Крекинг на алкани, това Факултет по химия, Московския държавен университет, бейби!

При температура над 500 ° С се подлагат на пиролизен разлагане на алкани (алкани крекинг) за образуване на сложна смес от продукти, съставът и пропорциите на които зависят от температурата и времето на реакция. В пиролиза разцепването на въглерод-въглеродни връзки за образуване алкилови радикали. Енергията на въглерод-въглерод връзки в алкани са подобни по размер на първични, вторични, третични и кватернерни въглеродни атоми (виж Таблица 4.7.) И пиролиза при строги условия отцепване на всяка СН2 връзка - СН2 нормални алкани с еднаква вероятност.

За предимно разклонени въглеводороди изключване се извършва в третичен или четвъртичен въглероден атом.
За свободни алкилови радикали характеризира с два основни типа трансформации: рекомбинация и диспропорциониране. Например, по време на пиролизата на п-бутан първоначално формира метил, етил и пропил радикали:

Рекомбинацията на тези радикали води до образуването на смес от етан, пропан, бутан, пентан и хексан, което се подлага на многократно разграждане. При температура над 600 ° С рекомбинация на радикали очевидно не е критично и основната посока на по-нататъшното реакцията диспропорциониране радикали. Има два основни типа на диспропорциониране на алкилови свободни радикали. В един радикал разделя на разстояние един водороден атом от алкан или алкан произведени чрез рекомбинация на радикали:

Тази трансформация е наречен реакция радикал предаване на веригата. Друг вид на диспропорциониране на алкиловите радикали се нарича β-разцепване (β-разпад). В резултат на β-разпад се получава и нов алкен радикал с несдвоен електрон на β-въглероден атом по отношение на позицията на несдвоен електрон в радикал източник на. Освен това, този процес може да се повтори, докато получената β-разпад не се включва и етилен метилов радикал:

Метилов радикал в крайна сметка дава метан в резултат на радикал предаване на веригата. Последователността на трансформации, срещащи се в този модел е лесно да се следват за реакцията на пиролиза на п-нонан. Както и при други алкани, получените първоначално в homolytic отцепването на С - С-връзки се образуват алкилови радикали, например:

Тези радикали са по-изложени на бета-разпад с разкъсване на въглерод-въглеродна връзка:

Повечето от алкилови радикали не настъпва при homolysis C - C-връзки в алкан, в резултат на разцепване на водороден атом от него чрез един метилов или етилов радикал. Тези реакции са известни като предаване на веригата:

Водороден атом или метилов радикал, който е оформен от серия последователни процеси на β-разпад, разделя от водороден атом от нова молекула алкан радикал непрекъснато подновяване на веригата на развитие. В зависимост от външните условия (температура и време на контакт с нагрята повърхност) е оформен в пиролиза на алкани, или сложна смес на течни или газообразни въглеводороди. Реакциите бета-разпад на алкиловите радикали имат по-висока активиране енергия от конкурентните процеси и рекомбинация на трансфер радикал верига. Ето защо, се увеличава бета-разпад процент с температура по-бързо, отколкото за други конкурентни реакции на 400-500 ° С и с малко времезакъснение в продукти от пиролизата преобладават течни въглеводороди. Въпреки това, при 750 - 900ºS и продължително излагане на нагрята повърхност контролирани процеси β-разпад води до образуването на сложна смес от въглеводородни газове: етилен, пропилей, бутени, метан и др Като типичен пример, тук разпределението на продукти от пиролизата на п-хексан при 700 -. 900ºS: