Gaz kondensati va quyi fraksiyalardagi sikloalkanlarning fizik xossalari

Gaz kondensati va neftning yengil fraksiyalari uglevodorodlarining guruh tarkibi (QB-125⁰C, % da)

Kon	Massa miqdorda chiqishi	Sikloalkanlar
		5 a'zoli	6 a'zoli
Grozniy	6,8	22,0	20,0
G`arbiy Sibir	5,7	14,5	14,0
Saxalin:
Pervomay	13,9	31,0	31,0
Exobin	7,0	53,0	27,0
Boku:
O’zb.Neftyanie Kamni	2,4	25,5	26,5
Kara Dag (gaz kondensati)	40,0	16,0	27,0

Jadvaldagi ma'lumotlardan ko`rinib turibdiki, gaz kondensati fraksiyasida sikloalkanlar bir necha marotaba ko`p ekan. (172 kg/tonna xomashyoga nisbatan). Fraksiyalar qaynash haroratining oshishi bilan ularda bi- va uch sikloalkanlar kuzatila boshlaydi. Quyida Romashkin neftidan to`g`ridan-to`g`ri haydab olingan benzin uglevodorodlarining massaviy tarkibi keltirilgan, % da:

Sikloalkanlar	27,97
Metilsiklopentan	1,87
Dimetilsiklopentan	1,85
Trimetilsiklopentan	1,50
Siklogeksan	0,63
Metilsiklogeksan	4,34
Dimetilsiklogeksan	2,34
C9 sikloalkanlar	5,60
C10 sikloalkanlar	4,14
C12 sikloalkanlar	2,30
C5 – C12 alkanlar	58,64
Arenlar	13,39

Sikloalkan tipidagi benzinlar 50-70% gacha, alkan tipidagilar esa 20-30% sikloalkanlar saqlaydi.

Tarkibida sikloalkanlari ko`p bo`lgan gaz kondensatlari va benzinlarni uglevodorod tarkibi keyingi jadvalda keltirilgan.

8-jadval
Turkmaniston gaz kondensati va to`g`ridan - to`g`ri haydab olingan benzinlarning guruh tarkibi

Kon	Sikloalkanlar
	C5	C6	C5: C6	Alkanlar nisbati sikloalkanlar
Gaz kondensati
Zeagli Darvoza:
60-170^0C fraksiya	14	37	0,38	0,83
58-150^0C fraksiya	16	30	0,53	1,17
Qizil Qum:
Q.B.-200^0C fraksiya
(I namuna)	10,8	15,2	0,71	-
(II namuna)	12,8	10	1,28	3,25
Benzin	24,1	23	1,05	0,91
Borsa kelmas:
Qotur Tepa	7,8	19,7	0,90	1,52
Jetiboy	15,6	13,7	1,14	2,25
Uzen'	13,3	16,5	0,81	2,26

Sikloalkanlarning asosiy reaksiyalari

Sikloalkanlar quyidagi asosiy reaksiyalarga kirishadi:

1. Nitrat kislotaning ta'siri.
2. Oksidlash.
3. Perbromlash.
4. O`rin almashinish.
5. Termik ta'sir.


Nitrat kislota ta'siri

Sikloalkanlar yon zanjirida metil guruhi bo`lgan taqdirdagina birlamchi nitrobirikmalar hosil qiladi. Nitrolash tezligi uchlamchi uglerod atomida ikkilamchisiga nisbatan yuqori bo`ladi.

Odatda naften uglevodorodlar tarkibida uchlamchi uglerod atomlari bilan birga ko`p miqdorda ikkilamchilari ham bo`lgani bois nitrolash reaksiyasi mahsulotlari sifatida ikkilamchi- va uchlamchi nitrobirikmalar aralashmasi hosil bo`ladi.
Shu bilan bir vaqtda halqa uzilishi bilan ham bog`liq oksidlanish reaksiyalari ketib, ikki asosli kislotalar hosil bo`ladi.
Monosiklik hosilali sikloalkanlar oksidlash jarayonida yon zanjirlarini yo`qotadilar.
Siklogeksanni nitrolash reaksiyasi sanoat ahamiyatiga ega bo`lib, bunda siklogeksandan nitrosiklogeksan orqali kaprolaktan olish usuli amalga oshiriladi. Siklogeksanni nitrolash reaksiyasi suyuq fazada yuqori bosimda taxminan 200<sup>0</sup>C haroratda va kontakt vaqti 7-8 soatda boradi. Bug` fazada nitrolashda harorat 380-400⁰C gacha oshiriladi, nitrolash vaqti esa 1-2 soniyani tashkil qiladi. Mononitrosiklogeksan salmog`i 60%, dikarbon kislotaniki 20% ni tashkil qiladi.
Kaprolaktamni siklogeksandan nitrozil xlorid yordamida fotonitrolash orqali olish usuli ishlab chiqilgan bo`lib, nitrozil sulfat kislota oraliq modda sifatida quyidagi reaksiyalar majmuasida hosil qilinadi.
2NH₃ + 3O₂ → N₂O₃ + 3H₂O
N₂O₃ + 2H₂SO₄ → 2HNOSO₄ + H₂O
nitrozil sulfat kislota

HNOSO₄ + HCl → NOCl + H₂SO₄

nitrozilxlorid

H₂SO₄  nSO₃ - oleum.

Oksidlash

Siklogeksan havo bilan suyuq fazada oksidlanganda 145-170⁰C haroratda, 0,8-1,2 MPa bosimda, kobalt tuzlari yordamida siklogeksanon va siklogeksanollarga aylantiriladi, bunda turli karbon kislotalar va ularning efirlari yonaki mahsulot sifatida hosil bo`ladi. Yonaki mahsulotlarni kamaytirish uchun xomashyo konversiyasi 4-10% (og`irlikda) bo`lishi kerak. Siklogeksanol va siklogeksanonlar reaksion aralashmadan ajratilib, so`ngra siklogeksanol degidrirlanib, siklogeksanonga aylantiriladi. Siklogeksanon esa oksimirlanib keyin kaprolaktamga aylantiriladi:

siklogeksanon-
oksim

Monosiklik naftenlarning oksidlovchi (HNO₃, KMnO₄) yordamida yuqoriroq haroratda oksidlanishi yon zanjirlarni CO₂, H₂O gacha oksidlaydi, halqa esa ikki asosli kislota hosil qilib uziladi. Ushbu reaksiya - siklogeksandan adipin kislotani olishda katta sanoat ahamiyatiga ega.

Kapron tolasining sintezida adipin kislota yarim mahsulotdir. Siklogeksan uglevodorodlar tutab turgan H₂SO₄ ishtirokida qizdirilsa, qisman aromatik uglevodorodgacha degidrirlanadilar. Natijada aromatik sulfokislotalar hosil bo`ladi.

1. C₆H₁₂ + 6H₂SO₄  C₆H₆ + 12H₂O + 6SO₂

2. C₆H₆ + HOSО₃Н  C₆H₅SO₃H + H₂O

Keyingi reaksiyada suvning qanday hosil bo`lishi sxematik ravishda ko`rsatilgan.

Perbromlash

Perbromlash reaksiyasini Gustavson - Konovalovlar ochgan bo`lib, ushbu reaksiya AlBr<sub>3</sub> ishtirokida olib boriladi va sikloalkanlarni aniqlashda klassik usul hisoblanadi. Bunda sikloalkanlarning murakkab gibrid tarkiblari ham aniqlanadi. O`rganilayotgan fraksiya sulfurlash yo`li bilan avval alken va arenlardan tozalanadi. So`ngra sikloalkanlar va alkanlar aralashmasiga brom bilan ishlov beriladi.

CH₃C₆H₁₁ + 8Br₂  CH₃C₆Br₅ + 11HBr

metilsiklogeksan perbromtoluol

Hamma vodorod atomlari Br ga almashadi va aromatik birikmalarning bromli hosilalari hosil bo`ladi.

O`rin almashinish

Sikloalkanlar C₅ - sikloalkandan boshlab, nisbatan olganda kuchlanishdan voqifdirlar, shuning uchun ulardagi C - C bog`lari kam reaksion qobiliyatga egadir. Ushbu birikmalar o`z xossalari bo`yicha alkanlarga o`xshaydi. Biroq o`rin olish reaksiyalari mumkin: siklopentanni xlorlaganda reaksiya oddiyroq ketadi. Bu o`rin almashinish reaksiyasida izomer reaksiya mahsulotlarining kamroq ehtimol bilan hosil bo`lishiga bog`liq. Masalan, siklogeksanni xlorlaganda faqat monohosila, geksanni xlorlaganda esa monoxlorli hosilaning uchta izomeri hosil bo`ladi.

Termik ta'sir

Sikloparafinga termik ta'sir qilinsa, yon zanjirdagi va halqadagi C-C bog`lari uziladi. Destruktiv gidrogenizatsiya va biroz - aromatizatsiya reaksiyalari ketadi. Zelinskiy 1911 – yili sikloalkanlarni katalitik degidrirlash reaksiyasini ochgan:

Analogik tarzda metilsiklogeksandan toluol, etilsiklogeksandan etilbenzol, dimetilsiklogeksandan ksilol hosil bo`ladi. Metilsiklopentan esa eng avvalo siklogeksanga izomerlanadi:

Alkilsiklopentanlar va alkilsiklogeksanlarni molekulyar massasining ortishi ularning aromatizatsiyasini osonlashtiradi.

Katalizator va sharoitlarga bog`liq holda quyidagi reaksiyalar ketadi:
a) Bir xil modda molekulalari orasida vodorodning qayta taqsimlanishi

Ushbu reaksiya issiqlik chiqishi bilan ketib, Pt yoki Pd katalizatori ishtirokida xona haroratida ketadi.
U shbu reaksiyalar sikloalkanlarni degidrirlashda va arenlarni gidrirlashda juda katta rol o`ynaydi. Masalan, vinilsiklogeksan - etilsiklogeksan va etilbenzol aralashmasini beradi:

vinilsiklogeksan

b) Turli modda molekulalari orasida vodorodning qayta taqsimlanishi. Ushbu reaksiyada bir modda molekulalari vodorod donori, boshqa molekulalari esa akseptori bo`ladi. Donor sifatida sikloalkanlar, akseptor sifatida esa alkanlar va arenlar xizmat qiladi.

C – C bog`i bo`yicha gidrirlash tipik katalizatorlari - Pt, Pd, Ni, Cu reaksiyalarni tezlatadi. Ushbu reaksiyalar alyumosilikatlar ishtirokidagi katalitik krekingda kuzatiladi.

d ) Molekula ichida vodorodning qayta taqsimlanishi. Ushbu reaksiya izomerizatsiya natijasida ketib, kislota tipidagi katalizatorlarda emas, balki degidro - gidrirlovchi katalizatorlarda ketadi:

Termokatalizda naften uglevodorodlarning izomerlanish reaksiyasi ketib, eng barqaror izomerlar hosil bo`ladi.

Yetti a'zoli va o`n a'zoli sikllarning izomerizatsiyasi mos ravishdagi barqaror dekalinlarning hosil bo`lishiga olib keladi. Ushbu jarayon mexanizmi sikloalkanlarni katalitik riformingdagi o`zgarishlarida keltiriladi.

Adabiyotlar

1. 
   Бык С.Ш., Фомина В.И. Газовые гидраты. – М.: ВИНИТИ, 1970.
   
2. 
   Добрянский А.Ф. Химия нефти. – Л.: Гостоптехиздат, 1961.
   
3. 
   Иванова Л.В., Корнеев М.И., Юзбашев В.Н. Технология переработки нефти и газа. – М.: Химия, 1966.
   
4. 
   Кожевников А.В. Химия нефти. – Л.: СЗПИ, 1974.
   
5. 
   Мартыненко А.Г. Производство и применение жидких парафинов. – М.: Химия, 1978.
   
6. 
   Петров А.А. Химия алканов. – М.: Наука, 1974.
   
7. 
   Ходжаев Г.Х., Рябова Н.Д., Дмитриев П.П. – В кн.: Нефти Узбекистана. – Т.: Фан, 1958.
   
8. 
   Черножуков Н.И. Технология переработки нефти и газа. Ч. З. – М.: Химия, 1966.
   
9. 
   Эрих В.Н., Расина М.Г., Рудин М.Г. Химия и технология нефти и газа. – Л.: Химия, 1977.
   
10. 
    Нефти СССР. Справочник. – М.: Химия. Т. 1, 1971; Т. 2, 1972; Т. 3, 1973; Т. 4, 1974; дополнит. том, 1975.
    
11. 
    Петров А.А. Химия нафтенов. – М.: Наука. 1971.
    
12. 
    Соколов В.А., Тихомолова Т.В. Химический состав нефтей и природных газов в связи с их происхождением. – М.: Недра, 1970.