Нефть и ее переработка 2
жүктеу/скачать 0.99 Mb. Pdf көрінісі
|
Часть молекул алканов подвергается вначале термическому крекингу. Образующиеся олефины присоединяют протоны, находящиеся на катализаторе, и превращаются в карбкатионы. Далее реакция развивается по цепному пути. Карбкатион может разложиться по β-правилу. Однако высокая скорость изомеризации ионов приводит к тому, что этилена – продукта распада первичного карбкатиона – образуется очень мало. Изомеризация карбкатиона с перемещением метиланиона дает продукты с разветвлением углеводородного скелета. Чередование экзотермической изомеризации и эндотермического β- распада продолжается до образования карбкатионов, содержащих 3-5 атомов углерода. Тепловой эффект изомеризации этих ионов уже не компенсирует затраты тепла на расщепление. Поэтому карбкатионы С 3 -С 5 после изомеризации отрывают гидрид-ион от молекулы исходного углеводорода: Затем весь цикл реакций повторяется. Обрыв цепи происходит при встрече карбкатиона с анионом катализатора: б) Реакции циклоалканов 41 Скорость каталитического крекинга циклоалканов близка к скорости крекинга алканов с равным числом атомов углерода и увеличивается при наличии третичного атома углерода. Стадия инициирования – возникновения карбкатионов – для насыщенных углеводородов циклического и ациклического строения протекает одинаково. За счёт высокой температуры возникает небольшое количество алкенов, которые, присоединяя протон от катализатора, превращаются в карбкатионы. Образовавшиеся ионы карбония отрывают гидрид-ион от молекулы циклоалкана. Отщепление гидрид-иона от третичного углеродного атома протекает легче, чем от вторичного, поэтому глубина крекинга возрастает с увеличением числа заместителей в кольце. При крекинге по этому пути из циклогексана образуются алкены и диены. Циклогексильный ион может передать протон алкену или катализатору и превратиться в циклоалкен: Этот путь энергетически выгоднее, чем распад по С-С–связи. Циклоалкены крекируются быстрее, чем циклоалканы, со значительным выходом аренов. в) Превращения алкенов Скорость каталитического крекинга алкенов на 2-3 порядка выше скорости крекинга соответствующих алканов, что объясняется лёгкостью образования из алкенов карбкатионов: В этом случае образуется такой карбкатион как и с алканами, с которым протекают те же реакции. Специфические реакции алкенов при каталитическом крекинге это перераспределение водорода и циклизации. Механизм реакции перераспределения можно представить схемой: |