Основные положения теории радикального цепного механизма реакции термического распада. Теория Райса. Температура и продолжительность процесса и давления на результаты термического крекинга, страница 11

Вновь образовавшийся карбениевый ион может десорбироваться с поверхности катализатора, отщепив  гидрид-ион от активного центра или молекулы парафина, и превратиться в нейтральную молекулу.

Перед десорбцией первичный карбений-ион может изомеризоваться в более стабильный третичный и затем превратиться в изопарафин.

Непредельные углеводороды

Присутствие высокомолекулярных олефинов не является характерным для прямогонного сырья каталитического крекинга. Однако, небольшое их количество может образовываться при вакуумной перегонке мазута из-за термического распада углеводородов. Кроме того, олефины образуются в результате первичного каталитического крекинга углеводородов.

Последовательность отдельных стадий каталитического крекинга олефинов можно представить следующим образом:

а) образование карбениевого иона путем присоединения к двойной связи олефина протона, отрывающегося от протонного центра.

б) затем происходит распад образовавшегося карбокатиона на олефин меньшей молекулярной массы и ион карбения

в) на третьей стадии вновь образовавшийся первичный ион карбения до или преимущественно после изомеризации в третичный десорбируется с поверхности катализатора, отдав протон (Н+) катализатору или молекуле олефина.

Нафтеновые углеводороды

В сырье каталитического крекинга нафтены представлены производными циклопентана и циклогексана с длинными боковыми цепями, а также бициклическими алкилированными нафтенами. Образование ионов карбения из алкилированных нафтенов происходит также, как и для парафиновых углеводородов, т.е. путем отрыва гидрид-иона от молекулы при взаимодействии с апротонным кислотным активным центром.

Алкилированные нафтены распадаются с образованием олефина и нафтена или парафина и циклоолефина. По-стадийно распад нафтенов протекает следующим образом:

а) образование из исходной молекулы нафтенового углеводорода иона карбения.

б) распад образовавшегося карбокатиона.

в) превращение низкомолекулярного иона карбения в конечный продукт крекинга.

Ароматические углеводороды.

Ароматические углеводороды в сырье каталитического крекинга представлены производными бензола, нафталина, антрацена, фенантрена и другими конденсированными ароматическими соединениями с числом ядер более трех.

Распад алкилированных ароматических углеводородов протекает с полным отрывом боковой цепи, в результате образуются олефины и соответствующие ароматические углеводороды.

В соответствии с ион-карбениевой теорией механизм крекинга ароматических углеводородов постадийно представляется следующим образом:

а) Образование из ароматического углеводорода карбокатиона.

б) распад образовавшегося карбокатиона.

в) Образование второго конечного продукта первичного распада алкилированного ароматического углеводорода при взаимодействии с кислотным активным центром или исходным углеводородом.

Химия  каталитического крекинга.

В отличие от термического крекинга протекание процесса каталитического крекинга на пористом катализаторе осложняется явлением массопередачи. Необходимо доставить исходное сырье к поверхности катализатора и внутрь пор, а также удалить продукты и непрореагировавшее сырье из пор и с поверхности катализатора. Массопередача в гетерогенных процессах осуществляется за счет диффузии.

Постадийно процесс гетерогенного катализа можно представить следующим образом:

-поступление сырья к поверхности катализатора (внешняя диффузия);

-диффузия (внутренняя) сырья в поры катализатора;

-хемосорбция молекул сырья на активных центрах;

-химические реакции на поверхности катализатора;

-десорбция продуктов крекинга и непрореагировавшего сырья с внутренней поверхности и диффузия их из пор;

-удаление продуктов крекинга и неразложенного сырья из зоны реакции.

Любая из этих стадий может лимитировать процесс, то есть определять его скорость.

Так, при крекинге в кипящем слое микросферического катализатора внутридиффузионное торможение в порах матрицы практически не происходит до температуры 530 – 550 0С (процесс протекает в кинетической области).