Получение этилена (этена), химические свойства и реакции

Получение этилена (этена), химические свойства и реакции Анемометр

Этилен (этен), формула, газ, характеристики

Этилен (этен) –  органическое вещество класса алкенов, состоящий из двух атомов и четырех атомов . Этилен имеет двойную -углеродную связь и поэтому относится к ненасыщенным или непредельным углеводородам.

Химическая формула этилена C2H4, рациональная формула H2CCH2, структурная формула CH2=CH2. Изомеров не имеет.

Получение этилена (этена), химические свойства и реакции

Этилен – бесцветный газ, без вкуса, со слабым запахом. Легче воздуха.

Этилен является фитогормоном, т.е. низкомолекулярным органическим веществом, вырабатываемым и имеющим регуляторные функции. Он образуется в самого растения и выполняет в жизненном цикле многообразные функции, среди которых контроль развития проростка, созревание (в частности, ), распускание бутонов (процесс цветения), старение и опадание листьев и цветков, участие в реакции растений на биотический и абиотический стресс, коммуникации между разными органами растений и между растениями в популяции.

Пожаро- и взрывоопасен.

Плохо растворяется в . Зато хорошо растворяется в диэтиловом эфире и углеводородах.

Этилен по токсикологической характеристике относится к веществам 4-го класса опасности (малоопасным веществам) по ГОСТ 12.1.007.

Этилен — самое производимое органическое соединение в мире.

Применение силана

Получение этилена (этена), химические свойства и реакции

Назад к списку статей

Силан – водородное соединение кремния — SiH4. Бесцветный газ с характерным неприятным запахом. Он получается из силицидов различных металлов при взаимодействии их с кислотами.

Этот кремневодород никогда не образуется как моносилан. Вместе с ним получаются ди- и трисиланы, где атомы кремния связаны между собой.

Как и моносилан, дисилан – газообразное вещество, остальные представители силанов – летучие ядовитые жидкости, а высшие члены семейства – твердые вещества.

Чем интересны силаны?

Силаны делятся на три вида:

  • 1.Силаны из первой группы могут вступать в реакции с неорганическими поверхностями, в качестве соединяющего вещества между разными по составу материалами.
  • 2.Нефункциональные силаны, имеющие только одну активную группу, способны вступать в реакции с неорганическими веществами. Они нашли применение в специфической трансформации поверхностей материалов.
  • 3.Есть еще одна группа силанов – бифункциональные, так называемые сшивающие вещества. Они применяются в сталелитейном и шинном производстве.

Сферы применения

Силаны можно назвать одними из основных современных стратегических материалов, которые нашли применение в разных сферах:

  • Добыча и разработка нефти и газа. Они используются при эксплуатации и ремонте нефтяных и газовых скважин в качестве гидрофобизаторов, смесей для тампонажа, пеногасителей и т. д
  • Транспортировка природного газа. Их используют в качестве защитных покрытий подземных емкостей, а также в качестве гидравлических жидкостей и термостойких лаков.
  • Строительные материалы: гидрофобизаторы, герметики, битумные смеси, битумная кровля.
  • Строительство дорог: полимерные защитные составы, битумные эмульсии.
  • Химическая промышленность: производство пластмасс, технических масел, смазок и резины, антиадгезивов.
  • Сталелитейная промышленность: в качестве связующего материала в изготовлении керамических форм для точного литья и как термоустойчивые краски.
  • Автомобилестроение: термоустойчивые лаки, герметики, технические масла и смазки.
  • Электротехническая индустрия: электроизоляционные, пропиточные и покровные материалы.
  • Текстильное производство: материалы для пеногашения, замасливания.
  • Парфюмерная индустрия: в качестве компонентов косметических средств – кремов, помад для губ и т.д.

Этим перечислением сферы применения силанов не ограничиваются. Так, например, сегодня трудно представить себе современную стоматологию без использования силанов.

Они применяются в фиксации и реставрационном керамическом ремонте коронок и мостовидных протезов. А также они незаменимы в изготовлении ортопедических конструкций.

Силаны отлично зарекомендовали себя как композитные пломбировочные материалы.

Моносилан кремния применяется в производстве поликристаллического кремния и в полупроводниковом производстве. Его применяют как исходный материал для получения поликристаллических стержней кремния, который обладает высокой чистотой и используется в современной электронной промышленности.

Преимущества силанов

Силаны, имеют целый ряд важнейших эксплуатационных качеств:

  • Способность сохранять высокую функциональную активность в большом температурном диапазоне.
  • Незначительный температурный градиент вязкости.
  • Оптимальную степень инертности к коррозии.
  • Высокую температуру вспышки.
  • Уникальный гидрофобный эффект.
  • Максимальную электроизоляционную стойкость.
  • Высокую термостойкость.
  • Высокую биологическую инертность.
  • Почти полное отсутствие окисляемости.

Как мы видим, в современном мире роль силанов трудно переоценить. Сфера применения силанов постоянно расширяется, что делает эти материалы универсальными.

Применение газов этилен и ацетилен для дозревания плодов

Получение этилена (этена), химические свойства и реакции

В среде овощеводов, которые занимаются выращиванием и поставками сельскохозяйственных культур профессионально, принято собирать плоды, не прошедшие стадию дозревания. Такой подход позволяет дольше сохранять овощи и фрукты и без проблем перевозить их на большие расстояния.

Поскольку зеленые бананы или, например, помидоры вряд ли будут пользоваться серьезным спросом у рядового потребителя, а естественное дозревание может занять продолжительное время, для ускорения процесса применяются газы этилен и ацетилен.

На первый взгляд такой подход может вызвать недоумение, но вникнув в физиологию процесса становится понятно, почему современные овощеводы активно пользуются подобной технологией.

Газовый гормон созревания для овощей и фруктов

Влияние специфических газов на скорость созревания культур первым заметил российский ботаник Дмитрий Нелюбов, который в начале 20 в. определил некую зависимость «спелости» лимонов от атмосферы в помещении.

Оказалось, что в складах со старой системой отопления, которая не отличалась высокой герметичностью и пропускала в атмосферу пар, лимоны созревали гораздо быстрее.

Путем несложного анализа было выяснено, что такой эффект достигался благодаря этилену и ацетилену, которые находились в составе исходящего из труб пара.

Поначалу подобное открытие было лишено должного внимания со стороны предпринимателей, только редкие новаторы пытались насытить свои хранилища газом этиленом для улучшения производительности. Лишь в середине 20 в. «газовый гормон» для овощей и фруктов был взят на вооружение достаточно крупными предприятиями.

Для реализации технологии обычно применяются баллоны, вентильная система которых позволяет достаточно точно настроить выход газа и добиться необходимой концентрации в помещении.

Очень важно, что при этом из хранилища вытесняется обычный воздух, который содержит кислород — главный окислитель для сельскохозяйственных продуктов.

Кстати, технология замещения кислорода другим веществом активно применяется для увеличения срока хранения не только плодов, но и других пищевых продуктов — мяса, рыбы, сыров и т.п. Для этой цели применяется азот и углекислота, о чем подробно написано здесь.

Почему газ этилен называют «банановым» газом

Итак, этиленовая среда позволяет ускорить процесс дозревания овощей и фруктов. Но почему это происходит? Дело в том что в процессе созревания многие культуры выделяют специальное вещество, коим как раз является этилен, который, попадая в окружающую среду, влияет не только на сам источник выделения, но и на его соседей.

так яблоки помогают при дозревании

Каждый вид плода выделяет разное количество гормона созревания. Больше всего в этом плане отличаются:

  • яблоки;
  • груши;
  • абрикосы;
  • бананы.

Последние попадают в нашу страну, преодолевая значительное расстояние, поэтому их не транспортируют в спелом виде. Чтобы кожура банана приобрела свой естественный ярко-желтый окрас, многие предприниматели помещают их в специальную камеру, которая наполняется этиленом.

Цикл такой обработки в среднем составляет 24 часа, после чего бананы получают своеобразный толчок к ускоренному созреванию. Интересно, что без подобной процедуры, любимый фрукт многих детей и взрослых будет очень долго находиться в полузрелом состоянии.

Поэтому «банановый» газ в этом случае просто необходим.

отправляют на дозревание

Способы создания необходимой концентрации газа в камере хранения плодов

Выше уже отмечалось, что для обеспечения необходимой концентрации этилена/ацетилена в помещении для хранения овощей и фруктов обычно применяются газовые баллоны.

В целях экономии некоторые овощеводы иногда прибегают к другому методу. В помещении с плодами кладется кусок карбида кальция, на который капает вода с периодичностью 2-3 капли/час.

В результате химической реакции выделяется ацетилен, постепенно наполняя внутреннюю атмосферу.

Подобный «дедовский» способ, хоть и привлекает своей простотой, больше характерен для частных домохозяйств, поскольку не позволяет добиться точной концентрации газа в помещении. Поэтому на средних и крупных предприятиях, где важно для каждой культуры рассчитать необходимое количество «газового гормона», зачастую применяются баллонные установки.

Правильное формирование газовой среды при хранении и производстве пищевых продуктов играет огромную роль, позволяя улучшить внешний вид товара, его вкусовые качества и повысить срок годности.

Про анемометры:  Датчики уровня воды и поплавковые выключатели)

Больше о способах упаковки и хранении продуктов читайте в цикле статей о пищевых газовых смесях, а заказать эту продукцию можно здесь, выбрав необходимый газ и при желании получив консультацию о его правильной эксплуатации.

Химические свойства силана

Получение этилена (этена), химические свойства и реакции

Термические превращения Моносилан является наиболее устойчивым из силанов. Он начинает заметно разлагаться на кремний и водород при температуре -380 С . Выше 500 С разложение идет с очень большой скоростью.

Водород, образующийся по реакции, тормозит разложение; но реакция не прекращается . SiH4 = SiH2 + H2 SiH2 = Si + H2 При температурах 300 С и выше силан частично превращается в дисилан и трисилан ..

Моносилан воспламеняется на воздухе даже при -180 С. Чистый силан можно смешать в определœенном соотношении с воздухом или кислородом при температуре 523 К и атмосферном давлении без взрыва, в случае если эти смеси лежат за пределами верхнего и нижнего пределов воспламенения.

При других условиях, особенно в присутствии высших силанов, наблюдается самовоспламенение или взрыв.

В процессе сгорания моносилана исходя из количества кислорода и температуры получаются SiO, Si02, производные кремниевой кислоты. Взаимодействие с водой Впервые взаимодействие силана с водой и водными растворами кислот и щелочей было изучено в работах .

Чистая вода в кварцевых сосудах не разлагает силан, но малейшие следы щелочи (достаточно щелочи, извлекаемой водой из стекла) ускоряют разложение.

Гидролиз протекает весьма быстро и приводит к отщеплению всœего водорода, связанного с кремнием: SiH4 + 2H20 = Si02 + 4H2 SiH4 + 2NaOH + Н20 =Na2Si03 + 4Н2 Гидролиз силана катализируется также и кислотами, но не так энергично, как щелочами.

Следы влаги в сочетании с достаточно активными поверхностями (к примеру, баллонов для хранения силана) реагируют с избытком моносилана практически полностью с образованием силоксанов и водорода по уравнению : 2SiH4+H20 = (H3Si)20+2H2 Взаимодействие с галогенами, галогенпроизводными и некоторыми другими веществами.

Галогены реагируют с силаном очень энергично, со взрывом. При низких температурах реакцию можно проводить с регулируемой скоростью.

Хлористый водород при атмосферном давлении в отсутствии катализаторов не реагирует с силаном даже при повышенной температуре.

В присутствии катализаторов, к примеру, хлорида алюминия, реакция гладко протекает уже при комнатной температуре и приводит к образованию хлорзамещенных силанов . SiH4 + HCl = SiH3Cl + H2

SiH4 + 2НС1 = SiH2Cl2 + H2 и т.д. С фосфином силан реагирует при температуре выше 400 С с образованием SiH3PH2 и малых количеств SiH2(PH2)2, PH(SiH3)2 и Si2P, аналогичные производные получены и с арсином . Взаимодействие с органическими соединœениями.

С предельными углеводородами силан не взаимодействует до 600 С . Олефины, к примеру этилен, присоединяются к силану при 460-510 С и атмосферном давлении . Основными продуктами реакции являются моно- и диалкилсиланы. При 100 С реакция идет только под давлением.

При обычных условиях взаимодействие наблюдается при облучении ультрафиолетовым светом. В результате термического взаимодействия ацетилена с силаном образуется немного винилсилана, но главным продуктом реакции является этинилдивинилсилан .

В результате фотохимической реакции получается, главным образом, винил силан .

Сегодня в литературе описаны десятки способов получения моносилана. Не всœе из них нашли промышленное развитие. К промышленным методам получения силана относятся: 1. Разложение силицидов металлов. 2. Восстановление галогенидов кремния гидридами металлов. 3. Каталитическое диспропорционирование триалкоксисилана. 4.

Каталитическое диспропорционирование трихлорсилана. Разложение силицидов металлов Для получения силана по реакции разложения силицидов металлов, наиболее подходящим исходным сырьём является силицид магния .

При взаимодействии силицида магния с бромидом аммония в среде жидкого аммиака , выход силанов повышается до 70-80 % (SiH4 — 97,2 % и Si2H6-2,8%): Mg2Si + 4NH4Br = 2MgBr2 + SiH4 + 4NH3 . В силане, указано присутствие более 20 примесных веществ, среди которых гомологи силана до Si8Hi8, лёгкие углеводороды, аммиак, бензол, толуол, хлористый водород.

Восстановление галогенидов кремния гидридами металлов . Этот способ является удобным, так как реакция идёт при обычных температурах и атмосферном давлении и почти с количественным выходом. Полученный силан не загрязнён примесью высших силанов.

Гидриды кремния, так называемые силаны, образуют гомологический ряд, аналогичный ряду насыщенных алифатических углеводородов, но отличающийся неустойчивостью полисилановых цепей -Si-Si-.

Силан SiН4 — наиболее устойчивый первый представитель всœего гомологического ряда; только при температуре красного каления он разлагается на кремний и водород.

Дисилан Si2H6 разлагается при нагревании выше 3000 на силан и твердый полимер; гексасилан Si6H14, являющийся наивысшим известным членом гомологического ряда, медленно разлагается уже при нормальной температуре. Все силаны обладают характерным запахом и сильно ядовиты.

Основной схемой их получения является взаимодействие Mg2Si с соляной кислотой. Фракционированием образующейся смеси бывают получены соответствующие кремневодороды. Существуют и другие методы получения силанов. К примеру, восстановлением галоидсиланов гидридом лития или алюмогидридом лития, а также восстановлением галоидсиланов водородом в присутствии АIСl3

При каталитическом действии щелочи на высшие силаны происходит разрыв связи Si-Si

Со свободными галоидами они реагируют аналогично углеводородам, последовательно обменивая на галоид один атом водорода за другим. С галоидводородами в присутствии катализатора (АIСl3) идет подобная же, но не имеющая себе аналогичной в химии углеводорода, реакция обмена водорода на галоид

Трихлорсилан SiН3СI должна быть получен прямым синтезом из Si и HCI при повышенной температуре.

С концентрированной серной кислотой силаны не реагируют.

Соединœения с его участием применяются для защиты металла.

Моносилан — бинарное неорганическое соединœение кремния и водорода с формулой SiH4, бесцветный газ с неприятным запахом, самовоспламеняется на воздухе, реагирует с водой, ядовит

Производство этилена

Получение этилена (этена), химические свойства и реакции

То жарко, то холодно, ничто не вечно Джордж Петти «Маленький дворец»

Химическим производством, наиболее тесно связан­ным с переработкой нефти, является производство этиле­на. Именно поэтому компании, которые занимаются и хи­мическим производством, и нефтепереработкой, часто строят установки по производству этилена — они переки­дывают мостик от одного к другому.

Установки по производству олефинов сконструирова­ны так, чтобы производить крекинг разных видов сырья, а именно:

Сначала эти установки должны были производить эти­лен для того, чтобы удовлетворить растущие аппетиты химической промышленности, для которой этилен — важнейший строительный блок.

Производить пропилен было несколько менее интересно, так как большие запа­сы этого углеводорода всегда имелись на установке алки — лирования, откуда его можно было стащить, если возни­кала такая необходимость.

Таким образом, на ранних ста­диях развития большинство установок по производству олефинов были рассчитаны на крекинг этана или этан- пропановой смеси, так как этан превращается в этилен с высоким выходом (см. таблицу, приведенную ниже).

Развитие техники в последующие годы привело к ис­пользованию более тяжелого сырья, так как это сырье более доступно, а также потому, что нафта или газойль превращаются на этой установке в высокооктановые ком­поненты бензина. В настоящее время некоторое количе­ство крупных олефиновых производств, размером со сред­ний нефтеперерабатывающий завод, включены в систе­му нефтепереработки и производят значительные коли­чества бензина.

Выход, фунт на фунт сырья

Олефиновая установка вбирает в себя некоторое ко­личество бросовых потоков нефтеперерабатывающего за­вода. Например, газы с установки каталитического кре­кинга часто направляют в топливную систему, хотя они содержат этан, этилен, а также некоторое количество пропана и пропилена. Однако при наличии олефиновой установки эти компоненты можно разделить и использо­вать более эффективно.

Некоторые виды нафты имеют низкие октановые чис­ла и поэтому представляют небольшую ценность как ком-

Рис. 18.1. Производство олефинов. Крекинг этан-пропановой фракции.

Поненты бензина. Примером является рафинат бензола. Эти потоки могут служить хорошим сырьем для произ­водства олефинов, не только потому, что они больше никуда не годятся, но и потому, что в качестве побочных продуктов производства этилена при этом получаются высокооктановые компоненты бензина.

В то же время, некоторые установки нефтеперераба­тывающего завода служат дополнением для установки производства этилена. Например, бутилены и более тя­желые побочные продукты с этой установки находят при­менение в процессах переработки нефти. Нигде, кроме нефтеперерабатывающего завода, эти продукты товарной ценности не представляют.

Установки, в которых осуществляется крекинг этана или пропана, представляют гобой простейший вариант, но они позволяют изучить основы процесса. Этан и про­пан по отдельности либо в виде смеси поступают в печь крекинга, где они пребывают короткое время при высо — н н н н

I I I I

Кой температуре, а затем происходит быстрое охлажде­ние; в результате образуется большое количество этилена (рис. Что касается режима работы и сырья, установ­

Ка по производству олефинов — это фактически обычная установка термического крекинга.

Этан и пропан не расходуются полностью за один проход через печи крекинга. Поэтому в ректификацион­ной колонне эти газы отделяются и снова направляются в процесс.

Про анемометры:  Пьезорезистивный метод измерения давления

Обычно этан рециркулирует до уничтожения, а пропан частично выходит вместе с пропиленом.

Суще­ствует три торговых марки пропилена, в зависимости от содержания примеси пропана: пропилен для полимери­зации (97—99% основного вещества), химически чистый пропилен (92—95%) и нефтяной пропилен (50—65%).

На установке, предназначенной для крекинга более тя­желого сырья (нафты или газойля), образуется этан. По­этому такие установки также содержат печь для перера­ботки возвращенного этана (см. рис. 18.2). Выходы обычно указывают с учетом рециркуляции, а не за один проход.

Поток, который остается на олефиновом заводе, а не уходит в секцию переработки нефти, состоит из бутадие­на (рис. 18.3). Бутадиен является диеновым углеводоро­дом, его формула и молекула содержит две двой­ных связи. Благодаря двум двойным связям, это вещество очень реакционноспособно и используется для произ­водства каучуков и пластмасс.

Сколько сырья (бар/сут) потребуется для работы ти­пичной установки по производству олефинов, произ­водящей 1 млрд. фунтов этилена в год. В качестве сырья установка использует следующие продукты:

Этан (3,2 фунт/гал), пропан (4,24 фунт/гал), нафта (6,4 фунт/гал), газойль (7,3 фунт/гал).

Имеется установка крекинга этан-пропанового сырья с производительностью 500 млн. фунтов этилена в год. В настоящее время сырьем является смесь, состоящая из 70% этана (по объему) и 30% пропана, при этом установка работает с полной производительностью.

Внезапно возникли трудности на рынке пропилена, и компания решила производить пропилен только в ко­личестве 20 млн. фунтов в год.

Сколько сырья перера­батывалось на установке до сих пор, сколько при этом получалось пропилена, и сколько этана теперь следует использовать вместо пропана, чтобы соотношение продуктов изменилось нужным образом?

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Получение этилена (этена), химические свойства и реакции

Приведенная таблица не исчерпывает перечня высококипящих кремнийорганических соединений, обладающих низкими температурами плавления. Преимущественное применение в промышленности получили пока ароматические эфиры ортокремниевой кислоты; представляют практический интерес такжесмеси четырехзамещенных силанов и полиорганосил-оксанов.

Опыт показывает, что все эти вещества целесообразно использовать лишь в жидком состоянии при температурах на 60 — 80 ниже точки кипения ( чаще всего около 350 С), обеспечивающих незначительную степень их разложения или полимеризации.

Для получения моносилана применяют прибор, описанный для получения гермаиов ( см. рис. 95, стр.

Только в 20 — х годах текущего столетия были получены высшие кремневодородыг или силаны, вплоть до гексасилана Si6Hi4, аналога гексана СеНн.

Источником этих веществ являются сплавы магния с кремнием, получаемые при прокаливании порошка чистого кварца SiOa с металлическим магнием.

Бораны и по способу получения и по свойствам чрезвычайно сходны с силанами. Для их получения сначала готовят борид магния MgsBa, сплавляя бор с магнием, а затем борид магния растворяют в соляной кислоте.

При соприкосновении с воздухом смеси боранов самопроизвольно воспламеняются, как исмеси силанов. Теплотворная способность боранов на единицу веса особенно велика, что позволяет использовать их как ракетное топливо.

Страницы:      1    2

Физические свойства этилена (этена)

* при температуре выше критической температуры газ невозможно сконденсировать ни при каком давлении.

Непредельные углеводороды ряда этилена. Этилен –газ без цвета и запаха, с воздухом образует взрывоопасные смеси. 1)Температура кипения

Получение этилена (этена), химические свойства и реакции

Бесцветный газ этилен со сладковатым запахом

Получение этилена (этена), химические свойства и реакции

Около тысячи лет назад, рассказывается в одной восточной легенде, при дворе хана жил старик садовник. Плоды и цветы, которые он выращивал в саду своего властелина, славились далеко за пределами страны. В саду было немало диковинных растений. И среди них маленькое дерево груши, которое хан получил в подарок от индийского магараджи.

Однажды хан сказал старику: — Этой осенью плоды грушевого дерева должны украсить мой стол. Иначе не сносить тебе головы.

Сердце садовника сжалось. Плоды груши вызревали только в очень жаркое лето. А в этот год оно было ветреным и холодным. Старик день и ночь не отходил от дерева: утеплял, подкармливал. Но над садом пронесся свирепый ураган, сбил с дерева еще незрелые груши.

Теперь спасти садовника могло только чудо. Он собрал плоды, принес в свою тесную хижину. Потом взял курильницу с горячими углями, положил сверху душистого ладана и стал молить богов, чтобы они помогли ему.

Три дня подряд «курилась» курильница. Три дня струился в хижине сладковатый дымок фимиама. И чудо свершилось: груши стали янтарно-желтыми, дозрели.

Прошли века, и кто-то решил проверить: может ли случиться такое?

Душистый дым ладана действительно оказывал на незрелые плоды волшебное действие. Но прошли еще долгие годы, прежде чем выяснили, почему это происходит.

Оказалось, что «виновник» чуда — бесцветный газ со сладковатым запахом, который обнаружили в дыме ладана: этилен. Его к этому времени научились получать из нефти и природного газа. А вслед за тем превращать в полиэтилен. «Царь пластмасс» — так назвали материал химики.

Из полиэтилена делают легкие и прочные водопроводные трубы, покрытия для мебели, небьющуюся посуду, флаконы для духов. А полиэтиленовая пленка? Пожалуй, лучшего упаковочного материала не придумаешь.

Если завернуть в пленку хлеб, он и через неделю останется таким же свежим. А можно превратить пленку в мешок, похожий на громадную колбасу. Она заменит громоздкую баржу.

Буксир без труда потащит за собой такие «колбасы» с грузами, например с нефтью. Можно из пленки соорудить парники и теплицы. Можно сделать укрытие для зерна.

Не перечислишь всего, на что идет материал, рожденный газом со сладковатым запахом.

А вот почему газ этилен так чудодейственно влияет на плоды, выяснилось сравнительно недавно.

Оказалось, что бесцветный газ образуется в мякоти плодов. В зрелых плодах и овощах его много. В зеленых — мало. Окурить их этиленом — значит насытить веществом, необходимым для созревания.

Старик садовник довел до спелости плоды одного дерева. В наши дни так поступают со многими тоннами плодов и овощей. Слуга хана разложил плоды в своей хижине. Теперь их помещают в специальную этиленовую камеру. Иногда укладывают прямо на полки. Иногда вносят в ящики с отверстиями.

Садовник окуривал плоды дымом ладана. В камеру раз в сутки вдувается чистый этилен. Лимоны, яблоки, груши, помидоры созревают в два, а то и в пять раз быстрее, поглощая газ со сладковатым запахом.

ПОИСК

Получение этилена (этена), химические свойства и реакции

В последнее время повысился интерес к материалам, разлагающимся при низких температурах порядка 600—1000° К (тефлон, капрон, полиэтилен, органическое стекло, капрон-фенол). При разложении этих покрытий в пограничный слой Вдуваются смеси газов, содержащие компоненты с большими и малыми молекулярными весами (водород, метан, этилен, ацетилен и др.).

Кластеры Ti ,, получены методом плазмохимического газофазного синтеза.

В газовых двигателях с внешним смесеобразованием применяются также сжиженные газы, т. е. газы, которые при обычных температурах и сравнительно невысоких давлениях —порядка 1,5—1,6 МПа (15,3—16,3 кгс/см ) представляют собой жидкости.

К ним относятся этан, пропан, бутан, этилен, пропилен, бутилен. Обычно применяются пропано-бутиленовые смеси с примесью других газов.

Из приведенных ур-ий видно, что помимо углерода, содержащегося в ацетилене, выделяется также углерод из СОа или СО, после того как кислород их затрачен на сжигание водорода в воду.

В действительности выход углерода получается несколько меньше, напр, по первому ур-ию вместо 3 эквивалентов получается только 2,5, так как часть углерода при высокой t° снова вступает в реакцию с парами воды, образуя СО и На. Для воспламенения смеси ацетилена с СО начальное давление не должно быть менее 6 aim.

Разница в окислительных свойствах метана и других углеводородов становится особенно заметной при оценке токсичности выхлопных газов двигателей, использующих в качестве топлива природный газ.

Если основными компонентами углеводородной составляющей выхлопных газов бензиновых двигателей являются этан и этилен, то в газовых двигателях основное количество углеводородных выбросов приходится на метан.

Опасность повышается за счет возможного пожара или взрыва этих веществ при достижении взрывоопасных концентраций их смесей с воздухом от источника зажигания, а также вследствие самовоспламенения при перегреве или разложении при повышенной температуре.

Сырьем для производства полиэтилена является этилен, выделяемый из газовых смесей, получаемых при пиролизе и крекинге нефтепродуктов, попутных и природных газов. Благодаря своим исключительным свойствам, легкости переработки и доступности сырья, полиэтилен находит широкое применение в различных отраслях промышленности.

МПа — оно превращается в легкоиспаряющуюся жидкость. Сжиженный газ состоит в основном из смеси двух газов пропана (около 80%) и бутана (примерно 20%). Кроме того, в нем в небольшом количестве содержатся такие газы, как этан, пентан, пропилен, бутилен и этилен.

Сжиженный углеводородный газ получают при переработке нефти, нефтяных попутных газов, а также газов газоконденсатных месторождений. Теплота сгорания единицы массы сжиженного газа высокая — 46 МДж/кг.

Про анемометры:  Номера датчиков температуры двигателя змз 406

При плотности около 0,524 г/см при 20°С объемная теплота сгорания сжиженного газа превышает 24 ООО МДж/м Уступая по значению этого показателя бензину, сжиженный газ как топливо является полноценным его заменителем.

Относительно небольшая масса тонкостенных стальных баллонов, рассчитанных на рабочее давление до 1,6 МПа, позволяет хранить на автомобиле достаточное количество газа, не уменьшая его полезной нагрузки. Поэтому автомобили, работающие на сжиженном газе, имеют такой же запас хода, как и бензиновые.

Газообразное топливо лучше смешивается с воздухом и благодаря этому по.тнее сгорает в цилиндрах. По этой причине отработавшие газы у автомобилей, работающих на газообразных топливах, менее токсичны, чем у автомобилей, работающих на бензине.

Скорость реакции распада метана незначительна даже при высоких г°, и реакция сильно замедляется с течением времени, причем практически устанавливается ложное равновесие, при к-ром содержание метана в газовой смеси значительно выше, чем при настоящем равновесии. Поэтому при термич. крекинге метана чистого В.

получить не удается и для этого является необходимым производить очистку путем глубокого охлаждения. Термич. крекинг метана осуществляется в пром-сти путем пропускания газа через накаленную насадку из огнеупорного материала, к-рая» периодически разогревается путем сжигания газа с избытком воздуха. При проиаводстве В.

для синтеза аммиака этот метод применяется пока лишь на одном з-де в Калифорнии. Исходным материалом является природный газ, содержащий 85% Hj, 12% aHj и 3% высших углеводородов инертных газов и сернистых соединений в газе не содержится. Крекинг производят пропусканием газа через регенеративную насадку, предварительно нагретую до 1 100°.

Пропускание газа производится до тех пор, пока t° не понизится до 900°, после чего следует новый разогрев насадки. Углерод, выделяющийся при крекинге, при правильном ведении процесса возможно получать в виде ценной сажи. Крекированный газ вначале промывается водой д5тя удаления углерода и смолистых примесей.

Этот газ содержит 70% На 5% СО 0,5%С02 небольшие количества СаН, jHj i H He и значительное количество неразложившегося метана. Дальнейшая очистка является весьма сложной. Нафталин, бензол и остатки смолы удаляются в скрубберах с мас.пом, углекислота удаляется путем промывки водой под давлением и раствором едкого натра.

Далее газ подвергается глубокому охлаждению, причем ацетилен удаляют путем промывки жидким этиленом, а окись углерода и метан — путем промывки жидким азотом. Конечный продукт представляет вполне чистую ааото-водородную смесь, к-рая применяется для синтеза аммиака. В США термич. крекинг природного газа производится с целью получения только сажи, а В.

Простой и надежный способ охлаждения жидкости уменьшением давления равновесного пара (вакуумиро-ванием парового пространства) с давних пор широко применяется как в исследовательских лабораториях, так и в промышленности. Еще М. Фарадеем в 1840 г.

использовался метод вакуумирования для понижения температуры смеси, состоящей из спирта или эфира и льда двуокиси углерода. Эта смесъ при температуре приблизительно — 110°С использовалась им для охлаждения различных газов с целью их ожижения.

H*Si — Бинарные химические соединения — Каталог статей — «МАТИ»- ХИМИЯ. КИБЕРХИМИЯ

Получение этилена (этена), химические свойства и реакции

Силаны (кремневодороды) SinH2n+2, где n=1-8  — аналоги предельных углеводородов. Высший известный член гомологического ряда – октасилан Si8H18.

Моносилан SiH4  и дисилан Si2H6 – бесцветные газы с неприятным запахом, остальные силаны – бесцветные, легко подвижные, ядовитые, летучие жидкости с еще более неприятным запахом.

Силаны пирофорны, дисилан взрывает при контакте с воздухом.

Силаны растворяются в этаноле, бензине, органосиланах, CS2. При попадании воздуха в сосуд с раствором силана в CS2 происходит взрыв.

Характерное свойство силанов – их чрезвычайно легкое окисление. Для соединений с n≥3 реакция происходит с сильным взрывом.

Силаны-хорошие восстановители, они переводят KMnO4 в MnO2,  Hg(II)  в Hg(I), Fe(III) в Fe(II) и т.д.

H3Si-SiH2-SiH3 + 6H2O = 3SiO2 + 10H2

Si2H6 + 4H2O = 2SiO2 + 7H2

С галогенами силаны реагируют со взрывом, при низких температурах образуются галогениды кремния.

Силан SiH4 является эндотермическим соединением (теплота его образования из элементов равна –8 ккал/моль). До 4500С он термически устойчив, а при дальнейшем нагревании начинает постепенно разлагаться на элементы.

Наиболее термически стоек моносилан, температура разложения 5000С в отсутствие катализаторов, в стеклянном сосуде он разлагается при 3000С.

Моносилан в присутствии O2 окисляется со вспышкой даже при температуре жидкого воздуха. В зависимости от условий реакции продуктом окисления является либо SiO2, либо промежуточные вещества.

По своему составу и структурным формулам силаны от SiH4, Si2H6  вплоть до последнего известного члена – Si8H18 аналогичны углеводородам ряда метана.

В противоположность инертным углеводородам силаны весьма реакционноспособны.

В частности, на воздухе они легко воспламеняются и сгорают до SiO2 и воды, причем горение сопровождается очень большим выделением тепла (341 ккал/моль SiH4), например

SiH4 + О2 = SiO2 + 2H2O

Другое характерное свойство силанов – легкость гидролиза, особенно в щелочной среде, например

SiH4 + 2H2O = SiO2 + 4H2

SiH4 + 2NaOH + H2O  = Na2SiO3 + 4H2

Реакция протекает количественно и может служить для определения силана.

Силаны реагируют с водой

SiH4 + 3H2О = H2SiO3 + 4H2

и с кислотами, например

SiH4 + HCl = SiH3Cl+ H2

С галогенводородами образуются галогениды кремния (катализатор – AlCl3 или AlBr3, 100-2000С)

SiH4 + 2HBr = SiH2Br2 + 2H2

Получен смешанный гидрид кремния и фосфора SiH3PH2, образующийся при 5000С из силана SiH4 и фосфина PH3

SiH4 + PH3 = SiH5P + H2

С кремнием при обычной температуре водород непосредственно не реагирует. В то же время при температуре электрической дуги кремний соединяется с водородом. Водородные соединения кремния (кремневодороды, или силаны) также получаются в смеси друг с другом и с водородом при действии разбавленной HClна силицид магния Mg2Si

Получают силаны следующими способами:

1)       Разложением силицидов металлов кислотами или щелочами. Часто используют Mg2Si, который разлагают соляной кислотой в инертной атмосфере. Вероятная схема реакции

Mg2Si + 2H2O = H2Si(MgOH)2

H2Si(MgOH)2 + 4HCl = 2MgCl2 + 2H2O + H2 + (SiH2)2

(SiH2)2 + H2O = H2SiO + SiH4

Образующиеся силаны разделяют ступенчатой конденсацией, а затем отдельные фракции разгоняют при низкой температуре.

2)       Восстановлением галогенидов кремния гидридом лития или LiAlH4. В среде этанола при нормальной температуре идут, например, следующие реакции

SiCl4 + LiAlH4 = SiH4 + LiCl + AlCl3

2Si2Cl6 + 3LiAlH4 = 2Si2H6 + 3LiCl + 3AlCl3

С LiAlH4 образуются чистые силаны с высоким выходом.

3)       Восстановлением галогенидов кремния водородом. Процесс ведут в присутствии галогенидов Al или же добавляют Al или Zn как компоненты реакции. SiH4 получают также разложением  (C2H5O)3SiH при 20-800С в присутствии Na.

МоносиланSiH4 — исходное вещество при получении полупроводникового кремния.

Силаны (кремневодороды, гидриды Кремния) — соединения Кремния с Водородом общей формулы SinH2n+2.

Получение

Для синтеза моносилана используют разложение триэтоксисилана в присутствии Натрия, при t=80 °C:

либо реакцией алюмогидрида Лития с тетрахлоридом Кремния:

По физическим свойствам силаны сходны с углеводородами. Моносилан SiH4 и дисилан Si2Н6 являются бесцветными газами с неприятным запахом,трисилан Si3Н8 — бесцветная, ядовитая, летучая жидкость. Высшие члены гомологического ряда — твёрдые вещества. Силаны растворяются в этаноле,бензине, органосиланах, CS2. Силаны, бораны и алканы имеют одинаковые формулы, но разные свойства.

Силаны воспламеняются на воздухе, Si2Н6 взрывается при контакте с воздухом. Наиболее термически устойчивым является моносилан (энергия связи Si—H 364 кДж/моль)

Силаны чрезвычайно легко окисляются. Моносилан в присутствии кислорода окисляется со вспышкой даже при температуре жидкого воздуха. В зависимости от условий реакции, продуктом окисления является либо SiO2, либо промежуточные вещества:

ΔHo298 = −1357 кДж

Силаны являются хорошими восстановителями, они переводят КМnО4 в MnO2, Hg(II) в Hg(I), Fe(III) в Fe(II) и т. д. Силаны устойчивы в нейтральной и кислой средах, но легко гидролизуются даже в присутствии малейших следов ОН−-ионов:

Реакция протекает количественно и может использоваться для количественного определения силана. Под действием щелочи возможно также расщепление связи Si—Si:

С галогенами силаны реагируют со взрывом, при низких температурaх образуются галогениды кремния.

Критическая точка моносилана достигается примерно при -4 С и давлении 50 атм.

Отличия от алканов

Поскольку связи Si—Si и Si—H слабее связей C—C и C—H, силаны отличаются от углеводородов меньшей устойчивостью и повышенной реакционноспособностью. Плотность, температуры кипения и плавления силанов выше, чем у соответствующих углеводородов.

Применяют в различных реакциях органического синтеза (получение ценных кремнийорганических полимеров и др.), как источник чистого кремния для микроэлектронной промышленности.

Моносилан широко используется в микроэлектронике и получает все большее применение при изготовлении кристаллических и тонкопленочных фотопреобразователей на основе кремния, ЖК-экранов, подложек и технологических слоев интегральных схем.

В основном моносилан производится для дальнейшего получения сверхчистого поликремния, ввиду того, что этот метод себя зарекомендовал как наиболее экономически целесообразный. Также силаны используют для связи между органической матрицей и неорганическим наполнителем (диоксидом кремния) в композиционных стоматологических материалах.

Оцените статью
Анемометры
Добавить комментарий