НЕФТЕХИМИ́ЧЕСКИЙ СИ́НТЕЗ

НЕФТЕХИМИ́ЧЕСКИЙ СИ́НТЕЗ, про­из­вод­ст­во на ос­но­ве неф­тя­но­го, га­зо­во­го или аль­тер­на­тив­ных ви­дов сы­рья мно­го­тон­наж­ных хи­мич. про­дук­тов, ис­поль­зуе­мых как ис­ход­ные ве­ще­ст­ва для вы­пус­ка ши­ро­ко­го ас­сор­ти­мен­та то­вар­ной хи­мич. про­дук­ции (по­ли­ме­ры, плён­ки, син­те­тич. кау­чу­ки, по­верх­но­ст­но-ак­тив­ные и мою­щие ве­ще­ст­ва, пла­сти­фи­ка­то­ры, сма­зоч­ные мас­ла, рас­тво­ри­те­ли, экс­т­ра­ген­ты, кра­си­те­ли, при­сад­ки и др.). По­яв­ле­ние Н. с. мож­но от­не­сти к нач. 20 в., ко­гда круп­ные ком­па­нии на­ча­ли ис­поль­зо­вать уг­ле­во­до­ро­ды, по­лу­чае­мые на ос­но­ве неф­ти, для про­из-ва мно­го­тон­наж­ных про­дук­тов: изо­про­па­но­ла из про­пи­ле­на [1920, «Стан­дард ойл» («Standard Oil»)]; эти­лен­хлор­гид­ри­на, эти­лен­гли­ко­ля и ди­хло­рэ­та­на из эти­ле­на [1923, «Юни­он кар­байд» («Union Carbide»)]. Раз­ви­тие и ши­ро­кое рас­про­стра­не­ние Н. с. свя­за­но с пе­ре­хо­дом в 1950–60-е гг. пром-сти ор­га­нич. син­те­за с уголь­но­го сы­рья на бо­лее тех­но­ло­гич­ное и де­шё­вое неф­те­га­зо­вое сы­рьё. В про­мыш­лен­но раз­ви­тых стра­нах Н. с. по­зво­лил соз­дать са­мо­стоя­тель­ную, круп­ную и бы­ст­рораз­ви­ваю­щую­ся от­расль пром-сти.

В Н. с. важ­ное ме­сто за­ни­ма­ет по­лу­че­ние пер­вич­ных ис­ход­ных уг­ле­во­до­ро­дов, к ко­то­рым пре­ж­де все­го от­но­сят­ся оле­фи­ны (эти­лен, про­пи­лен, бу­те­ны), дие­ны (напр., бу­та­ди­ен), аро­ма­тич. уг­ле­во­до­ро­ды (бен­зол, то­лу­ол, кси­ло­лы, наф­та­лин), па­ра­фи­ны. Па­ра­фи­ны ис­поль­зу­ют­ся пре­им. для по­лу­че­ния др. уг­ле­во­до­ро­дов и ря­да ки­сло­род­со­дер­жа­щих ве­ществ (ки­сло­ты и вто­рич­ные спир­ты из выс­ших па­ра­фи­нов, ма­леи­но­вый ан­гид­рид из н-бу­та­на).

Осн. ме­то­дом, ко­то­рый при­ме­ня­ет­ся для по­лу­че­ния оле­фи­нов и дие­нов (эти­лен, про­пи­лен, бу­те­ны, бу­та­ди­ен, изо­прен), яв­ля­ет­ся пи­ро­лиз уг­ле­во­до­род­но­го сы­рья (га­зо­об­раз­ные уг­ле­во­до­ро­ды, пря­мо­гон­ный бен­зин, ат­мо­сфер­ный га­зойль). Часть оле­фи­но­во­го сы­рья по­лу­ча­ют в про­цес­сах неф­те­пе­ре­ра­бот­ки, в осн. пу­тём ка­та­ли­тич. кре­кин­га. Не­боль­шая часть про­пи­ле­на про­из­во­дит­ся в про­цес­сах де­гид­ри­ро­ва­ния про­па­на и ме­та­те­зи­са эти­ле­на и 2-бу­те­на. Ка­та­ли­тич. де­гид­ри­ро­ва­ни­ем пре­вра­ща­ют бу­тан в бу­те­ны и бу­та­ди­ен, изо­пен­тан в изо­прен, выс­шие па­ра­фи­ны – в оле­фи­ны с внут­рен­ней двой­ной свя­зью. Изо­прен по­лу­ча­ют так­же взаи­мо­дей­ст­ви­ем изо­бу­те­на с фор­маль­де­ги­дом.

Боль­шое зна­че­ние при по­лу­че­нии выс­ших оле­фи­нов имеют про­цес­сы оли­го­ме­ри­за­ции эти­ле­на (ли­ней­ные оле­фи­ны) и уг­ле­во­до­ро­дов $\ce{C3–C4}$ (раз­ветв­лён­ные оле­фи­ны). Оли­го­ме­ри­за­ция по­зво­ля­ет се­лек­тив­но по­лу­чать 1-бу­тен или 1-гек­сен, а так­же выс­шие не­на­сы­щен­ные со­еди­не­ния с чёт­ным чис­лом ато­мов уг­ле­ро­да на­чи­ная с ок­те­на.

По мас­шта­бам пром. ис­поль­зо­ва­ния сре­ди оле­фи­нов на пер­вом мес­те сто­ит эти­лен; да­лее сле­ду­ют про­пи­лен и бу­те­ны. В про­цес­сах Н. с. оле­фи­ны пре­вра­ща­ют­ся в функ­цио­наль­ные про­из­вод­ные, со­дер­жа­щие га­ло­ге­ны, ки­сло­род, азот и др. Окис­ли­тель­ным хло­ри­ро­ва­ни­ем эти­ле­на по­лу­ча­ют ви­нил­хло­рид, ко­то­рый при­ме­ня­ет­ся для про­из-ва це­ло­го ря­да по­ли­мер­ных ма­те­риа­лов. Из эти­ле­на и про­пи­ле­на по­лу­ча­ют эти­ле­нок­сид и про­пи­ленок­сид – сы­рьё для про­из-ва гли­ко­лей, по­ли­ме­ров, ПАВ. Зна­чит. ко­ли­че­ст­ва эти­ле­на и про­пи­ле­на идут на ал­ки­ли­ро­ва­ние бен­зо­ла до этил­бен­зо­ла и изо­про­пил­бен­зо­ла. Из этил­бен­зо­ла по­лу­ча­ют сти­рол, из изо­про­пил­бен­зо­ла – фе­нол.

Окис­ле­ни­ем эти­ле­на ки­сло­ро­дом воз­ду­ха про­из­во­дят ук­сус­ный аль­де­гид для по­сле­дую­ще­го по­лу­че­ния ук­сус­ной ки­с­ло­ты и ви­нил­аце­та­та. Окис­ле­ние и оки­с­ли­тель­ный ам­мо­но­лиз про­пи­ле­на – осн. ме­то­ды про­из-ва со­от­вет­ст­вен­но ак­ри­ло­вой ки­сло­ты и ак­ри­ло­нит­ри­ла. Для по­лу­че­ния спир­тов и аль­де­ги­дов из эти­ле­на и про­пи­ле­на ис­поль­зу­ют­ся про­цес­сы гид­ро­фор­ми­ли­ро­ва­ния (ок­со­син­тез). Зна­чи­тель­ная часть оле­фи­нов идёт на по­лу­че­ние вы­со­ко­мо­ле­ку­ляр­ных со­еди­не­ний – по­ли­эти­ле­на, по­ли­про­пи­ле­на и др. по­лио­ле­фи­нов, в т. ч. и со­по­ли­ме­ров.

Из выс­ших оле­фи­нов осн. зна­че­ние име­ют не­раз­ветв­лён­ные α-оле­фи­ны, на ос­но­ве ко­то­рых по­лу­ча­ют выс­шие спир­ты, ал­кил­суль­фа­ты, разл. ви­ды ПАВ, при­сад­ки к неф­те­про­дук­там. 1-Де­цен яв­ля­ет­ся сырь­ём для про­из-ва по­ли-α-оле­фи­но­вых ма­сел.

1,3-Бу­та­ди­ен и 2-ме­тил-1,3-бу­та­ди­ен (изо­прен) яв­ля­ют­ся мо­но­ме­ра­ми в про­из­водстве син­те­тич. кау­чу­ков. Часть бу­та­дие­на рас­хо­ду­ет­ся на по­лу­че­ние ди­нит­ри­ла ади­пи­но­вой ки­сло­ты, 1,5,9-цик­ло­до­де­кат­рие­на (по­лу­про­дук­ты в про­из­вод­стве по­ли­амид­ных во­ло­кон), хло­ро­пре­на (мо­но­мер в про­из-ве кау­чу­ков).

Сре­ди аро­ма­тич. уг­ле­во­до­ро­дов наи­боль­шее при­ме­не­ние в Н. с. на­хо­дят бен­зол, то­лу­ол, кси­ло­лы, три- и тет­ра­ме­тил­бен­зо­лы, наф­та­лин. Аро­ма­тич. уг­ле­во­до­ро­ды про­из­во­дят­ся гл. обр. в про­цес­се ри­фор­мин­га бен­зи­но­вых фрак­ций. Зна­чит. их ко­ли­че­ст­во вы­де­ля­ют из про­дук­тов пи­ро­ли­за бен­зи­но­вых фрак­ций. Наф­та­ли­ны вы­де­ля­ют в осн. из смол кок­со­ва­ния уг­ля, су­ще­ст­вен­но мень­шую часть – из тя­жё­лых фрак­ций ри­фор­мин­га и га­зой­ля ка­та­ли­тич. кре­кин­га. Бен­зол и наф­та­лин по­лу­ча­ют так­же де­ал­ки­ли­ро­ва­ни­ем ал­ки­ла­ро­ма­тич. со­еди­не­ний.

Бен­зол слу­жит основным сырь­ём для произ-ва сти­ро­ла и фе­но­ла. Гид­ри­ро­ва­ни­ем бен­зо­ла по­лу­ча­ют цик­ло­гек­сан, из ко­то­ро­го про­из­во­дят­ся ади­пи­но­вая ки­сло­та и ка­про­лак­там (на их ос­но­ве по­лу­ча­ют по­ли­амид­ные во­лок­на). Окис­ле­ние бен­зо­ла ки­сло­ро­дом ве­дёт к ма­леи­но­во­му ан­гид­ри­ду, при­ме­няе­мо­му для син­те­за по­ли­эфир­ных смол. Окис­ле­ни­ем п-кси­ло­ла по­лу­ча­ют те­реф­та­ле­вую ки­сло­ту, ис­поль­зуе­мую для по­лу­че­ния лав­са­на; окис­ле­ни­ем наф­та­ли­на или о-кси­ло­ла – фта­ле­вый ан­гид­рид и фта­ле­вую ки­сло­ту, ис­поль­зуе­мые для син­те­за пла­сти­фи­ка­то­ров и по­ли­эфи­ров. Ами­ны, по­лу­чае­мые из аро­ма­тич. со­еди­не­ний по­сле­до­ва­тель­ным нит­ро­ва­ни­ем и вос­ста­нов­ле­ни­ем, яв­ля­ют­ся осн. сырь­ём для про­из-ва изо­циа­на­тов.

Боль­шое зна­че­ние в ка­че­ст­ве ис­ход­но­го сы­рья для Н. с. при­об­ре­та­ет син­тез-газ. Для по­лу­че­ния син­тез-га­за ис­поль­зу­ют­ся разл. ви­ды уг­ле­род­со­дер­жа­ще­го сы­рья: при­род­ные и по­пут­ные га­зы, га­зы неф­те­пе­ре­ра­бот­ки, лю­бые неф­тя­ные фрак­ции, уголь, био­мас­са, уг­ле­род­со­дер­жа­щие от­хо­ды и др. Син­тез-газ яв­ля­ется осн. ис­точ­ни­ком во­до­ро­да, ис­поль­зуе­мо­го в син­те­зе ам­миа­ка, в неф­те­пере­ра­бот­ке и неф­те­хи­мии. Син­тез-газ ши­ро­ко ис­поль­зу­ет­ся при гид­ро­фор­ми­ли­ро­ва­нии оле­фи­нов и для про­из-ва ме­та­но­ла – сы­рья для син­те­за ук­сус­ной ки­сло­ты, фор­маль­де­ги­да. Про­цесс Фи­ше­ра – Троп­ша по­зво­ля­ет по­лу­чить из син­тез-га­за син­те­тич. жид­кие то­п­ли­ва и оле­фи­ны с разл. дли­ной це­пи.