Катализаторы и механизм каталитического крекинга

II тем более предсказать их невозможно без детального знания механизма каталитического крекинга. Особенности протекания реакций на катализаторе, их специфика, закономерности поведения самого катализатора в условиях периодического чередования крекинг — регенерация — вот тот необходимый минимум вопросов, который надо рассмотреть перед тем, как приступить к описанию разработанных технологических схем крекинга во взвешенном слое катализатора. [c.226]

Механизм каталитического крекинга — карбоний-ионный. Началом зарождения карбоний-иона является реакция олефина с одним из протонов (Н+), находящимся на поверхности катализатора [c.48]

Таким образом, механизм гидрокрекинга включает как элементы механизма риформинга парафиновых углеводородов на бифункциональных катализаторах, так и элементы механизм каталитического крекинга парафинов. [c.820]

Механизм каталитического крекинга углеводородов выяснен только в самых общих чертах. Объясняется это- прежде всего большой сложностью процесса даже при крекинге одного индивидуального углеводорода. Эта сложность обусловлена способностью алюмосиликатных контактов катализировать разнообразные типы побочных превращений углеводородов (изомеризация, полимеризация, циклизация, перераспределение водорода). Эта универсальность действия алюмосиликатных катализаторов приводит к одновременному протеканию комплекса сложных стадийных вторичных реакций. Сложность процесса еще больше увеличивается при крекинге смесей углеводородов. [c.152]

Крекинг и пиролиз углеводородов. Механизм каталитического крекинга углеводородов выяснен лишь в самых общих чертах, что объясняется прежде всего большой сложностью этого процесса, так как в нем имеют место разнообразные побочные реакции — изомеризация, полимеризация, циклизация, перераспределение водорода и др. Механизм процесса значительно усложняется при крекинге смесей углеводоро дов. С помощью меченых атомов при изучении механизма вторичных реакций крекинга было установлено [66—69] от сутствие изотопного обмена углерода между углеводорода ми. Метан в условиях крекинга обладает весьма малой реакционной способностью, отсутствует его прямое алкилирование непредельными продуктами, образующимися при крекинге, олефинам принадлежит преобладающая роль в образовании кокса на катализаторе и в реакциях полимеризации. [c.21]

Протекающие при гидрокрекинге реакции изучались рядом исследователей [4—6, 11—13, 26, 34]. Все эти работы показали, что механизм гидрокрекинга сводится к механизму каталитического крекинга, дополненному реакциями гидрирования. Быстрое гидрирование олефиновых компонентов, образующихся при крекинге, предотвращает их повторную адсорбцию на катализаторе, тем самым подавляя образование кокса и обеспечивая поддержание высокой крекирующей активности катализа-тора. Эти преимущества вместе со сравнительно высоким парциальным давлением сырья обусловливают быстрое протекание крекинга при более низких температурах, чем на установках каталитического крекинга, и обеспечивают более длительную работу катализатора без регенерации, [c.252]

В работе [29] рассмотрена реакция крекинга изопропилбензола над алюмосиликатными катализаторами. Эта реакция является благоприятным объектом для изучения кинетики и механизма каталитического крекинга, ибо она в условиях опытов, приведенных в работе [29], протекает практически только на катализаторе без образования побочных продуктов и без диффузионных осложнений. Схему реакции в предположении, что она идет с промежуточным образованием иона карбония, можно записать следующим образом. [c.192]

Подводя итог сказанному выше о химии каталитического крекинга, автор приходит к следующим выводам о механизме каталитического крекинга, роли катализатора и его химической природе [c.33]

КАТАЛИЗАТОРЫ И МЕХАНИЗМ КАТАЛИТИЧЕСКОГО КРЕКИНГА. [c.234]

Наиболее распространенной теорией, объясняющей механизм каталитического крекинга на алюмосиликатных катализаторах, в настоящее время является теория карбоний-иона. В основе теории лежат следующие представления. [c.236]

В целом, согласно теории ионов карбония, механизм каталитического крекинга представляется в виде цепных реакций. Зарождение цепи происходит под действием иона водорода катализатора [c.237]

Настоящая статья посвящена каталитическому крекингу чистых углеводородов. В ней рассматриваются крекинг соединений, являющихся представителями различных классов углеводородов, механизм каталитического крекинга и природа катализаторов крекинга . [c.165]

Исследование механизма каталитического крекинга меченого к-амилбензола на алюмосиликатном катализаторе. [c.98]

Это отщепление является реакцией, обратной алкилированию ароматических углеводородов олефинами. Последняя — хорошо и шестная низкотемпературная реакция над кислыми катализаторами, интерес к которой в последнее время вновь возрос в связи с ее механизмом, особенно над катализаторами Фриделя-Крафтса [6]. Действительно, общая теория замещенпя ароматических углеводородов в кислой среде связана с механизмом каталитического крекинга ароматических углеводородов. [c.129]

Приведенные результаты свидетельствуют, что сам по себе гидрирующий компонент катализирует только одну реакцию гидрокрекинга — де-метилироваиие. Если н качестве катализатора нрнменяотся только кислый носитель, то реакций вообще по происходит дажо ири значительном повышении температуры, в то жо время добавление небольшого количества гидрирующего компонента к такому носителю вызывает реакцию отщепления осколков Сз и выше. Характер такого отщепления соответствует механизму каталитического крекинга с участием иона карбония, подробно освещенному в отдельной главе. [c.175]

Наиболее распространенной теорией механизма каталитического крекинга является карбоний-ионная. Карбоний-ионный механизм каталитического крекинга исходит из кислотного характера алюмосиликатного катализатора, имеющего условную формулу пА ОзвтЗгОг хНгО. [c.52]

Характерной чертой алюмосиликатных катализаторов (природных и синтетических) являются их кислотные свойства. Установлено, что с повышением кислотности активность катализатора возрастает. Это хороню согласуется с сбщенрин5 тым карбоний-ионным механизмом каталитического крекинга. Карбоний-ион является промежуточным продуктом каталитического крекинга и образуется в результате взаимодействия кислоты с углеводородом . Соответствие кислотных свойств катализатора к его активиссти подтверждается, в частности, тем фактом, что при нанесении на катализатор щелочных металлов или азотистых оснований его активность снижается. [c.146]

Реакции гидрокрекинга очень сложны наряду с расщеплением и гидрированием протекают изомеризация, разрыв и нерегруппи-ровка циклов, алкилирование, гидродеалкилирование и др. Механизм гидрокрекинга сходен с механизмом каталитического крекинга, но усложнен реакциями гидрирования. Гидрокрекинг алканов низкой молекулярной массы при гидрировании нефтяных фракций нежелателен, так как приводит к образованию легких углеводородов, вплоть до метана. При переработке высококипящих фракций и нефтяных остатков гидрокрекинг алканов желателен, так как в результате образуются углеводороды, по температуре кипения соответствующие светлым нефтепродуктам. Такие реакции протекают под давлением и в присутствии окисных или сульфидных катализаторов. [c.210]

Такие различия между термическим и каталитическим процессами могут быть объяснены тем, что они имеют разный механизм. Катализатор крекинга способен вызывать образование ионов карбония, так как он является очепь сильной кислотой. Поэтому не удивительно, что каталитический крекинг сопровождается реакциями изомеризации и полимеризации, приводящими к возникновению углеводородов с очень разветвленным скелетом. Способность катализатора крекинга к переносу водорода с насыщением части молекул олефинов следует считать проявлением карбоний-ионного механизма, как уже упоминалось при описании гидрополимеризации олефинов. При этой реакции катализатор способствует передаче водорода от одной молекулы олефина к другой. В результате образуются парафин и диен последний может еще раз явиться донором водорода. В конце концов, олефины либо ароматизируются, либо обуглероживаются, покрывая катали- затор налетом кокса. Эта реакция тоже инициируется олефином, который, присоединяя протон катализатора, превращается в ион карбония. В качестве примера приводится механизм каталитического крекинга к-гексадекана [117]. Образование углеводородов С3 и С4 объясняется тем, что по преимуществу происходит Р-расщепление, связанное с изомеризацией иона карбония. Попы этил- и метилкарбоння возникают с ббльшим трудом. [c.344]

Карбоний-ионный механизм каталитического крекинга исходит из кислотного характера алюмосиликатного катализатора, имеющего условную формулу яА120з /я5102-д Н20. На поверхности катализатора имеются каталитические центры двух видов протонные, где каталитическая функция принадлежит протонам (кислоты Бренстеда), и апро-тонные (кислоты Льюиса), где координационно ненасыщенный атом алюминия служит акцептором электронов. [c.89]

Механизм каталитического крекинга в общих чертах может быть представлен следующим образом. При каталитическом крекинге превращоишо будут подвергаться только те молекулы, которые вовлекаются в силовое поле катализатора и задерживаются здесь. Это будут преимущественно крупные молекулы сырья и продуктов превращения, обладающие достаточной физико-химической силой притяжеиия. Молекулы меньшего молекулярного веса, а также крупные молекулы, но с малой физико-химической силой притяжения задерживаться в силовом поле не будут, а следовательно, не будут и подвергаться крекингу. [c.212]

Приведите возможные схемы механизма каталитического крекинга м-гептана, бутилциклогексана и бутилбензола. Какие реакщ1и приводят к образованию кокса на поверхности катализатора [c.863]

Полученные кинетические уравнения позволяют не только получить ряд интересных данных для понимания механизма каталитического крекинга, но и решать ряд практических вопросов, как, например, рассчитывать производительность реакторов, их размеры, оптимальные температуры ведения процесса, устанавливать высоту слоя катализаторов для процессов со стационарным катализатором. Движущимся катализатором и для процессов, осллдествляемых по принципу кипящего слоя. [c.50]

В. С. Гутыря, Б. К. Америк, Я. А. Ботников и др.) и с синтетическими пылевидными, таблетированными и неформованными шариковыми алюмосиликатными катализаторами (Б. Л. Молдавский, С. К. Макаров, А. В. Агафонов, Б. К. Америк, Г. Н. Маслянский, Битепаж, С. Н. Обрядчиков, Г. М. Панченков и др.). Выяснение многих деталей механизма каталитического крекинга, разработка рецептур приготовления катализаторов и создание отечественных схем процесса являются крупным достижением советской науки. [c.24]

Полученные нами данные по обмену могут быть использованы для уточнения механизма крекинга углеводорода на алюмосиликатах. Оказалось, что скорость процесса обмена ниже, чем скорость тех реакций, которые мы изучили, — реакции крекинга и реакции изомеризации циклогексена. Эти результаты показывают, что упрощенное представление о механизме каталитического крекинга как кислотно-протонного каталитического процесса неверно. Если бы образовался ион карбония с последующим распадом путем обмена ионами водорода между углеводородом и катализатором, то тогда нужно было бы ожидать, что окончание процесса обмена должно было быть связано с прекращением тех процессов, которые протекают на катализаторе. А в действительности мы видим, что процесс происходит достаточно хорошо и тогда, когда обмен полностью прекращается. Наша работа заставляет пересмотреть такие упрощенные представления о механизме алюмоснликатного катализа. Возможно, что алюмо-кремпевая кислота является не кислотой бренстедтовского типа, а льюисовского, и ион карбония, если он возникает, тоже особого типа, который может получиться при взаимодействии углеводорода с кислотой льюисовского типа. [c.168]

Первый шаг в раскрытии механизма каталитического крекинга сделал Гайер [5], который в 1933 г. показал, что катализатор, содержащий оксиды алюминия и кремния, проявляет кислотные свойства. Это наблюдение, подтвержденное впоследствии другими исследователями, привело к догадке о том, что именно кислотные центры на поверхности катализатора являются каталитически активными. В то же самое время Уитмор [6] высказал предположение о каталитической активности кислотных центров в своей теории реакций карбениевого иона. К сожалению, это предположение, выдвинутое впервые в 1934 г., не разрабатывалось вплоть до конца 40-х годов. [c.9]

Мак-Айвер и сотр. [187, 188] показали превосходную применимость этого метода д.ля изучения алюмосиликатных катализаторов. Они добились значительного прогресса в выяснении механизма каталитического крекинга (см. разд. 8.5), изучая хемосорбцию бутена-1 и октена-1 на целом ряде алюмосиликатных катализаторов. Так, они установили, что бутен-1 прочно хемосорбируется лишь на части поверхности катализатора при температурах не выше —78°, причем на эту адсорбцию сильно влияет предварительная обработка катализатора. Методом хемосорбции Мак-Айвор и сотр. также определили различие в свойствах поверхностей rj- и у-окиси алюминия и получили определенные доказательства, подтверждающие предположение о том, что окись алюминия можно считать катализатором кислотного тина [189]. [c.94]

Образование продукта замещения высвобождает уксусную кислоту это явление наблюдается и на холоду, но особенно заметно при нагреве. Аналогичная реакция замещения была предложена Баллодом, Пацевичем, Фельдманом и Фростом [9] для объяснения влияния едкого натра на монтмориллонит. Страйт и Данфорт [10] показали, что едкий литий оказывает аномальное влияние на крекирующую активность синтетического алюмосиликата. Работами других исследователей [3, 7, И, 12] установлен механизм каталитического крекинга, в котором для стабилизации карбоний-иона, имеющего малую продолжительность жизни, необходима передача протона от кислотного центра с поверхности катализатора. Наличие протонного обмена было подтверждено Миллсом и др. [13] при помощи катализатора, содержащего окись дейтерия. Предложенное выше объяснение отравляющего действия натрия находится в полном соответствии с принятой теорией, так как замещение протона натрий-ионом по приведенному выше уравнению уменьшает возможность протонного обмена между катализатором и карбоний-ионом и вызывает равномерное снижение качества катализатора с увеличением концентрации металла. [c.259]

Следует сказать несколько слов о других механизмах, предложенных для объяснения каталитического крекинга. Тейлор и его сотрудники [52] придерживаются того мнения, что необходимо разорвать, по крайней мере, одну связь С—Н для того, чтобы ввести углеводород в сферу влияния катализатора. Исследование обмена между С04 и СН4 на алюмосилнкатном катализаторе при 345° привело указанных авторов к заключению, что механизм каталитического крекинга состоит в дегидрогенизации, являющейся первой стадией, за которой следует разрыв связи углерод-углерод, приводящий к образованию более легких продуктов. Последние испаряются с катализатора в виде предельных или непредельных соединений, в зависимости от концентрации водорода на поверхности. Таким образом, предполагается, что диссоциативной адсорбцией углеводородов можно объяснить результаты каталитического крекинга. Однако этот механизм не объясняет образования продуктов реакции с разветвленными цепями, например образования изобутана вместо н-бутана при каталитическом крекинге не объясняется и тот факт, что водород, прибавленный во время крекинга к парам углеводорода, оказывает действие инертного разбавителя, вследствие чего образу тся не меньше, а больше непредельных соединений. Первое условие механизма Тейлора, требующее, чтобы прежде всего разорвалась [c.32]

В течение ряда лет велась дискуссия относительно природы кислотных центров алюмосиликатов. Одни приводили доводы в пользу льюисовской природы кислотных центров, а другие, включая меня, предпочитали представления, основанные на протонной природе центров. Ни одна из этих точек зрения не могла полностью объяснить все экспериментальные факты, в частности влияние малых количеств воды на водородный обмен между углеводородами и катализатором и на самое реакцию крекинга. Предположение Данфорта о то.м, что вода является сокатализатором, дает возможность разрешить спор, ибо теперь эти две идеи могут быть логически объединены. Так, вероятно, требуется минимальное количество воды, чтобы вытеснить реакционный комплекс с активного центра типа кислоты Льюиса и, таким образом, ускорить реакцию. На некоторой стадии процесса может присутствовать кислота Бренстеда и может идти реакция водородного обмена. Короче говоря, теперь, вероятно, можно сказать, что как кислота Льюиса, так и кислота Бренстеда могут играть роль в механизме каталитического крекинга. [c.717]

Реакции гидрокрекинга очень сложны — наряду с расщеплением и гидрированием протекают изомеризация, разрыв и перегруппировка циклов, алкилирование, гидродеалкилирование и т. д. Исследо-вaIfия показали, что механизм гидрокрекинга сходен с механизмом каталитического крекинга, но усложнен реакциями гидрирования. Быстрое гидрирование олефиновых углеводородов, образующихся при крекинге, предотвращает образование кокса на катализаторе и обеспечивает, поддержание крекирующей активности катализатора. Это, а также сравнительно высокое парциальное давление водорода в системе обусловливает быстрое протекание крекинга при более низких температурах, чем при обычном каталитическом крекинге, и обеспечивает более длительную работу катализатора без регенерации [12]. [c.254]

Механизм каталитического крекинга несимметричных диарилэта-нов [122] объяснен с применением теории иона карбония. Дано сравнение результатов опытов, проведенных на алюмосиликатном катализаторе (5102— 120.5) и на каолине при 525°. Кинетические данные для замещенных диарилэтанов показывают удивительное соответствие между относительными константами скорости и электроотрицатель-иостью заместителей. Однако трудно представить, как катализатор [c.88]

Механизм каталитического крекинга парафинов, например, в свете таких представлений рассматривается следующим образом. Начальной стадией крекинга является образование связи углерод — катализатор. Эта реакция в основном сводится к одновременному отщеплению гидридиона (Н ) от молекулы парафина и протона от поверхности катализатора. Это приводит к образованию катиона карбония, аниона кислоты и молекулярного водорода [c.130]

Изложенное выше обсуждение вопроса основано непосредственно на концепции карбониевоионного механизма каталитического крекинга. Такой механизм требует присутствия кислотного агента, а поэтому остается показать, что катализаторы крекинга имеют кислотный характер . [c.182]

Основные отличия гидрокрекинга от каталитического крекинга заключаются в том, что общая конверсия парафинов выше в первом процессе, чем во втором. Это обусловлено легкостью обра — зс вания алкенов на гидро — дегидрирующих центрах катализаторов ГР дрокрекинга. В результате наиболее медленная и энергоемкая стадия цепного механизма — инициирование цепи — при гидрокрекинге протекает быстрее, чем при каталитическом крекинге без вс дорода. Катализаторы гидрокрекинга практически не закоксо — В1 шаются, так как алкены подвергаются быстрому гидрированию и н< успевают вступать в дальнейшие превращения с образованием продуктов полимеризации и уплотнения. [c.226]

Оба основных механизма — а) крекинг над кислотными катализаторами по ионному механизму и б) термический крекинг по радикальному механизму (при отсутствии катализаторов) соверщенно очевидны. В случае каталитического крекинга постулированные выше ионные реакции являются обратными низкотемпературным (от О до 100° С) реакциям присоединения, протекающими над кислыми катализаторами, а именно, полимеризации олефинов, алкилированию ароматических углеводородов олефинами и алкилированию изопарафинов олефинами. Низкотемпературные реакции над кислыми катализаторами, происходящие, как правило, с участием олефинов, дог1 точно хорошо изучены, и суп ,естБующая по этому вопросу обширная литература [34] позволяет сделать вывод, что механизм этих реакций характеризуется образованием иона карбония как промежуточного продукта. [c.115]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология