Номер 14, страница 93 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

14. Что такое пиролиз нефти? Назовите основные продукты пиролиза нефти.

Что такое пиролиз нефти?

Пиролиз (от др.-греч. πῦρ — огонь, жар и λύσις — разложение, распад) нефти или нефтепродуктов — это процесс термического разложения углеводородов, содержащихся в нефтяном сырье (например, в бензиновых или газойлевых фракциях), при высоких температурах (обычно 700-1000o C) в отсутствие кислорода. Целью пиролиза является получение более простых и ценных химических продуктов, в первую очередь непредельных углеводородов (олефинов).

В ходе процесса длинные и сложные молекулы углеводородов разрываются на более короткие и простые. Этот процесс является одним из видов термического крекинга и протекает по радикально-цепному механизму. Для подавления побочных реакций коксообразования и для снижения парциального давления углеводородов пиролиз часто проводят в присутствии водяного пара, такой процесс называют паровым крекингом (steam cracking). Пиролиз является одним из важнейших процессов в нефтехимической промышленности, так как он поставляет базовое сырье для производства пластмасс, синтетических каучуков, растворителей и многих других органических соединений.

Ответ: Пиролиз нефти — это высокотемпературное разложение углеводородов нефтяного сырья без доступа воздуха с целью получения более лёгких и химически ценных продуктов, в основном непредельных углеводородов (алкенов).

Назовите основные продукты пиролиза нефти.

Состав продуктов пиролиза сильно зависит от исходного сырья и условий процесса (температуры, времени реакции, давления). Однако можно выделить три основные группы продуктов:

1. Газообразные продукты (пирогаз): это основная целевая фракция. Она включает в себя ценные непредельные углеводороды, такие как этилен ($C_2H_4$) и пропилен ($C_3H_6$), которые являются сырьем для производства полимеров. Также в состав пирогаза входят дивинил (бутадиен-1,3, $C_4H_6$) — мономер для синтетических каучуков, и бутилены ($C_4H_8$). Кроме того, образуются водород ($H_2$) и метан ($CH_4$), которые обычно используются как топливо на самом производстве.

2. Жидкие продукты: к ним относятся пиробензин и тяжелая пиролизная смола. Пиробензин представляет собой фракцию, богатую ароматическими углеводородами (бензол, толуол, ксилолы), и используется как высокооктановый компонент автомобильного топлива или как сырье для выделения индивидуальных ароматических соединений. Тяжелая смола — это сложная смесь тяжелых многоядерных ароматических соединений, которую используют как котельное топливо или сырье для производства технического углерода (сажи) и игольчатого кокса.

3. Твердые продукты: в основном это пиролизный кокс — побочный продукт, представляющий собой отложения почти чистого углерода на внутренней поверхности реакционных змеевиков. Образование кокса является нежелательным, так как снижает эффективность процесса и требует периодической остановки установки для его выжигания.

Ответ: Основными продуктами пиролиза нефти являются газообразные непредельные углеводороды (этилен, пропилен, бутадиен), жидкие ароматические углеводороды (содержатся в пиробензине и смолах) и твердый углеродистый остаток (кокс).