В качестве исходного сырья нефтехимического синтеза важнейшими являются метан, Ethan, 丙烷, бутан и пентан. Парафиновые углеводороды с 6-10 атомами углерода применяют в качестве растворителей. Углеводороды с 10-20 атомами углерода используют в производстве моющих средств, смазочных масел, эмульгаторов для синтетического каучука и др. Чрезвычайно ценным сырьём для химической промышленности являются парафины с 18-44 атомами углерода. 表. 19.1 приведены основные направления промышленной переработки алканов. Из них важнейшим является производство олефинового сырья методами пиролиза и дегидрогенизации. Основными методами получения из алканов различных продуктов являются окисление, хлорирование и фторирование, 化肥产, сульфохлорирование, реакции с серой и аммиаком.

氧化. Окисление низкомолекулярных углеводородов – один из перспективных путей получения спиртов, альдегидов, кетонов, 酸. Некаталитическим окислением пропана и бутана воздухом или кислородом при 425 ^关于С и давлении 0,7 МПа получают метиловый, пропиловый и бутиловый

表 19.1

基本化学品的产品, получаемые из алканов

碳氢化合物	处理	Важнейшие продукты и их производные
Метан CH4	Крекинг. Термоокислительный крекинг. 氧化. Хлорирование и фторирование	Ацетилен; 氢; синтез-газ; 氨水; ацетальдегид; менол → формальдегид; этанол и другие спирты; хлорвинил; хлоропрен; дихлорметан; хлорметан; хлороформ → тетрафтор- 乙烯 → 聚四氟乙烯; четыреххлористый углерод → фреоны; 碳disulfide; дихлордифторметан; метилцеллюлоза; 烟灰
Этан С2H6	Пиролиз, 化肥产, 氯化消毒	Этилен; 乙炔; хлористый этил; нитрометан; ниороэтан; 二氯乙烷; синтез-газ
Пропан C3H8	Пиролиз, 氧化, 化肥产, dehydrogenation	Этилен; 丙烯; 乙炔; ацетальдегид; формальдегид; нитрометан; нитроэтан; нитропропан; 1,3-дихлорпропан; нитроспирты; уксусная кислота
n-Бутан C4H10	Пиролиз, 氧化, дегидрогенизация, a）异构化, взаимодействие с серой и H2S	Этилен; 丙烯; 丁烯; изобутан; изобутилен; бутадиен; ацетальдегид; бутиловый спирт; уксусная кислота; 丙酮
Пентан C5H12	Хлорирование, 化肥产, a）异构化, пиролиз	Хлористый амин → амиловые спирты; амилфенолы; амилнафталин; амиламин; нитрометан; нитроалканы; изопентан→изопрен; 乙烯; 丙烯; 丁烯
Изопентан C5H12	Dehydrogenation, пиролиз, 氯化消毒	Изоамилен→ изопрен → 橡胶; 乙烯; 丙烯; хлористый изоалин
Высшие парафины (与18-与44)	Крекинг, 氧化, 氯化消毒, sulfonation, 化肥产	Синтетические масла; олефины; 酒精; высшие жирные кислоты; пластификаторы; нитропарафины; хлорпарафины, а из них: пластификатор для поливинилхлорида; хлорвакс для огнестойких материалов, синтетические смазочные масла

酒精, формальдегид, ацетальдегид, 丙酮, метилэтиленкетон, оксиды пропилена, бутилена и другие продукты. Большое развитие получило производство жирных кислот (与₆-与₂₀), из которых получают моющие средства, эмульгаторы, синтетические жиры. Окислением парафинов при 95-170 ^关于С и 1-2 МПа получают продукты, используемые для изготовления веществ для пропитки тканей, антикоррозионной защиты, смягчителей и пр. Неполное сгорание парафиновых углеводородов, содержащихся в газе, или их термическое расщепление используются для получения сажи.

Хлорирование и фторирование. Парафиновые углеводороды можно хлорировать фотохимическим, каталитическим и термическим способами.

В промышленности хлорпроизводные метана получают в 2 阶段: газообразным хлорированием метана получают преимущественно хлорметан и дихлорметан; затем жидкофазным фотохимическим хлорированием дихлорметана получают хлороформ и четыреххлористый углерод. Хлорирование проводят при 400-450 ^关于与, выход хлорпроизводных по метану 85-90 %. Высокомолекулярные парафиновые углеводороды хлорируют при 100 ^关于与.

Прямое фторирование парафиновых углеводородов протекает очень бурно и сопровождается воспламенением. Для введения фтора в молекулу углеводорода пары парафинового углеводорода, разбавленные азотом, пропускают над катализатором (CoF₃) 的时候 200-300 ^关于与.

Перфторпарафины получают при действии на высокохлорированные углеводороды фтористым водородом в присутствии SbF₃. Полученный высокофторированный углеводород обрабатывается затем CoF₃ до образования перфторида. Фторированные углеводороды очень устойчивы против действия HNO₃, H₂所以₄, олеума, нитрующей смеси и т.п. активных химических реагентов. Они совершенно не горючи и устойчивы вплоть до 500 ^关于与.

Пиролизом дихлорметана получают тетрафторэтилен, при полимеризации которого образуется очень стойкое вещество – тефлон.

Нитрование. В промышленности для нитрования используют, 主要是, 丙烷. Нитрование проводят в газовой фазе при давлении 0,7 МПа и 430-450 ^关于С в потоке тонко распыленной азотной кислоты.

CH₃不是的₂

C₃H₈+HNO₃ C₂H₅不是的₂

C₃H₇不是的₂

Из нитропарафинов можно вырабатывать нитроолефины, алифатические амины и др.

Сульфохлорирование. При действии SO₂ и Cl₂ на парафиновые углеводороды образуются алифатические сульфохлориды:

RH + 所以₂ + CI₂→RSO₂CI + HCl.

Лучше всего реагируют нормальные парафины. Щелочным омылением сульфохлориды переходят в сульфонаты RSO₂哦. Действием на сульфохлориды аммиака получают алифатические сульфамиды RSO₂瓦₂. Продукты превращения С₁₂-与₁₆ с фенолятом натрия используются как пластификаторы поливинилхлорида. При взаимодействии высокомолекулярных алифатических сульфамидов с хлорированными жирными кислотами в присутствии щелочей образуются алкилсульфамидокарбоновые кислоты RSO₂NHR^¢-COOH (эмульгаторы минеральных масел).

Реакции с серой и аммиаком.При взаимодействии бутана и бутенов с SO₂ над катализатором (MoO₂-Al₂O₃ или Cr₂O₃-Al₂O₃) 的时候 500-595 ^关于С получают тиофен. При нагревании природного газа с серой и сероводородом в присутствии Cr₂O₃, MnO₂ или V₂O₅ 的时候 700 ^关于С образуется сероуглерод. При сжигании природного газа с воздухом в присутствии аммиака при 1000 ^关于С над катализатором образуется синильная кислота.

Большое значение приобрели синтезы на основе смеси CO и H₂, так называемого синтеза-газа, являющегося источником получения большого числа продуктов. Природный газ, содержащий в основном метан, может быть переработан в синтез-газ:

1) конверсией с водяным паром, углекислым газом и их смесью: CH₄ + H₂O→同 + 3H₂;

2) окислительной конверсией при помощи кислорода или воздуха: CH₄ +1/2O₂→同 + 2H₂;

3) смешанной парокислородной конверсией.

Образующийся водород, а также водород из газов каталитического риформинга нефтепродуктов может быть использован для синтеза аммиака, а оксид углерода после тонкой очистки от CO₂ – для различных органических синтезов.