Реакции гидрогенолиза С—С-, С—S-, С—О-, С—N-связей

Вычисленная сравнительная легкость 8Е протекания реакций гидрогенолиза связей С—О в многоатомных спиртах над N1 (влияние заместителей на [c.35]

Для систематического рассмотрения реакций гидрогенолиза связей С—О, С—S и С—N при действии комплексных гидридов были приняты две рабочие гипотезы. Во-первых, было предположено, что гидрогенолиз имеет место в том случае, когда в результате отщепления функциональной группы возникает стабилизированный ион карбения [691] [c.399]

РЕАКЦИЯ ГИДРОГЕНОЛИЗА С-С-СВЯЗЕЙ [c.87]

К реакциям гидрогенолиза относится большая группа каталитических реакций, протекающих с разрывом каких-либо связей и присоединением атомов водорода по возникшим свободным валентностям. Поскольку настоящая книга посвящена превращениям углеводородов, речь пойдет о разрыве только связи С—С. Установлено, что разрыв казалось бы одинаковых С—С-связей в углеводородах разных классов (алканы, циклоалканы Сз— —С15, алкилбензолы) часто проходит неодинаково, требует разных катализаторов, а механизмы реакции могут, видимо, существенно различаться. [c.87]

Механизмы реакций гидрогенолиза С—С-связей, в том числе для углеводородов разных классов, широко и тщательно изучаются исследователями многих школ. По современным представлениям механизмы гидрогенолиза углеводородов принципиально различны для двух указанных выше групп катализаторов. Считается, что в основе механизмов реакций на катализаторах первой группы лежит образование разных типов переходных [c.87]

Адсорбцию и дейтерообмен метана и этана, реакции гидрогенолиза этана, гидрогенолиза и изомеризации бутанов и некоторых углеводородов состава Сг исследовали также в присутствии черней Ки, КН и 1г [43]. Более высокую каталитическую активность Ки, КЬ и 1г в реакции гидрогенолиза по сравнению с активностью Р(1, Р1, Со или N1 объясняли легкостью образования прочно связанных (многоцентровая адсорбция) поверхностных частиц, ответственных за гидрогенолиз. Предполагается, что начальная стадия быстрого многократного разрыва С—С-связей молекулы углеводорода сопровождается медленной десорбцией продуктов реакции, которая, по-видимому, и является лимитирующей стадией гидрогенолиза на Ки-, КЬ- и 1г-катализаторах. [c.96]

По данным Го [162], в определенных случаях наблюдается полностью неселективный гидрогенолиз циклопентанового кольца. Например, для метил- и 1,3-диметил-циклопентанов в присутствии (6—20% Pt)/АЬОз (315°С, 3 МПа) реакция протекает очень селективно, в то время как при низком содержании Pt в катализаторе (0,15—0,60%) гидрогенолиз связей кольца происходит по статистическому закону распределения. В присутствии катализаторов с большим содержанием платины при относительно низких температурах и низких давлениях водорода преобладает главным образом селективный разрыв С—С-связей кольца метилциклопентана. В то же время при неселективном разрыве на катализаторах с низким содержанием платины не наблюдается какой-либо определенной зависимости от температуры. В случае 1,3-диметилциклопентана влияние температуры сказывается более значительно. [c.130]

Изучение реакции изомеризации гексанов с помощью меченых атомов С позволило определить соотнощение механизмов реакции сдвига связи и циклической изомеризации в зависимости от свойств катализатора. Оценка размеров кристаллитов платины в катализаторе показала, что в случае кристаллитов размером менее 2 нм преобладают циклическая изомеризация и неселективный гидрогенолиз метилциклопентана, в то время как на более крупных кристаллитах преобладают сдвиг связи и селективный гидрогенолиз (рис. 1.6). [c.16]

При этом математическое описание гидрокрекинга (табл. Х-1) дополняется уравнениями элементарных материальных балансов по Se, Зд, So Sb, H S. Учитывать вклад реакций гидрогенолиза в общий тепловой баланс следует лишь при содержании соединений серы больше 2%. Это не вызывает затруднений, так как теплота гидрогенолиза С—S-связи рассчитывается методами химической термодинамики, а теплоты гидрокрекинга приведены выше (стр. 355). Такой подход оказался весьма эффективным при моделировании различных промышленных процессов гидроочистки [c.365]

Из приведенных данных видно, что в процессах гидроочистки тяжелых фракций при неглубоком гидрокрекинге основной вклад в теплоту процесса вносят реакции гидрогенолиза С—5-связей. Так, при очистке сернистых фракций (содержание серы в сырье 4% и выше) с получением малосернистого (до 1% серы) котельного топлива и низком гидрокрекинге (до 10—15% легких продуктов) тепловыделение составляет около 180 кДж/кг сырья, причем на долю гидрогенолиза С—5-связей приходится почти 90% от этой величины. [c.154]

РЕАКЦИИ ГИДРОГЕНОЛИЗА С—С-, С—8-, С—0-, С— -СВЯЗЕЙ [c.308]

Данные о реакциях гидрогенолиза С—С-связей в парафиновых и нафтеновых углеводородах приведены в гл. V. Здесь отметим, что термодинамически практически равновероятен гидрогенолиз С—С-связей парафиновой цепи у концов и в середине молекулы, что демонстрируется данными для гидрокрекинга н-парафинов в газовой фазе (табл. 85). [c.308]

Термодинамические характеристики характерных реакций гидрогенолиза С—5-, С—0-связей даны в табл. 86. [c.310]

Взаимная связь реакций гидрогенолиза и гидрирования в условиях гидроочистки была изучена на примерах гидрирования гептена н гидрогенолиза тиофена в присутствии продуктов гидрирования на [c.288]

Сопоставление основных тенденций развития гидрогенизационных процессов убеждает прежде всего в том, что растет их специализация, т. е. возникают все более и более селективные процессы, в которых интенсивно протекает какое-либо одно превращение или одна реакция, в то время как другие возможные сопутствующие реакции сводятся к минимуму. Такая селективность достигается определенным соотношением между различными реакциями собственно гидрирования (гидрирование диенов, олефинов, конденсированных ароматических углеводородов, моноциклических углеводородов и другие), реакциями восстановления различных типов (восстановление кислотных, эфирных, гидроксильных и других кислородсодержащих групп, восстановление аминогрупп и другие), реакциями изомеризации и гидроизомеризации, реакциями гидрогенолиза различных типов (гидрогенолиз связей С—О, С—N, С—8, раскрытие алициклических колец, отщепление алифатических заместителей и другие). [c.335]

Так, на основании мультиплетной теории была предсказана возможность гидрогенолиза перекисной связи О—О и, в частности, получения я-декалола путем гидрирования перекиси декалина с катализатором никелем. Расчет показал, что эти, неизвестные прежде, реакции должны легко идти. Гидрирование различных перекисей было изучено совместно с Н. В. Никифоровой и Л. X. Фрейдлиным. Опыт вполне подтвердил расчеты [1, 2]. Энергия активации оказалась близка к предвычпсленной. Более того, было показано, что в полифункциональных соединениях по легкости протекания реакции гидрогенолиз связи О —О располагается между реакциями гидрирования С — С и восстановления группы N02, как это тоже было предсказано мультиплетной теорией. [c.10]

Сульфиды и оксиды молибдена и вольфрама с промоторами являются бифункциональными катализаторами (с п — и р — прово — дикостями) они активны как в реакциях гидрирования-дегидри— рования (гомолитических), так и в гетеролитических реакциях гидрогенолиза гетероатомных углеводородов нефтяного сырья. Однако каталитическая активность Мо и W, обусловливаемая их дырочной проводимостью, недостаточна для разрыва углерод — угл зродных связей. Поэтому для осуществления реакций крекинга углэводородов необходимо наличие кислотного компонента. Следовательно, катализаторы процессов гидрокрекинга являются по существу минимум трифункциональными, а селективного гидрокрекинга — тетрафункциональными, если учесть их молекулярно — ситовые свойства. Кроме того, когда кислотный компонент в катализаторах гидрокрекинга представлен цеолитсодержащим алюмосиликатом, следует учесть также специфические крекирующие свойства составляющих кислотного компонента. Так, на алюмоси — ЛИР ате — крупнопористом носителе — в основном проходят реакции первичного неглубокого крекинга высокомолекулярных углеводо — ро ов сырья, в то время как на цеолите — реакции последующего бо/ ее глубокого крекинга — с изомеризацией среднемолекулярных углеводородов. Таким образом, катализаторы гидрокрекинга можно отвести к полифункциональным. [c.227]

Внутри поры ядро ССЕ, имеющее наибольшую молекулярную массу, осаждается на активной поверхности, на которой протекают реакции каталитического разложения надмолекулярных структур отдельных частиц асфальтенов. Каталитическое разложение асфальтенов ведет к зарождению отдельных составляющих частиц или осколков, имеющих меньшую молекулярную массу. Осколки, десорбируясь с поверхности, диффундируют в дисперсионной среде и адсорбируются на других активных центрах катализатора, на которых претерпевают химические превращения. В частности, на центрах де металлизации из металлсодержащих комплексов удаляются металлы вслед за гидрированием слабых химических связей. Деметаллизованные осколки в дальнейшем не участвуют в формировании новых надмолекулярных структур, хотя вероятность этого не исключена. Некоторые осколки асфальтенов адсорбируются на центрах гидрообессеривания, где происходят реакции гидрогенолиза серы до сероводорода и гидрирование слабых химических связей. Обессеренные осколки асфальтенов могут ассоциировать друг с другом, зарождая новые ассоциаты с низкой молекулярной массой (обессеренные асфальтены). Параллельно могут протекать реакции деазотирования с вьщелением аммиака, реакции термодеструкции и гидрокрекинга алканов и деалкилирования аренов, реакции гидрирования ненасьпценных осколков молекул и аренов. [c.69]

Известно, что реакция гидрогенолиза серусодержащих соединений с близкой реакционной способностью протекает по механизму реакции первого порядка в ограниченном интервале степеней превращения [38]. В связи с тем, что нефтяные остатки включают широкий спектр компонентов с различной реакционной способностью, при анализе экспериментальных данных по удалению серы наблюдается увеличение кажущегося порядка реакции. Как видно из табл. 2.3, кажущийся порядок реакции может варьироваться от первого до и-го. По данным [56, 38,48] наиболее достоверной качественной интерпретацией процесса, сложность кинетики которого определяется различием в скоростях превращения различных классов серусодержащих соединений, является модель с представлением реакции удаления серы в виде превращения ее из двух условных групп компонентов (легко- и трудноудапяемой) [см. уравнения (2.1), (2.2), (2.3) табл. 2.2]. [c.71]

С. Л. Киперманом и сотр. [30, 31] предложена кинетическая модель гидрогенолиза я-пентана в присутствии промышленного алюмоплатинового катализатора (атмосферное давление, 420—480 °С). Основной реакцией в изученных условиях является изомеризация н-пентана в изопентан. Предполагают, что гидрогенолиз и дегидрирование протекают на Р1-центрах катализатора, а изомеризация осуществляется путем миграции фрагментов СбНц с активных центров металла на пограничные центры носителя. Медленной стадией в реакции гидрогенолиза является симметричный и асимметричный разрывы С—С-связей поверхностных промежуточных фрагментов состава С5Н11, медленной стадией изомеризации — присоединение одного из атомов водорода к диссоциативно адсорбированному пентану. [c.94]

Работа [135] повлекла за собой ряд других исследований, в которых факт гидрогенолиза пятичленного кольца полностью подтвердился. В частности, был констатирован разрыв пятичленного цикла в метил-, этил-, пропилциклопентанах [136], а также в к-бу-тил, Агор-бутил- и изопентилциклопентанах [ 37, 138]. В дальнейшем реакция гидрогенолиза углеводородов этого класса была достаточно подробно изучена [139] на большом числе циклопентанов. Наибольшей скоростью гидрогенолиза обладает сам циклопентан. Введение алкильных заместителей приводит к экранированию связей кольца, прилежащих к алкильным группам, что в свою очередь заметно снижает общую скорость гидрогенолиза пятичленного цикла. Метилзамещенные циклопентаны по относительным скоростям гидрогенолиза можно расположить в следующий ряд [139, 140] [c.122]

Развивая высказанные выше положения, А. Л. Либерман пришел к выводу [154], что взаимообратимые реакции — гидрогенолиз циклопентанов и Са-дегидроцик-лизация алканов,— идущие в сходных условиях в присутствии одного и того же катализатора (Pt/ ), проходят через общее циклическое переходное состояние (рис. 26), в состав которого входят атомы углерода, водорода и катализатора, непосредственно участвующие в перераспределении связей. В переходное состояние входят также два атома водорода, расположенные по обе стороны разрывающейся во время гидрогенолиза (или образующейся при Сз-дегидроциклизации) углерод-углерод-ной связи. Эти атомы водорода адсорбируются, как и атомы углерода кольца, в междоузлиях решетки платины (см. рис. 26). В отличие от рис. 25, на рис. 26 пока- [c.126]

Роль носителя в реакции гидрогенолиза циклопентана и его простейших гомологов в присутствии различных платиновых катализаторов исследована в работах [143, 151, 189—191]. Оказалось, что селективность гидрогенолиза метил- и этилциклопентанов по связям а, б и в (см. с. 123) и соответствующие им значения кажущихся энергий активации (Е) в значительной мере зависят от носителя. Наиболее низкие энергии активации получены нри применении (10% Pt)/Si02 [190], наиболее высокие —на (20% Pt)/ [143, 151]. На Pt/ энергии активации гидрогенолиза метил- и этилциклопентанов, а также самого циклопентана довольно близки (155—163 кДж/моль). При использовании в качестве носителей AI2O3, SIO2 и алюмосиликата энергии активации гидрогенолиза различаются сильнее метилциклопентан < этилциклопентан < циклопентан. Предполагают [190], что найденная закономерность связана с заметным проявлением электронодонорных свойств алкильных радикалов под влиянием кислотных свойств оксидных носителей использованных бифункциональных катализаторов. По-видимому, в случае СНз-группы это влияние сказывается сильнее, чем для СаНз-группы, что и приводит к найденным последовательностям энергий активации. Энергии активации гидрогенолиза этих трех углеводородов в присутствии названных катализаторов, а также относительные выходы продуктов гидрогенолиза [c.140]

Интересные результаты были получены также при исследовании реакции гидрогенолиза моно-, ди- и три-алкилциклопентанов в условиях импульсного режима [157, 158, 194]. Оказалось, что в этом случае происходит заметное увеличение (в 2—3 раза) относительной скорости гидрогенолиза наиболее экранированных связей (а и а ). Это явление, обнаруженное вначале на примере метил- и этилциклопентанов [194], впоследствии было замечено и для других гомологов циклопентана (1,2- и 1,3-диметилциклопентаны, соединения VII и VIII). Относительные выходы продуктов гидрогенолиза (на одну связь), иллюстрирующие обсуждаемый сдвиг селективности при переходе от условий проточного ме тода к импульсному (на Pt/ ), приведены ниже [c.148]

Металлы VHI группы периодической системы элементов различным образом ведут себя в качестве катализаторов гидрогенолиза циклопентанов. Платиновые катализаторы являются весьма специфическими в присутствии этого металла водород, присоединяясь к двум соседним атомам углерода, расщепляет С—С-связь кольца практически без каких бы то ни было побочных реакций. Соверщенно иначе, и в то же время по-разному, ведут себя в этой реакции Pd- и Ni-катализаторы. Б. А. Казанским с сотр. показано, что Pd/ не активен в реакциях гидрогенолиза циклопентана и его гомологов [216—218], в то время как над Ni/A Oa [142, 218, 219] происходит глубокий распад циклопентанов с преимущественным образованием метана. Исследован [138, 220] гидрогенолиз пятичленного цикла над Pt- и Ni-ка-тализаторами при гидрогенолизе н-бутилциклопентана над Ni/AbOa обнаружено большое количество нпзкомо-лекулярных углеводородов [138]. Аналогично при гидрогенолизе метилциклопентана над тем же катализатором при 240°С образовывалось до 40% газообразных алканов [142]. Подробно изучен [218] гидрогенолиз самого циклопентана над Ni-катализатором. Прн 250 около 30% циклопентана превращалось в метан, а жидкий катализат почти целиком состоял из исходного циклопентана. Таким образом, Ni-катализаторы оказались далеко не столь селективными при гидрогенолизе циклопентанового кольца, как Pt/ . Такое же жесткое действие на циклопентан и метилциклопентан оказывают и [c.160]

Более подробно роль водорода при образовании пятичленных циклов з алканов и алкенов в присутствии Pt/ изучена в работе [108]. В частности, изучено влияние концентрации водорода в его смесях с гелием на скорость реакции Сз-дегидроциклизации 2,2,4-триметилпентана. Показано, что обработка катализатора гелием изменяет состояние его поверхности и Сз-дегидроцикли-зация в токе этого газа уже не происходит. Скорость реакции возрастала с увеличением содержания Hj в газовой смеси (рис. 45). При исследовании зависимости скорости Сз-дегидроциклизации 2,2,4-триметилпентана от скорости пропускания Из установлено, что при малых концентрациях Нг скорость реакции возрастает с увеличением скорости пропускания Нг. Дальнейшее увеличение концентрации Нг приводит к снижению скорости реакции (рис. 46). Это, по-видимому, связано с уменьшением времени контакта углеводорода с катализатором и, возможно, с ускорением обратной реакции — гидрогенолиза пятичленного кольца. [c.233]

При каталитической реакции гидрогенолиза гел -диалкилциклопропа-нов существует общее правило разрывается углерод-углеродная связь, [c.252]

Относительные скорости гидрогенолиза (нрн 260° над платиной) циклопентана, метилциклопентана, /иракс-1,2-димотилциклонентана и т/ анс-1,3-диметилциклонентана находятся в отношении 12 7 2 1 [80]. Качественно скорости данной реакции обратно пропорциональны числу алкильных заместителей и прямо пропорциональны количеству связей в кольце, не примыкающих непосредственно к замещенным С-атомам. Сравнительно ббльшая устойчивость 1,3-диметилциклопентана к реакции гидрогенолиза объясняется тем, что это соединение обладает только одной связью, не примыкающей к замещенным С-атомам, в то время как 1,2-ди-метилциклонентан имеет две такие связи. Изложенные выше обобщения, вероятно, могут быть распространены и на соединения, содержащие в кольце и другие алкильные группы, чем метильная. [c.258]

Отсутствие взаимного влияния хемосорбированиого оксида углерода может быть объяснено разбавлением электрондефицитных платиновых центров неактивными частицами платины, связанной с серой, а также распределением их по ее поверхности среди акцепторных центров носителя. Повышение электронной дефицитности платины вследствие промотирования катализатора серой приводит к ослаблению связи Р1- С при хемосорбции молекул углеводорода и к подавлению реакций, для которых такая хемосорбция определяет скорость, например для реакции гидрогенолиза. [c.57]

Видно, что для различных серосодержащих соединений теплота гидрогенолиза С—5-связей слабо меняется с температурой. Если бы концентрация соединений серы при гидроочистке была значительной, необходимо было бы учитывать вклад в общую теплоту процесса реакций гидрогенолиза С—5-связей. Однако при производстве моторных топлив концентрация соединений серы мала (обычно менее 0,5%) и даже при полном гидрогенолизе всех С—5-связей выделяемое тепло составит менее 0,5 кДж/моль обрабатываемой нефтяной фракции. Естественно, такое тепловыделе-ление не скажется на тепловом и кинетическом режиме процесса и его можно не учитывать. Учет теплоты гидрогенолиза связей С—5 необходим для гидроочистки котельного топлива, получаемого из мазутов сернистых нефтей. В этом случае концентрация соединений серы является высокой, и их превращения следует учитывать при тепловых расчетах. , "— [c.121]

Как В приведенных выше, так и в различных других однотипных реакциях гидрогенолиз С—О- и С—Ы-связей протекает с большим тепловыделением, чем С—5-связей. При температурах технических процессов увеличение тепловыделения составляет приблизительно 14%- Поэтому при расчете теплот гидроочистки с удалением ощутимых количеств кислород- и азотсодержащих соединений можно использовать формулу (V. ), включив в нее член, учитывающий изменение содержания кислорода и азота (в долях от сырья) Дзо+м и теплоту их удаления (в расчете на 1 кг удаляемых элементов) ДЯо+ы последнюю величину оценим как 1,14АЯ5. В результате находим (в кДж/кг) [c.155]

По Г. К. Борескову реакции гидрирования ненасыщенных соединений (олефинов, бензола, фенола, анилина) и гидрогенолиз связей углерод—гетероатом (обычно С—8) относят к группе гомо-литических каталитических реакций, в то время как реакции изомеризации и расщепления — к группе гетеролитических. Это не строгая классификация и есть группа процессов, в том числе и промышленно важных, в которых наблюдаются и гомолитический, и гетеролитический катализ К ним, в частности, относятся процессы каталитического риформинга и гидрокрекинга, осуществляемые на нолифункциональных катализаторах. [c.114]

При гидрировании циклоолефинов необходимо соблюдать меры предосторожности, так как могут получить значительное развитие побочные реакции гидрогенолиза по углерод-углеродной связи, которые при гидрировании олефинов с открытой цепью не играют столь существенной роли. В более жестких условиях происходит раскрытие цикла при действии водорода, особенно у трех-четыре, хчленных циклических систем. Углеводороды с шестью и более углеродными атомами в цикле в условиях гидрирования могут также изомеризоваться в более стабильные пяти- или шестичленные циклы [c.497]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология