ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гидрогенизация органических соединений из "Высокие и сверхвысокие давления в химии" Процессы гидрогенизации, о которых мы уже упоминали выше, и особенно процессы гидрогенизации под давлением, играют большую роль в органической химии. Большая заслуга в этой области принадлежит крупному русскому химику В. Н. Ипатьеву Особенно широко гидрогенизация под давлением применяется в нефтехимии. Приведем следующий пример. Для получения бензина из высококипящих составных частей нефти — газойля, солярового масла, мазута и др.— последние подвергают крекингу, т. е. расщеплению при температурах 450—500°. При крекинге молекулы высококипящих нефтяных углеводородов разлагаются на более простые молекулы. Так получается крекинг-бензин. [c.13] Интересно отметить, что образование угля и нефти в природе тоже представляет собой процесс, протекающий под влиянием повышенного давления. Впервые это объяснение происхождения горючих ископаемых было дане в 1763 г. М. В. Ломоносовым, который указывал на то, что каменный уголь образовался путем обугливания торфа под влиянием влаги, давления вышележащих слоев и повышенной температуры. Аналогичные взгляды высказывал Ломоносов и по вопросу о происхождении нефти из растительных остатков. В настоящее время такой точки зрения придерживаются многие ученые. [c.14] Каменный уголь состоит из продуктов глубокого разложения растительных остатков, образовавшихся при отмирании деревьев и кустарников. При этом разложении происходит постепенное обуглероживание ( углефика-ция ) органического материала. Чем выше степень угле-фикации, т. е. чем больше углерода в угле, тем труднее его превратить в жидкое топливо путем деструктивной гидрогенизации. Так, например, антрациты, содержащие свыше 92% углерода, вовсе не дают жидких продуктов при присоединении водорода. [c.14] Максимальное обуглероживание приводит к образованию графита, т. е. чистого углерода, который уже не является горючим ископаемым. Графит способен присоединять водород, но при этом образуется только газ (метан), а не жидкие углеводороды. Легче всего ожижаются бурые угли (содержащие всего 55—78% углерода). [c.14] Насыщенные циклические соединения более способны к расщеплению, чем ароматические. Поэтому присоединение водорода к высокомолекулярным ароматическим соединениям, первоначально образующимся при ожижении углей, приводит к получению более легких продуктов, входящих в состав масел и бензина. [c.15] В качестве примера, иллюстрирующего протекание деструктивной гидрогенизации ароматических соединений, рассмотрим превращения, которые в этих условиях претерпевает известное каждому вещество — нафталин (входящий в состав каменноугольной смолы и добываемый из нее). [c.15] Приведенный пример является наиболее простым. В действительности при деструктивной гидрогенизации углей происходят аналогичные превращения соединений, содержащих десятки бензольных ядер. Часть этих ядер соединена друг с другом так, как в нафталине, а часть — через атомы азота, серы и кислорода. Кроме перечисленных, в углях содержатся и еще некоторые другие элементы. [c.16] Измельченный уголь, смешанный с продуктами его ожижения (так называемым тяжелым маслом) и с катализатором, поднимается по колонне снизу вверх в виде нагретой пасты и реагирует с водородом, накачиваемым в колонну мощными компрессорами высокого давления. В этих условиях происходит растворение угля в тяжелом масле, присоединение водорода к ароматическим высокомолекулярным соединениям и расщепление последних с образованием более легких веществ. [c.17] Продукты первой (жидкофазной) стадии деструктивной гидрогенизации подвергают перегонке, в результате которой выделяют из них так называемую широкую фракцию (с температурой кипения 300—320°). Эта фракция служит исходным материалом для последующих стадий процесса — гидрогенизации в паровой фазе, приводящей к образованию бензинов и некоторых ценных химических продуктов. В этих стадиях катализаторами служат сернистые соединения молибдена или вольфрама (иногда с сернистым никелем) давление составляет обычно около 300 ат, температура 360—460°. [c.17] Процессы гидрогенизации углей, смол и нефтей в химическом отношении сходны, но при гидрировании жидких веществ необходимость в стадии растворения отпадает. [c.17] Лозовым, Д. И. Орочко, М. К. Дьяковой, С. 3. Левиным и др.). [c.17] В 1953 г. Б. А. Казанский, М. Г. Гоникберг и А. В. Лозовой с сотрудниками впервые провели исследование гидрогенизации каменного угля при давлении водорода до 1500—1700 ат и нашли, что в этих условиях скорость и глубина процесса значительно возрастают. [c.17] На начальной стадии своего развития деструктивная гидрогенизация углей преследовала цель получения только жидкого горючего. В настоящее время важной задачей, определяющей условия проведения этого процесса, является также получение ценных химических продуктов. [c.17] Вернуться к основной статье