 |
Глава 1. Общие сведения о бензоле
|
|
|
|
ВВЕДЕНИЕ
Основная масса легковых, часть грузовых автомобилей, оснащены двигателями, работающими на бензине. Загрязнение окружающей среды, связанное с применением бензинов, происходит на этапах транспортирования, заправки, хранения и др.(испарение, утечки.). Однако основным источником загрязнения являются отработавшие газы. В их составе содержится более 300 соединений, наносящих вред окружающей среде и здоровью человека.
Снижение токсичности автомобильных выбросов достигается двумя основными путями:
· совершенствованием конструкции автомобилей - путем оптимизации сгорания топлива и установкой нейтрализаторов выхлопных газов
· применением автомобильных топлив с улучшенными экологическими свойствами.
Таким образом, разработка и освоение производства автомобильных бензинов, удовлетворяющих современным экологическим требованиям, является одной из основных задач отечественной нефтепереработки.
Одним из направлений улучшения экологических показателей автомобильных бензинов является снижение содержания в них ароматических углеводородов, и, в частности, бензола. Проблема снижения содержания бензола в бензинах особенно остро стоит перед отечественной нефтепереработкой.
Бензол является ароматическим углеводородом хорошо изучаемым сегодня химиками. Ароматические углеводороды — это органические вещества, характеризующиеся присутствием в их молекуле бензольного кольца — циклической группировки из шести атомов углерода с тремя двойными связями. Бензольные ароматические углеводороды — преимущественно жидкости, частью твердые тела с характерным ароматическим запахом. Многоядерные ароматические углеводороды содержатся в продуктах естественного происхождения (нефть, нефтяные битумы и др.), а также образуются при процессах термической переработки органического сырья (сухая перегонка, крекингование, коксование и полукоксование).
|
|
|
Бензол нефтяной - химическое органическое соединение, бесцветная, прозрачная, легкоподвижная, горючая жидкость с характерным, приятным сладковатым запахом, без примесей воды. Производят его путем экстракции и ректификации продуктов каталитического риформинга. Основная цель переработки сырого бензола – выделение важнейших ароматических соединений, возможно более чистом виде, с наименьшими потерями и получение наряду с этих полезных для народного хозяйства., продуктов и ароматических примесей. Выделение чистых продуктов из сырого бензола осуществляется методом ректификации.
Глава 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О БЕНЗОЛЕ
Впервые бензол описал немецкий химик Иоганн Глаубер, который получил это соединение в 1649 году в результате перегонки каменноугольной смолы. Но ни названия вещество не получило, ни состав его не был известен. В дальнейшем веществом интересовались такие ученые как Майкл Фарадей. В 1833 году немецкий физик и химик Эйльгард Мичерлих получил бензол при сухой перегонке кальциевой соли бензойной кислоты (именно от этого и произошло название бензол). В современное время свойствами вещества интересовался Лайнус Полинг. К ХХ столетию ученые начали использовать бензол как компонент топлива (высокое октановое число), в производстве взрывчатых веществ. Постоянно возрастающие потребности нефтехимической промышленности в бензоле привели к появлению новых, усовершенствованных процессов его производства.
Сегодня, бензол это ароматический углеводород, который входит в состав бензина, широко применяется в промышленности, является исходным сырьём для производства лекарств, различных пластмасс, синтетической резины, красителей. Бензол – один из наиболее распространенных химических продуктов и самое распространенное ароматическое соединение. В физическом весе пластмасс около 30%, в каучуках и резинах – 66%, в синтетических волокнах – до 80% приходится на ароматические углеводороды, родоначальником которых является бензол.
|
|
|
Бензол входит в состав сырой нефти, но в промышленных масштабах по большей части синтезируется из других её компонентов.
Химические свойства бензола изучены достаточно подробно. Характерным свойством ароматических соединений является устойчивость к действию окислителей и к действию реагентов, способных присоединяться по двойным связям. С кислородом реагирует при температурах 350-450°C. Гидрирование бензола также протекает в жестких условиях. Он гидрируется до циклогексана при 120-200°C
Химические свойства:
· Взаимодействие с хлором и бромом в присутствии катализатора с образованием хлорбензола (реакция электрофильного замещения):{\displaystyle {\mathsf {C_{6}H_{6}+Cl_{2}{\xrightarrow[{}]{FeCl_{3}}}C_{6}H_{5}Cl+HCl}}}
· В отсутствие катализатора при нагревании или освещении идёт радикальная реакция присоединения с образованием смеси изомеров гексахлорциклогексана{\displaystyle {\mathsf {C_{6}H_{6}+3Cl_{2}{\xrightarrow[{}]{T,h\nu }}C_{6}H_{6}Cl_{6}}}}
· Взаимодействие с галогенопроизводными алканов с образованием алкилбензолов:{\displaystyle {\mathsf {C_{6}H_{6}+C_{2}H_{5}Br{\xrightarrow[{}]{FeBr_{3}}}C_{6}H_{5}C_{2}H_{5}+HBr}}}
· Реакции сульфирования и нитрования (электрофильное замещение):
· {\displaystyle {\mathsf {C_{6}H_{6}+HNO_{3}{\xrightarrow[{}]{H_{2}SO_{4}}}C_{6}H_{5}NO_{2}+H_{2}O}}}Горение бензола
Физические свойства:
· Бесцветная жидкость со своеобразным резким запахом
· Температура плавления = 5,5 °C
· Температура кипения = 80,1 °C
· Плотность = 0,879 г/см³
· Молярная масса = 78,11 г/моль
· Горит сильно коптящим пламенем
· С воздухом образует взрывоопасные смеси
· Хорошо смешивается с эфиром, бензином и другими органическими растворителями
· С водой образует азеотропную смесь с температурой кипения 69,25 °C (91 % бензола). Растворимость в воде 1,79 г/л (при 25 °C)
{\displaystyle {\mathsf {2C_{6}H_{6}+15O_{2}\rightarrow 12CO_{2}+6H_{2}O}}}
Действие бензола на живые организмы обладает свойством кумулятивности, иными словами, многократное воздействие малыми дозами суммируется. Вдыхание паров бензола в осложненных случаях способно привести к смертельному исходу.
|
|
|
Применение бензола:
· Бензол алкилируют этиленом для получения этилбензола, диэтилбензолов. Этилбензол в дальнейшем преимущественно используется для получения стирола.
· Путем гидрирования бензола синтезируют циклогексан, который необходим для промышленного синтеза капролактама.
· Из бензола производят кумол (изопропилбензол), используемый в производстве ацетона и фенола.
· Для получения нитробензола и анилина - исходных веществ в синтезе многочисленных красителей.
· Ранее бензол использовали как добавку к моторному топливу для повышения октанового числа. В последнее время от этого отказались вследствие повышенного смолообразования при сгорании бензола.
· Бензол является исходным соединением в промышленном синтезе малеинового ангидрида.
· Как растворитель и экстрагент в промышленных и лабораторных химических процессах.
· В химических лабораториях при криоскопическом определении молекулярной массы веществ
|
|
|
