Ответы на экзаменационные вопросы № 1-27 по дисциплине «Теоретические основы химической технологии топлива и углеродных материалов» (Типы и назначения химических процессов. Каталитический гидрокрекинг нефтяного сырья), страница 10

3.В общем вспомогат.добавки обеспеч.такие св-ва кат-ра, как износостойкость, мех.прочность, стойкость к отравляющему воздействию некотор.комп-тов сырья, обеспечивать экологич.чистоту газовых выбросов и т.д. В кач.вспомогат.добавок исп-ют след.в-ва:

1.в кач-ве промотеров, интенсифицирующих регенерацию закоксованного кат-ра, чаще всего прим-ют Pt в очень малых конц-циях.

2. С целью улучшения кач-ва целевого прод-та применяют октаноповышающие добавки на основе различ.сооед-й.

3. Для снижения дезактивирующего влияния примесей сырья применяют технологию кат-кого крекингас подачей в сырьё специальных пассиваторов металлов – металлоорганич.соед-я сурьмы,олова и т.д. Сущность пассивации сводится в переводе металлов, осадившихся на кат-ре, в неактивное состояние.

4. При кат-ком крекинге негидроочищенного сырья обр-ся оксиды S и N, кот.выбрасываются в атмосферу. Всвязи с экологическими требованиями в состав кат-ров вводят оксиды Mg или Ca, кот явл.ловушкой оксидов серы, переводя её в сероводород:

Образующийся H2S поглощается из отходящих газов аминоочисткой.

5. Для повышения мех.прочности кат-ра в состав аморфной матрицы доп-но вводят тонкодисперсную окись Al.

15.Механизм и химизм каталитического крекинга.

Химич.превращения УВ-ов при крекинге сырья, протекающ.по карбкатионному цепному мех-му на пов-ти ЦСК можно представить в след.последовательности:

Первичные р-ии распада могут осущ-ся либо термически по радикально-цепному мех-му, либо каталитически на протонных центрах алюмосиликат.матрицы ЦСК

1.Первичные мономолекулярные р-ии крекинга и деалкилирование высокомолекулярной фракции исход.сырья с обр-ем низкомолекуляр. УВ-ов:

а)

б)крекинг олефинов с обр-ем низкомолекуляр.олефинов

в)деалкилирование алкилароматич. УВ

г)крекинг нафтенов с обр-ем олефинов

Распад на кат-рах выглядит след.образом:

а)

L-Льюивская к-та б)

в)

2.Вторичные бимолекулярные р-ии УВ на пов-ти кат-ра с участием карбкатионов, образующихся преимущ-но присоединением протона к олефину на кислотных центрах кат-ра

Различие по реакционной способности, образующихся карбкатионов обусловливает направление превращений и степень участия их в дальнейших р-ях.

Стабильность карбкатионов возрастает в ряду: метильный карбкат. - этильный карбкат. –первичный – вторичный – и самый устойчивый – третичный карбкат. Именно благодаря стабильности третичного карбкат. обусловлен высокий выход изопарафинов и особенно изобутана при кат-ком крекинге. После взаимод-я олефина с кислот центром кат-ра (с НА), кот.явл.зарождением цепи (инициированием). На след.стадии происходит продолжение (развитие) цепи. Эти р-ии включ.в себя наиболее хар-ные р-ии карбкатионов (карбениевых ионов)

Распад СС связи, перенос гидрид-иона, изомеризация, циклизация, децикл-ция, алкилирование, деалкил-ние, полимеризация, поликонденсация).

Обрыв цепи таких превращений карбкатионов происходит возвратом протона к кат-ру или отнятием е от центров Льюиса.

Распад СС св.карбкатиона явл.одной из наиболее важных целевых р-ий, приводящих к обр-ию низкомолек-ных топливных фракций вплоть до соотв-щих газообразных соед-й (С3..,С4) При распаде СС св.работают след.правила:

а)легче всего разр-ся св.СС, находящаяся в в-положении к ат.С, несущему «+» заряд. Образующиеся олефины содержат = связь у первого ат.С (а-олефины)

б)Более выгодным для алкилароматических или алкилнафтеновых явл.отрыв всей алкильной группы. Поск.образ-е карбкатиона +СН3 и +С2Н5 требует высоких энергетических затрат, то цепной распад карбкатионов по в-механизму прерыв-ся до образ-ния карбкатионов с числом ат.С от 3-5

в)Перенос гидрид-иона протек. по след.мех-му:

Наилучшими гидридными донорами в этих р-ях явл. нафтены или нафтено-ароматич. УВ, изоалканы и некот. олефины. Энерг-ки более выгоден отрыв гидрид-иона от третичного, затем вторичного и менее выгоден от первичного ат.С