крекинг на алкани

Крекинг нарича топлинна превръщане на алкани при температури от 470-540 $<>^ \ Circ $ С

При по-високи температури (700-1000 $<>^ \ Circ $ С) алкани подложени на пиролизен разлагане, за да образуват комплексна 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 (Таблица 1) и при строги условия пиролиза разделяне всяко съобщение $ CH_2 -. CH_2 $ нормални алкани с еднаква вероятност.

За предимно разклонени въглеводороди изключване се извършва в третичен или четвъртичен въглероден атом.

Видове и функции на крекинг

Разграничаване между топлинна и каталитичен крекинг. Основен предмет на крекинг е разцепването (разграждане) на въглеродната верига на С-С връзки с едновременно дехидрогениране, изомеризация и циклизиране на. Това произвежда основно ненаситени въглеводороди. Структура на напукани продукти се определя от:

естеството на започване алкан
Условията на процеса (температура, налягане, природата на катализатора).

Началната температура на крекинг на алкани зависи от тяхното молекулно тегло. Колкото по-високо молекулно тегло, по-лесно е сплит алкани. В зависимост от дължината на веригата въглероден относителната скорост крекинг, например по отношение на пентан е:

Броят на въглеродните атоми 5, 6, 7, 8, 10, 20
Относителната скорост крекинг на 1, 4, 9, 10, 32, 120

Има някои тенденции връзка счупи С-С: температурата се увеличава, пространство промяна междина до края на молекулата, налягането се увеличава въглеродна верига е разделена в близост до центъра. Така, бутан, следващите съединения могат да бъдат получени при различни условия:

термичен крекинг

Термичен крекинг - свободен радикал процес, в който са оформени главно от ненаситени въглеводороди (мономери). При температури от 450-550 $<>^ \ Circ $ C алкани са разделени на свободни радикали, могат допълнително да се разделят на по-прости метилови и етилови радикали, например:

Активни разцепват метилови радикали водородни атоми от молекули на други алкани до образуването на нови свободни радикали:

За такива свободни радикали в повечето характерни крекинг реакции, които обикновено образуват природата на крайните продукти, а именно:

прекратяване реакция (рекомбинация):

$ \ Beta $ упадък и диспропорциониране на свободни радикали са почти винаги проведе на $ \ бета $ -връзките по отношение на свободен електрон. Това е така, защото $ \ бета $ -връзките разхлабената до известна степен се дължи до известна степен намаляването на припокриване на съответните атомни орбитите. Electron облаци $ \ сигма $ -връзките СН взаимодействат с несдвоен електрон, поради giperkonyugatsii на въздействието ($ \ сигма $ -р-конюгация).

Условията на пиролиза (висока температура) наблюдавани дълбоко разлагане на алкани да образуват ацетиленови въглеводороди, сажди или кокс, водород и други.

каталитичен крекинг

Каталитичен крекинг се използва главно за да се получат разклонени алкани (двигателя гориво) и ненаситени въглеводороди. Промишлено, процесът се извършва в присъствието на алумосиликатни катализатори или Люисови киселини при $ 450-530<>^ \ Circ $ C и за атмосферното налягане. Реакцията започва с премахването на хидрид йон от алкан да образуват карбокатиони, които, благодарение на $ \ бета $ -decay priterpevayut допълнителни промени:

Успоредно с процеса на образуване на олефин реакция изомеризация случи, което е изключително важно да се получат разклонени алкани, особено изобутан и изопентан.

Изомеризацията на алкани в присъствието на силни киселини на Lewis или superacids простира до образуване карбокатиони. Силната киселина необходимо, тъй като алкани имат нисък афинитет с протон, тъй като не съдържа $ \ пи $ - или N-електрони.

Първо протониран алкан образувани с tritsentrovoy dvuelektronnoy връзка, въглеродният атом на мястото на протон условно връзка, тъй като конкретна точка на присъединяване обикновено е неизвестна. Protonovany алкан бързо се превръща в carbocation че от хидрид и metilanionnogo движения изомеризира до третични карбокатиони, т.е. разклонени алкани:

Образувана от каталитичен крекинг на разклонени алкани - ценни високооктанов бензин и суровина за каучук.

Решете контрол по всички предмети. 10 години опит! Цена от 100 рубли. период от 1 ден!

Алкани в горивото

В двигателя с вътрешно горене, алкани компресионните бензин пара с въздух на нормални пероксиди структура форма, които предизвикват преждевременно запалване на въглеводородната смес. Това явление се нарича детонация и двигателят ще се повреди.

Разклонени алкани не разполагат с този недостатък. Ценни въглеводороди neostrukturoy или структура, подобна на тази на изооктан (последният определен произволно октаново число 100 и номер на октан е от 0 до п-хептан):

Така, ако бензин има марки, например, 76, то това означава, че съответства на октановото число на 76, и то показва същото прати съпротивление като смес от 76 \% изооктан и 24 \% п-хептан. Висш октаново число (130> е 2,2,3-trimethylbutane (триптани).

Гориво за дизелови двигатели се характеризира с още един показател - цетановото число. Ценна докато гориво, напротив, се състои от нормални алкани, неразклонен структура. Стандарт на цетановото дизелово гориво получи $ C_H_ $ (цетаново число 100).

Решете контрол по всички предмети. 10 години опит! Цена от 100 рубли. период от 1 ден!