкани також знаходять застосування в якості парафіну в свічках ⁽²⁾.
> С ₃₅	Алкани з довжиною ланцюга вище 35 атомів вуглецю зустрічаються в бітумі (так як він використовується в дорожньому покритті). Ці вищі алкани мають невелику хімічну та комерційну цінність і зазвичай розщеплюються на нижчі алкани шляхом розтріскування.

Примітки:


⁽¹⁾	Метан може спільно кристалізуватися з водою при високих тисках і низьких температурах, утворюючи твердий гідрат метану. Енергетичний вміст відомих підводних метаногідратних родовищ перевищує вміст усіх відомих родовищ природного газу та нафти разом узятих.
⁽²⁾	Парафіновий віск не слід змішувати з істинним тваринним або рослинним воском, які складаються з ефірів різних карбонових кислот і спиртів.