1. Metan, uning tuzilishi

4. To'yingan uglevodorodlarni qo'llash va ishlab chiqarish

Uglevodorodlardan foydalanish. Uglevodorodlarning yuqori kaloriyali qiymati ularning yoqilg'i sifatida ishlatilishini belgilaydi. Tabiiy gaz tarkibidagi metan kundalik hayotda va ishlab chiqarishda tobora ko'proq foydalanilmoqda. Propan va butandan "suyultirilgan gaz" ko'rinishida foydalanish, ayniqsa, tabiiy gaz ta'minoti mavjud bo'lmagan hududlarda keng tarqalgan. Suyuq uglevodorodlar avtomobillar, samolyotlar va boshqalarning ichki yonuv dvigatellari uchun yoqilg'i sifatida ishlatiladi.

Yuqori darajada mavjud bo'lgan uglevodorod sifatida metan kimyoviy xom ashyo sifatida tobora ko'proq foydalanilmoqda.
Kauchukdan bosma siyoh va kauchuk mahsulotlarini olish uchun ishlatiladigan kuyikish ishlab chiqarishda metanning yonish va parchalanish reaktsiyalari qo'llaniladi. Buning uchun maxsus pechlarda metan bilan birga gazning faqat bir qismi yondirilishi uchun shunday miqdorda havo beriladi. Yonish paytida yuzaga keladigan yuqori harorat ta'sirida boshqa qismi parchalanib, mayda disperslangan kuyikish hosil qiladi.
Metan ammiak va bir qator organik birikmalarni sintez qilish uchun sanoatda vodorod ishlab chiqarishning asosiy manbai hisoblanadi. Metandan vodorod olishning eng keng tarqalgan usuli uning suv bug'lari bilan o'zaro ta'siridir. Reaktsiya quvurli pechlarda taxminan 400 ° C haroratda, 2-3 MPa bosimda, alyuminiy-nikel katalizatori ishtirokida amalga oshiriladi:

CH4 + H2O -> 3H2 + CO

Ba'zi sintezlar uchun gazlarning bevosita hosil bo'lgan aralashmasi ishlatiladi. Agar keyingi jarayonlar uchun sof vodorod kerak bo'lsa (ammiak ishlab chiqarishda bo'lgani kabi), uglerod oksidi (II) katalizatorlar yordamida suv bug'lari bilan oksidlanadi.

Metanning xlor hosilalari xlorlash reaksiyasi natijasida olinadi. Ularning barchasi amaliy dasturlarga ega.
Xlorometan CH3Cl - gaz. Suyuq holatga osonlikcha aylanadigan va keyingi bug'lanish jarayonida katta miqdorda issiqlikni o'zlashtiradigan modda sifatida u sovutish moslamalarida sovutgich sifatida ishlatiladi.
Dixlorometan CH2Cl2, triklorometan (xloroform) CHCl3 va uglerod tetraklorid CCl4 suyuqlikdir; ular erituvchi sifatida ishlatiladi. Uglerod tetraklorid olovni o'chirish uchun ham ishlatiladi (ayniqsa suvdan foydalanish mumkin bo'lmagan hollarda), chunki suyuqlikning bug'lanishi paytida hosil bo'lgan ushbu moddaning og'ir yonmaydigan bug'lari yonayotgan ob'ektni atmosfera kislorodidan tezda ajratib turadi.
Metan xlorlanganda ko'p vodorod xlorid hosil bo'ladi. Uni suvda eritib, xlorid kislotasi olinadi.
So'nggi paytlarda ko'plab organik moddalarni sintez qilish uchun zarur bo'lgan metandan asetilen olindi.
Tarmoqlangan uglevodorodlar izomerlanish reaksiyasida metan gomologlaridan olinadi. Ular kauchuk va yuqori sifatli benzin ishlab chiqarishda qo'llaniladi. Yuqori uglevodorodlar sintetik yuvish vositalarini ishlab chiqarish uchun boshlang'ich material bo'lib xizmat qiladi.
Kimyoviy qayta ishlash natijasida to'yingan uglevodorodlar ko'pincha to'yinmagan uglevodorodlarga aylanadi, ular kimyoviy jihatdan faolroq bo'lib, ulardan ko'plab organik moddalar sintezlanadi.
Uglevodorodlarni olish. Limitli uglevodorodlar tabiiy gaz va neftda ko'p miqdorda uchraydi. Ushbu tabiiy manbalardan yoqilg'i va kimyoviy xom ashyo sifatida foydalanish uchun ularni ajratib oling.
Nazariy nuqtai nazardan, metan sintezining reaktsiyasi qiziqarli, chunki u oddiy moddalardan organik birikmalarga o'tish imkoniyatini ko'rsatadi. Reaksiya katalizator sifatida nikel kukuni ishtirokida uglerodni vodorod bilan qizdirish orqali boradi:

C + 2H2 -> CH4

Ushbu reaksiyani metanning termal parchalanishi bilan taqqoslab, biz uning qaytarilishi mumkin degan xulosaga kelishimiz kerak.

Reaksiyaning issiqlik effektini hisobga olib, quyidagi tenglamani yozishimiz mumkin:

C + 2H2 <-> CH4 + 75 kJ

Ushbu tenglamaga asoslanib, qaysi shartlar muvozanatning metan ishlab chiqarish tomon siljishiga hissa qo'shishi va qaysi biri uning parchalanishiga olib kelishi haqida taxmin qilish mumkin.

Metanning sintezi ekzotermik reaktsiya bo'lganligi sababli, kuchli isitish mahsulot hosilini oshirmaydi; muvozanat boshlang'ich moddalarning hosil bo'lish yo'nalishi bo'yicha siljiydi. Zaif isitish bilan metan hosil bo'lish tezligi etarli bo'lmaydi. Shuning uchun metan sintezi uchun optimal harorat taxminan 500 ° S ni tashkil qiladi va uning parchalanishi 1000 ° C dan yuqori haroratni talab qiladi.
Bosimning o'zgarishi ham muvozanatning siljishiga ta'sir qiladi. Chapdan o'ngga reaktsiya gazlar hajmining pasayishi bilan davom etayotganligi sababli, bosimning oshishi metan hosil bo'lishiga va uning parchalanishining pasayishiga yordam beradi.⁴.