Вакуумные масла и материалы
Вакуумные масла – это рабочая смазка для роторных вакуумных насосов: пластинчато-роторных с масляной ванной и с рециркуляционной смазкой, двухроторых агрегатов Рутса (заливаются в редукторный блок синхронизации вращения роторов), винтовых, кулачковых машин, диффузионных паромасляных насосов и, в меньшей степени, для других вакуумных агрегатов. Эти масла отличаются от обычных компрессорных смазок особой чистотой и минимальной способностью растворять и выделять газы, их смеси и воздух в частности. Эти свойства достигаются многократной технологической перегонкой углеводородов, специальными технологиями изготовления вакуумных смазок и применением различных добавок и присадок. Для применений в вакуумных насосах в большинстве случаев традиционно применяются такие вакуумные смазки:
- минеральные (М), легкодоступные и недорогие
- полусинтетические (ПС), довольно распространённые, но более дорогие в сравнении с минеральными
- синтетические (С), распространенные реже и более дорогие в сравнении с полусинтетическими и минеральными
- специальные синтетические (СС), весьма дорогие и редкие, оправдывающие себя только в сложных и дорогих технологиях получения вакуума.
В любом случае, при эксплуатации вакуумных насосов со мазкой необходимо применять масла согласно инструкции по эксплуатации на каждый отдельный насос и, дополнительно, по рекомендациям завода-производителя или его официального представителя в странах СНГ. Общепринято в маленьких насосах и в зимнее время года использовать более жидкие масла, а в больших насосах и в летнее время – более густые.
Минеральные вакуумные масла – самые распространенные и недорогие смазки для вакуумных насосов. Они изготавливаются из хороших сортов нефтепродуктов и могут содержать специальные смягчающие, анти-окислительные, высокотемпературные и десорбционные добавки. Т.к. температура работающих вакуумных насосов, как правило, повышенная и связана с температурой окружающего воздуха, рекомендуются более жидкие (VG 68 и VG 46) для работы насосов в зимнее время, и более вязкие смазки (VG 100) для летнего периода. Это особенно актуально для агрегатов, которые устанавливаются в плохо отапливаемых и слабо проветриваемых помещениях. Вакуумные масла в работающих насосах подлежат периодической замене согласно инструкциям по эксплуатации.
ТИП масла | Физико-химические данные минеральных масел (MO) | |||||
Хим. формула | Формула по ISO | Вязкость при 40°С, сСт | Плотность, кг/м3 | Температура, °С | ||
застывания | вспышки | |||||
ВМ-1 и ВМ-1С (Россия) | минеральное | — — — | 120 | 887 | — 15 | + 235 |
MOTANOL HV 100 Aral | минеральное | VG 100 | 95 | 878 | — 12 | + 268 |
MOTANOL HE 68 Aral | минеральное | VG 68 | 68 | 880 | — 12 | + 240 |
MOTANOL HE 46 Aral | минеральное | VG 46 | 46 | 875 | — 12 | + 230 |
MOTANOL HE 32 Aral | минеральное | VG 32 | 32 | 870 | — 12 | + 220 |
CORENA V Shell | минеральное | VG 100 | 118 | 881 | — 12 | + 270 |
CORENA S 46 Shell | минеральное | VG 46 | 46 | 874 | — 30 | + 207 |
DICREA 32 Agip | минеральное | VG 32 | 29,5 | 860 | — 12 | + 232 |
DICREA 46 Agip | минеральное | VG 46 | 43,9 | 865 | — 12 | + 238 |
DICREA 68 Agip | минеральное | VG 68 | 65 | 875 | — 12 | + 246 |
DICREA 100 Agip | минеральное | VG 100 | 96,2 | 880 | — 12 | + 258 |
VM 100 Busch | минеральное | VG 100 | 112 | 897 | — 12 | + 255 |
Полусинтетические вакуумные масла – довольно распространенные и эффективные смазки для вакуумных насосов. Они являются смесями минеральных и синтетических углеводородов и отличаются от минеральных масел более длительным сроком службы благодар явысокому качеству добавленных в формулу синтетических CH-групп. Из полусинтетических очень распространены смеси минеральных и поли- альфа-олефиновых масел (MO/PAO). Они обладают улучшенными трибологическими характеристиками, повышенной стойкостью к окислению и термическому разложению (коксованию). Полусинтетические масла более терпимы к парам неагрессивных жидкостей и мало смешиваются с ними в процессе работы, что стабилизирует процесс трения и работу вакуумного насоса в целом.
Вакуумные масла в работающих насосах подлежат периодической замене согласно инструкциям по эксплуатации.
ТИП масла | Физико-химические данные полусинтетических масел | |||||
Хим. формула | Формула по ISO | Вязкость при 40°С, сСт | Плотность, кг/м3 | Температура, °С | ||
застывания | вспышки | |||||
ANDEROL® S 32 Anderol | PE/MO | VG 32 | 35 | 850 | — 30 | + 240 |
ANDEROL® S 46 Anderol | PE/MO | VG 46 | 49 | 850 | — 30 | + 240 |
ANDEROL® S 68 Anderol | PE/MO | VG 68 | 66 | 860 | — 30 | + 240 |
ANDEROL® S 100 Anderol | PE/MO | VG 100 | 95,5 | 860 | — 30 | + 246 |
CORENA P 68 Shell | XHVI/MO | VG 68 | 68 | 883 | — 33 | + 235 |
CORENA P 100 Shell | XHVI/MO | VG 100 | 100 | 899 | — 33 | + 240 |
CORENA P 150 Shell | XHVI/MO | VG 150 | 150 | 902 | — 30 | + 240 |
MOLYCOTE L-1668FG Dow Corning | PAO/MO | VG 68 | 63,1 | 885 | — 32 | + 238 |
Справка по сокращенным обозначениям в каталогах поставщиков:
- PE – Полиэфир
- MO — Минеральное масло
- XHVI – Синтетический компонент Shell, т. н. «Экстремально высокий индекс вязкости»
- PAO — Полиальфаолефин
Синтетические вакуумные масла – достаточно распространенные и являются самыми эффективными смазками для вакуумных насосов. Это полностью синтетические углеводороды. Они могут содержать различные добавки и присадки, улучшающие их свойства в тех или иных применениях. Синтетической базой таких смазок могут быть диэстеры и полиэфиры (DE и PE), поли-альфа-олефины (PAO), полигликоли (PG) и другие синтетические углеводороды. В целом синтетические масла обладают более универсальными свойствами и лучшими характеристиками в сравнении с минеральными и полусинтетическими смазками. Другое их важное преимущество – широкий диапазон модифицирования, т.е. возможность создавать смазки с заданными свойствами в процессе синтеза.
Вакуумные масла в работающих насосах подлежат периодической замене согласно инструкциям по эксплуатации.
ТИП масла | Физико-химические данные синтетических масел | |||||
Хим. формула | Формула по ISO | Вязкость при 40°С, сСт | Плотность, кг/м3 | Температура, °С | ||
застывания | вспышки | |||||
ANDEROL® 555 Anderol | DE | VG 100 | 94 | 960 | — 42 | + 250 |
ANDEROL® FGC 100 Anderol | PAO | VG 100 | 99 | 840 | — 54 | + 273 |
MOTANOL SH 100 Aral | DE | VG 100 | 100 | 957 | — 39 | + 246 |
MOTANOL SPA100 Aral | PAO | VG 100 | 100 | 842 | — 48 | + 280 |
MOTANOL SPA68 Aral | PAO | VG 68 | 68 | 839 | — 50 | + 268 |
MOTANOL SPA46 Aral | PAO | VG 46 | 46 | 840 | — 48 | + 248 |
DICREA ESX100 Agip | DE | VG 100 | 95,4 | 990 | — 30 | + 245 |
VE 101 Busch | DE | VG 100 | 95 | 956 | — 34 | + 250 |
VS 100 Busch | PAO | VG 100 | 103 | 848 | — 48 | + 265 |
VG 102 Busch | PG | VG 100 | 106 | 1011 | — 34 | + 240 |
MOLYCOTE L-3232 Dow Corning | PG/PE | VG 32 | 39,3 | 965 | — 48 | + 242 |
MOLYCOTE L-3246 Dow Corning | PG/PE | VG 46 | 48,2 | 980 | — 45 | + 245 |
MOLYCOTE L-1268 Dow Corning | PAO | VG 68 | 62 | 840 | — 54 | + 260 |
MOLYCOTE L-1210 Dow Corning | PAO | VG 100 | 98 | 848 | — 48 | + 265 |
Справка по сокращенным обозначениям в каталогах поставщиков:
- DE – Диэфир (Диэстер)
- PAO — Полиальфаолефин
- PG — Полигликоль
- PE – Полиэфир
Специальные синтетические вакуумные масла FOMBLIN – это особые, редкие и дорогие смазки на основеPFPE — пер-фтор-полиэфинрныхжидкостей. Они представляют собой смеси фторированных полимеров, которые содержат только углерод, фтор и атомы кислорода и поэтому имеют такие исключительные свойства:
- химическая инертность
- хорошие смазочные свойства
- высокая тепловая стабильность
- минимальная возможность вспышки и взрыва
- низкое давление паров
- высокое сопротивление растворению жидкостей
- низкая токсичность
- экологическая чистота
Масла FOMBLIN применяются там, где существуют высокая окислительная, химически агрессивная и высокотемпературная составляющие в потоках откачки вакуумных агрегатов.
Серия смазок FOMBLIN LC создана для работы кислородных компрессоров и вакуумных агрегатов.
ТИП масла | Физико-химические данные специальных синтетических масел | |||||
Хим. формула | Формула по ISO | Вязкость при 40°С, сСт | Плотность, кг/м3 | Температура, °С | ||
застывания | вспышки | |||||
LC 08 Solvay Solexis | PFPE | VG 10 | 3,5 | 1830 | — 70 | нет |
LC 55 Solvay Solexis | PFPE | VG 22 | 21,5 | 1870 | — 56 | нет |
LC 80 Solvay Solexis | PFPE | VG 32 | 30,2 | 1880 | — 49 | нет |
LC 200 Solvay Solexis | PFPE | VG 68 | 65,6 | 1890 | — 40 | нет |
LC 250 Solvay Solexis | PFPE | VG 100 | 89 | 1900 | — 35 | нет |
VF 250 Busch | PFPE | VG 100 | 78 | 1890 | — 45 | нет |
Справка по сокращенным обозначениям в каталогах поставщиков:
- PFPE — Пер-фтор-полиэфинрное масло
- DE – Диэфир (Диэстер)
- PE – Полиэфир
- MO — Минеральное масло
- PAO/MO — Полиальфаолефин/минеральное маслоM
- PG — Полигликоль
- PAG/POE — Полиалкиленгликоль/полиоловый эфир
- PAO — Полиальфаолефин
- PIB — Полиизобутен
- PB — Полибутен
Касторовое масло
Структурная формула основного компонента касторового масла — триглицерида рицинолевой кислоты
Касто́ровое масло («касто́рка», масло клещевины, лат. Оleum Ricini) — растительное масло, получаемое из растения клещевина обыкновенная, смесь триглицеридов рицинолевой, линолевой и олеиновой кислот. Касторовое масло не высыхает, не образует плёнку. Большую его долю (80 %) составляют глицериды вязкой рицинолевой кислоты, содержащей в огромной молекуле только одну ненасыщенную связь. Остальное приходится на глицериды линолевой и олеиновой кислот. Своё тривиальное название в английском языке, заимствованное русским, вероятно, получило потому, что использовалось как замена кастореуму.
Содержание
- 1 Физико-химическая характеристика
- 2 Получение
- 3 Применение
- 3.1 Химическая промышленность
- 3.2 Смазочные материалы
- 3.3 Жидкости для гидроприводов
- 3.4 Медицинское применение
- 3.5 Пищевая промышленность
- 3.6 В быту
Физико-химическая характеристика
Молекулярная формула: C3H5(C18H33O3)3. Прозрачная или слегка желтоватая жидкость (tзамерзания = −16 °C), густая и вязкая. Запах слабый, вкус своеобразный, неприятный.
Ненасыщенные соединения под действием кислорода воздуха и света окисляются. Продукты окисления инициируют полимеризацию ненасыщенных соединений — так происходит, например, в подсолнечном масле. В касторовом же содержание двойных связей невелико, его компоненты не полимеризуются.
Регистрационный номер CAS: 8001-79-4.
Получение
Касторовое масло получают из семян клещевины путём холодного прессования. Плоды клещевины, из которых отжимают касторовое масло, больше чем наполовину состоят из растительных жиров, они содержат также около 15-20 % белковых веществ. Для нужд фармацевтической промышленности применяется рафинирование касторового масла.
Применение
Химическая промышленность
Касторовое масло используется для получения алкидных и эпоксидных смол, ализаринового масла, энантового альдегида, себациновой и ундециленовой кислот. Используется как полиол в реакции получения полиуретанов.
Смазочные материалы
В качестве смазочного масла касторовое имеет ряд преимуществ по сравнению с минеральными маслами: широкий диапазон рабочих температур (Tзамерзания=-16, Tвспышки=275 °C), нерастворимость в нефтепродуктах, нетоксичность, неагрессивность по отношению к большинству пластмасс. Основными недостатками, ограничивающими применение этого вещества в качестве смазочного материала, являются его быстрая окисляемость и низкая теплопроводность.
На заре развития авиации касторовое масло использовалось как моторное масло для поршневых авиационных двигателей. В настоящее время имеет применение в авиамоделизме в системе смазки калильных и компрессионных двигателей.
Используется для смазки деталей машин в пищевой промышленности и как компонент пластичных смазок (например, «ВНИИНП-291», «Бензиноупорная»).
Жидкости для гидроприводов
В прошлом широко были распространены жидкости на касторовой основе для гидроприводов тормозов автомобилей. Состояли из смеси равных долей касторового масла и спирта. Жидкость ЭСК — этиловый спирт и касторовое масло, БСК — бутиловый спирт и касторовое масло.
Первая давно не производится, так как имеет низкую температуру кипения и содержит легко отделяемый этиловый спирт. Имела хождение до 1950-х годов.
Вторая используется в тормозных системах только с барабанными тормозными механизмами (грузовиков и легковых автомобилей старых моделей, например, ГАЗ-24). Характеризуется высокой стойкостью, не гигроскопична, не агрессивна для резиновых деталей, обладает смазывающими и антикоррозийными свойствами. В США аналогичные жидкости выпускались (и выпускаются в наши дни для антикварных автомобилей) по стандарту DOT-2.
Медицинское применение
Известное слабительное средство. При приёме внутрь в тонком кишечнике расщепляется липазой, в результате чего образуется рицинолевая кислота, вызывающая раздражение рецепторов кишечника (на всем его протяжении) и рефлекторное усиление перистальтики. Эффект после использования слабительного наступает не сразу, а после нескольких часов.
Принудительное кормление жертвы касторкой широко применялось итальянскими фашистами как метод издевательства над своими политическими противниками.
Касторовое масло применяется как средство для укрепления волос.
Касторовое масло является основой ряда мазей и бальзамов (в том числе мази Вишневского).
Полиоксиэтиленовое производное касторового масла известно как «кремофор» (Cremophor EL как товарная марка BASF, ныне с повышенной очисткой перебрендирован в Kolliphor EL), поверхностно-активное вещество, используемое для солюбилизации малорастворимых субстанций. Среди его использований — «Таксол» и «Таксотер», наиболее применяемые лекформы противораковых лекарств паклитаксела и доцетаксела с годовыми продажами каждого из них в несколько миллиардов долларов.
При этом было показано, что длительное использование мази Вишневского для лечения хронических кожных язв, ран или ожогов можно связать с повышенным риском рака кожи, гематологических и других заболеваний, а кремофор в противораковых лекарствах добавляет собственную аллергенность к побочным эффектам субстанций. Ведется множество исследований, направленных на замену носителей на основе касторового масла более безопасными.
Пищевая промышленность
В пищевой промышленности касторовое масло может использоваться в качестве разделяющего агента. Зарегистрировано в качестве пищевой добавки E1503. Для его применения в этом качестве на территории России требуется дополнительное разрешение Института питания РАМН.
В быту
Касторовое масло — одно из известных масел, которое не высыхает с годами и не боится морозов. Касторовое масло незаменимо для ухода за изделиями из гладкой кожи: обувью, одеждой, шорными изделиями и т. д. Оно хорошо впитывается, не загустевает со временем, придаёт коже гибкость и водоотталкивающие свойства, восстанавливает её, если она пересохла. Оптимально применение касторового масла в смеси с льняным маслом и пчелиным воском в пропорции 8:1:1.
Сырая нефть — Как работает нефтепереработка
Сырая нефть — это термин, обозначающий «необработанную» нефть, которая добывается из-под земли. Он также известен как нефть . Сырая нефть является ископаемым топливом , что означает, что она была получена естественным путем из разлагающихся растений и животных, живших в древних морях миллионы лет назад — большинство мест, где вы можете найти сырую нефть, когда-то были морским дном. Сырая нефть различается по цвету , от прозрачного до черного как смола, и по вязкости , от воды до почти твердого состояния.
Сырая нефть является такой полезной отправной точкой для очень многих различных веществ, потому что она содержит углеводородов . Углеводороды — это молекулы, которые содержат водород и углерод и бывают разной длины и структуры, от прямых цепей до разветвленных цепей и колец.
Реклама
Есть две вещи, которые делают углеводороды интересными для химиков:
- Углеводороды содержат много энергии . Многие продукты, получаемые из сырой нефти, такие как бензин, дизельное топливо, твердый парафин и т. д. , используют эту энергию.
- Углеводороды могут принимать различные формы. Наименьшим углеводородом является метан (CH 4 ), который представляет собой газ, который легче воздуха. Более длинные цепи с 5 и более атомами углерода являются жидкостями. Очень длинные цепи — это твердые тела, такие как воск или смола. Химически сшивая углеводородные цепи, вы можете получить все, от синтетического каучука до нейлона и пластика в пластиковой посуде. Углеводородные цепи очень универсальны!
Основные классы углеводородов в сырой нефти включает:
- Парафины общая формула: C n H 2n+2 молекулы с прямой или разветвленной цепью обычно от 1 до 0-цепи2, могут быть газами или жидкостями при комнатной температуре в зависимости от молекулярных примеров: метан, этан, пропан, бутан, изобутан, пентан, гексан
- Ароматические соединения общая формула: C 6 H 5 — Y (Y — более длинная прямая молекула, которая соединяется с бензольным кольцом) кольцевые структуры с одним или несколькими чередующимися кольцами кольца содержат шесть атомов углерода, с чередованием двойные и одинарные связи между атомами углерода обычно жидкости примеры: бензол, нафталин
- нафтены или циклоалканы общая формула: C n H 2n (n представляет собой целое число, обычно от 1 до 20) кольцевые структуры с одним или несколькими кольцами кольца содержат только одинарные связи между атомами углерода обычно жидкости при комнатной температуре примеры : циклогексан, метилциклопентан
- Прочие углеводороды Алкены общая формула: C n H 2n (n — целое число, обычно от 1 до 20) молекулы с линейной или разветвленной цепью, содержащие одну углерод-углеродную двойную связь, могут быть жидкими или газообразными примерами: этилен, бутен, изобутен Диены и Алкины общая формула: C n H 2n-2 (n — целое число, обычно от 1 до 20) молекулы с линейной или разветвленной цепью, содержащие две углерод-углеродные двойные связи, могут быть жидкими или газообразными Примеры: ацетилен, бутадиены
To см. примеры структур этих типов углеводородов, см. Техническое руководство OSHA и эту страницу по переработке нефти.
Теперь, когда мы знаем, что содержится в сырой нефти, давайте посмотрим, что мы можем из нее сделать.
Процитируйте это!
Пожалуйста, скопируйте/вставьте следующий текст, чтобы правильно цитировать эту статью HowStuffWorks.com:
Craig Freudenrich, Ph.D.
«Как работает нефтепереработка»
4 января 2001 г.
HowStuffWorks.com.
3.4.2: Пищевые продукты – гидрогенизация растительных масел, трансжиры и процент выхода
-
- Последнее обновление
- Сохранить как PDF
- Page ID
- 49591
- Ed Vitz, John W. Moore, Justin Shorb, Xavier Prat-Resina, Tim Wendorff, & Adam Hahn
- Chemical Education Digital Library (ChemEd DL)
Диетическое потребление растительных масел и гидрогенизированных растительных масел оказывает значительное влияние на здоровье. Они не только содержат в два раза больше калорий на грамм, чем сахара и белки, но и оказывают долгосрочное воздействие на здоровье системы кровообращения. Криско ® с насыщенными маслами может быть не таким полезным, как оливковое масло с большим количеством ненасыщенных масел.
Crisco содержит гидрогенизированное растительное масло [1] |
оливковое масло содержит 55-83% олеиновой кислоты [2] |
Чтобы понять эти эффекты, нам нужно взглянуть на структуру триглицериды . Триглицерид [1] является важной частью анализа крови, проводимого при ежегодном медицинском осмотре.
Триглицериды
Все растительные масла представляют собой триглицериды, которые содержат глицерин () из трех углеродных «цепей» с 3 длинноцепочечными «жирными кислотами» , присоединенными через сложноэфирные связи, как показано на рисунке ниже.
Рисунок \(\PageIndex{1}\): триглицерид, в целом ненасыщенный, с глицериновой «основой» слева, насыщенной пальмитиновой кислотой, мононенасыщенной олеиновой кислотой и полиненасыщенной альфа-линоленовой кислотой.Жирные кислоты с длинной цепью могут быть насыщенными атомами водорода, и в этом случае они имеют все одинарные связи, как верхняя жирная кислота на рисунке (которой является пальмитиновая кислота). Если в них меньше атомов водорода, они являются ненасыщенными и имеют двойные связи, как средняя жирная кислота на рисунке (которая является олеиновой кислотой). Нижняя жирная кислота полиненасыщенная с несколькими двойными связями (это линоленовая кислота). Различные кулинарные масла имеют известные концентрации насыщенных и ненасыщенных жирных кислот.
Насыщенные, ненасыщенные и трансжирные кислоты
Как правило, триглицериды с большим количеством заместителей ненасыщенных жирных кислот более полезны для здоровья, но пищевые компании гидрогенизируют их, чтобы превратить их в твердые насыщенные жиры (например, маргарин или Crisco) и снизить склонность к порче. Ненасыщенные жиры имеют перегибы в своих молекулярных структурах, которые снижают их склонность вызывать атеросклероз (закупорку артерий) почти по той же причине, по которой перегибы снижают склонность к эффективному уплотнению и образованию твердых частиц. Насыщенные жиры имеют более линейные цепи жирных кислот, которые хорошо упаковываются и легко затвердевают. Сравните модели Jmol насыщенной пальмитиновой кислоты и ненасыщенной олеиновой кислоты ниже. Частичная гидрогенизация полиненасыщенных жиров также дает транс — жирные кислоты, которые имеют структуру, аналогичную насыщенным жирам, и, следовательно, такие же вредные для здоровья (см. ниже элаидиновая кислота):
Рисунок \(\PageIndex{2}\): элаидиновая кислота, C18h44O2атомы водорода находятся на противоположных сторонах двойной связи C=C, вот так, в то время как цис- -жирные кислоты имеют атомы водорода на одной стороне, вот так.
Состав Crisco, «частично гидрогенизированное» растительное масло
С 2010 года Crisco производится из соевого масла, полностью гидрогенизированного хлопкового масла и частично гидрогенизированного соевого и хлопкового масел. Согласно этикетке с информацией о продукте, одна порция Crisco весом 12 г содержит 3 г насыщенных жиров, 0 г трансжиров, 6 г полиненасыщенных жиров и 2,5 г мононенасыщенных жиров. [3] Обратите внимание, что массы жира не составляют [4] , потому что массы глицерина не включены в отдельно перечисленные компоненты. Трансжирные кислоты в настоящее время признаны основным диетическим фактором риска сердечно-сосудистых заболеваний, и Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США пересмотрело требования к маркировке пищевых продуктов, включив в них трансжиры. [5]
Состав соевого масла в Crisco показан ниже. [6]
Наименование | Структура жирных кислот | Формула | Процент |
---|---|---|---|
Пальмитиновая кислота | Скелетная структура пальмитиновой кислоты показывает длинную ненасыщенную углеродную цепь со связью C O O H на конце. | С 16 Н 32 О 2 | 10 |
Стеариновая кислота | Скелетная структура стеариновой кислоты показывает длинную ненасыщенную углеродную цепь со связью C O O H на конце. | С 18 Н 36 О 2 | 4 |
Олеиновая кислота | Скелетная структура олеиновой кислоты показывает длинную ненасыщенную углеродную цепь с 1 двойной связью на девятом углероде от углерода C O O H на конце. | С 18 Н 34 О 2 | 23 |
Линолевая кислота | Скелетная структура линолевой кислоты показывает длинную ненасыщенную углеродную цепь с 2 двойными связями на девятом и двенадцатом углероде от углерода C O O H на конце. | С 18 Н 32 О 2 | 51 |
Линоленовая кислота | Скелетная структура линоленовой кислоты показывает длинную ненасыщенную углеродную цепь с 3 двойными связями на девятом, двенадцатом и пятнадцатом углероде от углерода C O O H на конце. | С 18 Н 30 О 2 | 7-10 |
Прочее | 2-5 |
Процентный выход продуктов гидрирования
Довольно часто в химической реакции образуется смесь двух или более продуктов. Например, когда растительное масло, такое как пальмовое масло, гидрогенизируется, мы можем захотеть производить только мононенасыщенные продукты. Но он содержит множество триглицеридов с различными цепями жирных кислот. Ни один процесс не может работать для всех из них. Предположим, мы начинаем с одной возможной молекулы пальмового масла, глицерина с 2 заместителями линоленовой кислоты и 1 заместителем линолевой кислоты (мы будем сокращать ее до GLLL). Желаемым продуктом может быть масло с тремя заместителями олеиновой кислоты (мы будем сокращать его до GOOO, что также может быть хорошим его описанием), поэтому уравнение выглядит следующим образом:
(C 18 H 29 O 2 ) CH 2 CH (C 18 H 29 O 2 ) Ch 2 -(C 18 ) Ch 2 -C 18 ). 31 O 2 ) + 5 H 2 → (C 18 H 33 O 2 ) CH 2 CH (C 18 H 33 O 2 ). CH 2 -(C 18 H 33 O 2 )
«GLLL» + 5 H 2 → «GOOO»
Обычно под давлением присутствует большой избыток водорода с катализатором на основе палладия или никеля Ренея [7] . Получается большое количество продуктов, включая полностью насыщенные жиры, такие как стеарин (глицерилтристеарат), и трансжиры. Продукты обычно анализируют, превращая масла в более простые (метиловые) сложные эфиры и используя газовую хроматогамию.
Эффективность реакции обычно оценивают по выходу % желаемого товара. Теоретический выход рассчитывается исходя из предположения, что весь лимитирующий реагент превращается в продукт. Экспериментально определенная масса продукта затем сравнивается с теоретическим выходом и выражается в процентах:
\(\text{Выход в процентах}=\frac{\text{фактический выход}}{\text{теоретический выход}}\times \text{100 процентов}\)
Пример \(\PageIndex{1}\)
Предположим |гидрирование 100,0 г (C 18 H 29 O 2 ) Ch 2 CH (C 18 H 29 O 2 ) CH 2 -(C 18 H 31 O 2 ), ABRIV «GLLL» (M = 875,4 г/моль) проводят с 2,000 г H 2 , запаянными в стальной реакционный сосуд высокого давления с катализатором при 55°C. Продукты включают 90,96 г (C 18 H 33 O 2 ) CH 2 CH (C 18 H 33 O 231) CH 2 -(C 18 H 33 O 2 ), сокращенно «GOOO» (М = 885,5 г/моль). Рассчитайте процент выхода.
Решение
Мы должны рассчитать теоретический выход (C 18 H 33 O 2 ) CH 2 CH (C 18 H 33 O 2 ) 13.H 33 O 2 ) 44444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444. H 33 O 2 . 2 -(C 18 H 33 O 2 ), а для этого мы должны сначала выяснить, является ли (C 18 H 29 O 2 ) CH 2 CH (C 18 H 29 O 2 ) Ch 2 -(C 18 H 31 3130 2 -(C 18 H 31 . 2 ) или H 2 является ограничивающим реагентом. Для приведенного выше сбалансированного уравнения
Стехиометрическое соотношение реагентов равно
\[\text{S}\left( \frac{\text{GLLL}}{\text{H}_{\text{2}} } \right)=\frac{\text{1 моль GLLL}}{\text{5 моль H}_{\text{2}}} \nonumber \]
Теперь начальные количества двух реагентов равны и
\[\begin{align*} & n_{\text{GLLL}}\text{(начальное)}=\text{100}\text{.0 г GLLL}\times \frac{\text{1 моль стеарина}}{\text{875}\text{0,4 г GLLL}}=\text{0}\text{0,1142 моль GLLL} \\ & \\ & n _ {\ text {H} _2} \ text {(исходный)} = \ text {2} \ text {0,000 г H} _2 \ times \ frac {\ text {1 моль H} _2} {\ text {2 }\text{0,016 г H}_2}=\text{0}\text{0,9921 моль H}_2 \\ \end{align*} \]
Таким образом, отношение начальных количеств равно
\[\ frac{n_{\text{GLLL}}\text{(initial)}}{n_{\text{H}_2}\text{(initial}} ~=~ \frac{\text{0}\text{. 1142 моль стеарина}}{\text{0}\text{.9921 моль H}_2} ~=~\frac{\text{0}\text{0,1151 моль стеарина}}{\text{1 моль H}_2} \nonumber \]
Поскольку это отношение меньше \(\ text{S}\left( \frac{\text{GLLL}}{\text{H}_2} \right)~=~0,20\), имеется избыток H 2 . GLLL является лимитирующим реагентом. Соответственно, мы должны использовать 0,1142 моль Glll и 0,5712 моль H 2 (вместо 0,9921 моль H 2 ) для расчета теоретического выхода (C 18 H 33 O 2 ) CH 2 Ch O 2 ) CH 2 Ch.CH (С 18 H 33 O 2 ) CH 2 -(C 18 H 33 O 2 ), или «GOOO». Тогда мы имеем
\[n_{\text{GOOO}}\text{(теоретическое)}=\text{0}\text{0,1142 моль GLLL}\times \frac{\text{1 моль GOOO}}{ \text{1 моль GLLL}}=\text{0}\text{0,1142 моль GOOO} \nonumber \]
, так что
\[\text{m}_{\text{GOOO}}\text{ (теоретическое)}=\text{0}\text{0,1142 моль GOOO}\times \frac{\text{885}\text{0,5 г GOOO}}{\text{1 моль GOOO}}=\text{ 101}\text{.2 г GOOO} \номер\]
Мы можем организовать эти расчеты в виде таблицы:
(C 18 H 29 O 2 ) CH 2 CH (C 18 H 29 O 2 ) Ch 2 -(C 18 ) Ch 2 -(C 18 H 3303033130 2 -(C 18 ). 31 O 2 ) «GLLL» |
+ 5 Н 2 | → (C 18 H 33 O 2 ) CH 2 Ch (C 18 H 33 O 2 ) Ch 2 — (C 18 H 33 O 2 ) «GOOO» |
|
---|---|---|---|
м, г | 100,0 г | 2000 г | 90,96 г |
М, г/моль | 875,4 | 2,016 | 885,5 |
н присутствует, моль | 0,1142 моль | 0,9921 моль | |
н факт, моль | 0,1142 | 0,5712 | 0,1142 |
м фактическая, масса | 100,0 | 1,1515 | 101,2 |
Выход в процентах равен
\[\text{Выход в процентах}=\frac{\text{фактический выход}}{\text{теоретический выход}}\times \text{100 процентов }=\frac{ \текст{90}\text{0,96 г}}{\text{101}\text{0,2 г}}\times \text{100 процентов}=\text{89}\text{0,9 процента} \nonumber \]
Ссылки
- en.