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).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.