Как из бутана получить бутен

Бутан — органическое вещество, относящееся к классу предельных углеводородов. Его химическая формула С4H10. Он главным образом используется как компонент высокооктановых бензинов и как сырье для производства бутена. Бутен — непредельный углеводород, газ, имеет формулу С4Н8. От бутана отличается наличием одной двойной связи в молекуле. Широко используется при синтезе бутадиена, бутилового спирта, изооктана и полиизобутилена. Кроме того, бутилен применяется как один из компонентов смеси для резки и сварке металлов.

Инструкция

1. Посмотрите на формулы следующих химических соединений: С4H10 и С4Н8. Чем они отличаются? Только тем, что в молекуле бутана на два атома (точнее, иона) водорода больше. Отсюда вытекает естественный вывод: чтобы превратить бутан в бутен, надо удалить из его молекулы два лишних атома водорода. Эта реакция называется дегидрированием. Она происходит по следующей схеме: С4Н10 = С4Н8 + Н2.
2. Каковы условия протекания вышеуказанной реакции? Просто так при нормальных условиях она не пойдет. Вам понадобится, прежде всего, высокая температура (порядка 500 градусов). Но одной лишь температуры для того, чтобы реакция прошла по нужной вам схеме, недостаточно. Экспериментальными данными установлено, что тогда большая часть бутана будет превращаться либо в этан и этен (этилен), либо в метан и пропен, то есть проходить по следующим схемам: С4Н10 = С2Н6 + С2Н4 и С4Н10 = СН4 + С3Н6. И лишь совсем небольшая часть бутана превратится в бутен и водород.
3. Поэтому вам необходим еще катализатор на основе никеля. В его присутствии при температуре 500 градусов почти 90 процентов бутана превращается в бутен, реакция будет выглядеть следующим образом: С4Н10 = С4Н8 + Н2. Поэтому эта реакция так и называется «получение бутена из бутана методом каталитического дегидрирования».
4. Разумеется, проведение реакции при такой температуре (500 градусов) в лабораторных условиях очень затруднительно. Поэтому описанный метод получения бутена используется только в промышленности.
5. Существуют и другие способы получения бутена. Например, крекингом нефти (высокотемпературная переработка), каталитическим крекингом (термокаталитическая переработка) вакуумного газойля и т.д. При крекинге повышается температура, за счет которой увеличивается дегидрогенизация.