Механизм реакций углеводородов на катализаторах крекинга

Полимеризация изобутилена протекает весьма просто. При других алкенах, например пропилене или бутене-1, протекают более сложные реакции, в том числе перегруппировка, деструктивное алкилирование, расщепление (крекинг), изомеризация и т. д., которые следует детально рассмотреть/ Равным образом алкилирование изобутана бутенами с образованием алкилата также связано с многочисленными сложными реакциями, протекающие через промежуточные карбоний-ионы. По такому же механизму протекают и реакции изомеризации, например получения изобутана из м-бутана. Некоторые детали этих процессов будут рассмотрены дальше. Здесь достаточно лишь указать на убедительные доказательства ионного механизма реакций углеводородов. Обмен изотопами водорода между серной кислотой и алканами изостроения можно объяснить только, если постулировать легкое протеканий обмена между дейтерием катализатора и водородом исходного углеводорода [3, 68]. [c.170]

На основании этих представлений о структуре катализатора оказалось возможным дать согласованное объяснение механизмов реакций углеводородов на катализаторе крекинга и, по-видимому, можно в общем объяснить катализ сильными кислотами [31]. [c.641]

Установленная в последние годы кислотная природа действия цеолитов в таких основных реакциях углеводородов, как крекинг, изомеризация, алкилирование, полимеризация и другие, обусловливает лишь в общих чертах их сходство с аморфными алюмосиликатами. Однако с точки зрения существующих представлений о механизме действия катализаторов кислотного типа, например в реакциях перераспределения водорода, трудно объяснить столь разительные отличия в селективности аморфных и кристаллических алюмосиликатов. Несомненно, что эти представления требуют уточнений. [c.79]

Изомеризация парафиновых углеводородов сопровождается побочными реакциями крекинга и диспропорционирования для подавления этих реакций и поддержания активности катализатора на постоянном уровне процесс проводится при давлениях водорода 2,0—4,0 МПа и циркуляции водородсодержащего газа. Кинетика и механизм реакции зависят от типа катализатора й условий проведения реакции. [c.178]

Опубликован обширный обзор, посвященный гидрированию алкенов на твердых катализаторах [25]. В этом обзоре рассматриваются механизм реакции, ее термодинамики и кинетика. Нри атмосферном давлении и температурах выше примерно 500° С свободная энергия гидрирования ненасыщенных углеводородов оказывается положительной однако в условиях высокого парциального давления водорода насыщение алкенов может протекать и в области значительно более высоких температур. Температура и давление, обычно применяемые при процессах гидроочистки, благоприятствуют гидрированию алкенов, но при температурах выше 300° С в присутствии металлических катализаторов алкены могут вступать и во вторичные реакции крекинга. [c.128]

На катализаторах с высокой кислотностью и низкой гидрирующей активностью алкилароматические углеводороды вступают в реакции, аналогичные каталитическому крекингу и протекающие по карбкатионному механизму. [c.822]

В связи с изложенными результатами было целесообразно исследовать влияние температуры на реакцию взаимодействия между этиле-ном.и дейтерием на неметаллических поверхностях. Выбор в качестве твердых поверхностей природной (диатомит) и синтетической (силикагель) двуокиси кремния обусловлен тем, что они широко используются в промышленных каталитических процессах диатомит — в качестве носителя главным образом для катализаторов гидрирования (и прежде всего гидрирования окиси углерода) силикагели — как компоненты алюмосиликатных катализаторов крекинга углеводородов нефти. Естественно, что изучение особенностей взаимодействия дейтерия с этиленом на диатомите и силикагелях существенно поэтому и для выяснения механизма синтеза и крекинга углеводородов на указанных катализаторах сложного состава. Методика исследования дейтерообмена, масс-спектрального анализа продуктов, расчет спектра масс описаны в [13] и [14]. [c.451]

Цеолиты катализируют реакции как карбоний-ионного, так и окислительновосстановительного типов. Наиболее подробно они исследованы в качестве катализаторов крекинга, изомеризации олефинов, алкилирования ароматических углеводородов и других ионных реакций, механизм которых в большинстве случаев интерпретируется на основе концепции участия в реакции карбоний-иона. [c.77]

После регенерации цеолита на воздухе селективность катализатора не восстанавливается, не восстанавливается и интенсивность полос поглощения гидроксильных групп. Если к цеолиту добавляют палладий или проводят реакцию не в атмосфере азота, а в водороде, соотношение углеводородов С3/С, в ходе реакции остается постоянным, содержание ненасыщенных соединений не увеличивается и интенсивность полос поглощения ОН-групп не меняется. Все эти данные показывают, что в ходе реакции структура поверхностных группировок претерпевает существенные изменения. Поскольку интенсивность полосы поглощения при 3640 см уменьшается пропорционально длительности проведения реакции, можно предположить, что уменьщение содержания гидроксильных групп вызвано крекингом. До того момента, как интенсивность полосы поглощения при 3640 см снижается на 80%, отложения кокса на поверхности катализатора проявляются слабо. Однако при большей продолжительности реакции образец быстро чернеет, а соотношение продуктов, характерное для карбониево-ионных реакций, резко меняется и приближается к соотношениям, типичным для термического крекинга. Некоторые особенности крекинга парафиновых углеводородов на цеолитах, в частности пониженное содержание олефинов и уменьшение выходов углеводородов С, и С 2, можно объяснить с помощью данных ИК-спектроскопии. Вполне вероятно, что крекинг протекает в соответствии с механизмом реакций диспропорционирования [c.333]

К реакциям кислотно-основного типа относятся такие важные процессы как крекинг углеводородов, изомеризация олефинов и алкилбензолов, алкилирование ароматических и ациклических углеводородов, полимеризация непредельных углеводородов, дегидратация спиртов и многие другие превращения органических веществ. Для всех этих реакций кислотный механизм действия цеолитных катализаторов считается общепринятым [11]. В связи с этим проблема исследоваиия кислотных свойств является одной из центральных в физикохимии цеолитного катализа. [c.43]

Общепризнано, что полимеризация олефинов в присутствии кислот в качестве катализаторов протекает по карбоний-ионному механизму [22]. Преимуществом этой теории является возможность объяснения весьма широкой группы каталитических реакций углеводородов полимеризации алкилирования, изомеризации и крекинга на единой основе весьма небольшого числа сравнительно простых элементарных реакций. [c.227]

Каталитический крекинг. При каталитическом крекинге расщепление углеводородов осуществляется на алюмосиликатах — типичных катализаторах ионных реакций. В их присутствии реакции расщепления идут не по свободнорадикальному механизму, как при термическом крекинге, а по ионному, через промежуточную стадию положительно заряженных карбокатионов. Последние образуются из олефинов, которые получаются хотя бы в небольшом количестве при термическом распаде сырья, и протонов, генерируемых катализатором кислотного типа [c.39]

Механизм реакций крекинга был установлен главным образом на основании данных о составе продуктов крекинга. Гипотеза о том, что карбоний-ионы принимают участие в реакциях крекинга, возникла в результате применения рассмотренных выше структурных принципов, а также благодаря тому обстоятельству, что реакции некоторых углеводородов относятся к числу газовых реакций, катализируемых алюмосиликатными катализаторами. Реакции, происходящие при каталитическом крекинге, коренным образом отличаются от реакций термического крекинга в первом случае, по-видимому, образуются карбоний-ионы, тогда как термический крекинг протекает через стадию образования свободных радикалов. Сложность реакций крекинга в некоторой степени затрудняет возможность понимания механизма первичных и вторичных реакций, поскольку скелетная изомеризация углеводородов и перенос водорода приводят к продуктам, отличающимся от первичных продуктов. Высказано предполон ение, что небольшое количество олефипового углеводорода, образующегося в результате термического крекинга, необходимо для того, чтобы инициировать образование карбоний-иона. Это означает, что протекание каталитической реакции не исключает возможности одновременного протекания в небольшой степени термического крекинга. [c.371]

Возвращаясь к вопросу о первичной стадии катионных реакций углеводородов, следует указать, что существуют две разные трактовки. По мнению одних исследователей, катализатор сам способен отрывать от углеводорода ион Н или же ослаблять углерод-водородную связь до такой степени, что получается тот же самый результат [39]. По мнению других ученых, механизм состоит в том, что образуется катионный комплекс путем простого присоединения протона к небольшим примесям олефинов, либо присутствующих с самого начала, либо образующихся в небольших количествах вследствие термического крекинга или окисления. Такой комплекс, как бы ни мала была его концентрация на поверхности катализатора, может положить начало цепной реакции, включающей перенос водорода, то есть он способен оторвать ион Н от насыщенного углеводорода, который становится после этого комплексом — носителем цепи [18, 43, 47]. [c.29]

В 1932 г. Фишер и Кох [111] описали механизм синтеза следующим образом. Окись углерода и водород сначала адсорбируются на поверхности катализатора. Затем окись углерода подвергается хемосорбции на активных центрах катализатора [112] с ослаблением углерод-кислородной связи. Водород или избыток окиси углерода на железе реагируют с кислородом, образуя соответственно воду или углекислоту. При дальнейшем действии водорода карбидный углерод превращается в радикалы СН, СНг и СНз, которые полимеризуются затем в разнообразные углеводороды. По мере удлинения углеводородной цепи десорбция продуктов реакции с каталитической поверхности все более и более замедляется, и, таким образом, увеличивается период времени, необходимый для полного гидрирования водородом. На основании предположения, высказанного Фишером и Кохом, можно было легко объяснить постоянное падение ненасыщенности продуктов реакции по мере возрастания температуры кипения. В некоторых условиях высокомолекулярные углеводороды, подвергаясь крекингу, могут расщепляться на более мелкие части таким образом, устанавливается равновесие между процессами полимеризации и крекинга. [c.248]

По-видимому, не существует единого ясного и однозначного представления о взаимосвязи структуры катализатора крекинга и механизма реакции. Хотя на основании механизма реакции с участием ионов карбония можно удачно предсказать продукты, которые получаются при крекинге [1], структура промежуточных комплексов катализатор — углеводород и структура самого катализатора пока остаются определенными недостаточно ясно. Активность в реакциях крекинга приписывалась кислоте Бренстеда [2], кислоте Льюиса [3] и другим образованиям. Независимо от приписываемой катализатору крекинга структуры в большинстве случаев при обсуждении механизма было принято указывать над стрелкой уравнения присутствие катализатора или же показывать образование комплекса катализатор углеводород только в самом общем виде. [c.631]

При изучении различных реакций органических соединений на алюмосиликатных катализаторах обнаружена специфичность каталитических свойств алюмосиликатов по сравнению со свойствами исходных окислов. Известно, что реакции полимеризации, алкилирования, крекинга и другие, идущие с изменением углеродного скелета, ускоряются алюмосиликатными и другими кислотными катализаторами, но не ускоряются чистыми окислами алюминия и кремния. Для реакции крекинга и перераспределения водорода установлен максимум активности от состава катализаторов. Однако реакция дегидратации спиртов существенно отличается от реакций углеводородов тем, что при дегидратации активность этих катализаторов не обусловлена их кислотностью и не наблюдается максимума активности от состава. Окись алюминия, неактивная для превращения углеводородов, проявляет наибольшую активность в реакции дегидратации спиртов. Это обстоятельство указывает на то, что механизм действия и природа активных центров для реакции дегидратации спиртов отличаются от таковых в случае превращения углеводородов. В связи с этим изучение химических свойств поверхности окисных катализаторов и сопоставление их с каталитическими данными (алюмосиликатов и исходных окислов) представляют большой интерес для теории катализа. [c.905]

Этот класс катализаторов включает главным образом окислы и галогениды легких элементов третьей, четвертой и пятой групп периодической системы, способные катализировать полимеризацию, изомеризацию, крекинг, алкилирование и другие реакции углеводородов. Понимание природы процессов, протекающих на поверхности этих катализаторов, облегчается, если принять во внимание тот факт, что указанные реакции катализируются также сильными кислотами. В последнем случае был предложен механизм с участием карбониевых ионов как промежуточных активных форм. По-видимому, аналогичные промежуточные вещества могут возникать и в гетерогенных каталитических реакциях. В последние годы был получен ряд доказательств, особенно для очень широко распространенных катализаторов — алюмосиликатов, что рассматриваемый класс катализаторов представляет собой потенциальные кислоты. [c.48]

Введение в сырье каталитического крекинга различных фракций олефинов позволяет повысить глубину превращения сырья и выход бензина, а также, в некоторых сл аях, снизить коксообразование на катализаторе. Выбор этой добавки основывался на механизме реакций крекинга относительно низкая энергия активация образования карбкатионов из олефиновых углеводородов, чем из парафиновых, и, как следствие, интенсификация первичных и вторичных реакций крекинга углеводородного сырья. [c.289]

Реакции с участием свободных радикалов. К катализаторам, способствующим протеканию реакций по радикальному механизму, относятся цеолитные катализаторы щелочных и щелочноземельных ионообменных форм [45—47[, а также содержащие свободные металлы Р1, Ро , N1, Си и др. На этих катализаторах инициируются реакции гидрирования, дегидрирования, окисления углеводородов и др. Ниже в качестве примера показана реакция, протекающая (с участием свободных радикалов) при крекинге кумола в присутствии цеолитов типа X и V с катионами К, На, Ь [47] [c.154]

Механизм реакций каталитической изомеризации аналогичен механизму превращений углеводородов при каталитическом крекинге и каталитическом алкилировании изобутаиа алкенами. Во всех этих процессах зарождение цепи химических реакций происходит под действием иона водорода (протона) кислотного катализатора. Развитие же цепи связано с разнообразными превращениями промежуточных весьма активных ионов карбония, или, как их еще называют, карбкатионов. Механизм изомеризации алканов на бифункциональных катализаторах отличается тем, что первоначально под действием металлического компонента катализатора исходные алканы дегидрируются до.алкенов. Полученные алкены [c.281]

Катализатор, применяемый в процессе каталитического крекинга, является одним из главных составляющих процесса, от которого зависит эффективность его проведения. На первых этапах развития процесса каталитического крекинга использовались природные глины. На смену им пришли синтетические аморфные алюмосиликаты, которые в настоящее время повсеместно заменяются на кристаллические алюмосиликаты или цеолитсодержащие катализаторы. Химический состав алюмосиликатного катализатора можно выразить формулой А12О3 48Ю2 Н2О + пИзО. Эти вещества обладают кислотными свойствами, и чем более проявляются эти свойства, тем активнее становится катализатор. Механизм реакций при каталитическом крекинге заключается в возникновении на поверхности катализатора при его контакте с сырьем промежуточных продуктов, так называемых карбоний-ио-нов, образующихся в результате взаимодействия кислотного центра с углеводородом. [c.32]

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]

В соответствии со стехиометрическими уравнениями и механизмом реакции могут также иметь место реакции крекинга алкилнафтеновых углеводородов до циклоолефинов, алкилароматических углеводородов до алкенилароматических и олефинов до диолефинов (все реакции идут с одновременным образованием парафинов). Диолефины и алкениларо-матичсские углеводороды обладают необычайно большой реакционной способностью, что затрудняет их выделение присутствие этих соединений обычно сказывается в повышенном образовании кокса на катализаторах. [c.117]

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]

Крекинг парафиновых и циклопарафиновых углеводородов можно рассматривать как реакцию деалкилирования и механизм его — как механизм,обратный механизму реакции алкилирования. Основной реакцией каталитического крекинга является разложение иона карбония на меньший ион карбония и олофин (правило 2), тогда как для термического крекинга основной реакцией является разложение свободного радикала на меньший радикал и олефин (правило 2 ). В обоих случаях имеет место расщепление связи С—С в бета-положении с образованием трехвалентного атома углерода. Вследствие существенных различий в поведении ионов карбония и свободных радикалов продукты каталитического и термического крекингов заметно отличаются друг от друга. Например [17], при jtpeKHHre гексадеканов в присутствии алюмосиликатных катализаторов [c.235]

Каковы же задачи катализаторов крекинга, если формулировать их, исходя из современных представлений о механизме протекающих реакций В самом общем виде картина следующая. Катализатор отбирает из сырья и сорбирует на себе прежде всего те молекулы, которые способны достаточно легко дегидрироваться, то есть отдавать водород. Образующиеся при этом непредельные углеводороды, обладая повышенной адсорбционной способностью, вступают в связь с активными центрами катализатора. По мере роста непредельности (ненасыщенности связей) происходит полимеризация углеводородов, появляются смолы — предшественницы кокса, а затем и сам кокс. Высвобождающийся водород принимает активное участие в других реакциях, в частности гидрокрекинга, изомеризации и др., в результате чего продукт крекинга обогащается углеводородами не просто легкими, но и высококачественными — изоалканами, аренами, алкиларе-нами с температурами кипения 80—195° С. Это и есть широкая бензиновая фракция, ради которой ведут каталитический крекинг тяжелого сырья. Конечно, образуются и более высококипящие углеводороды фракции дизельного топлива, относящиеся к светлым нефтепродуктам. [c.82]

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]

Между катализаторами МоОз-2пО-М О и ШЗг имеется одно отчетливо выраженное различие. Первый катализатор, например, конвертирует среднее буроугольное масло в бензины с 30% ароматических углеводородов, причем их содержание в бензине увеличивается с ростом температуры реакции. Иа катализаторе ШЗг даже чисто ароматические виды сырья дают бензины с максимальным содержанием ароматических соединений, равным 10%. Как будет показано ниже, реакция расщепления не начинается до тех пор, пока не закончится в основном процесс гидрирования ароматических колец. Высокую расщепляющую активность катализатора и высокое содержание парафинов с разветвленной цепью в продукте реакции можно объяснить карбониево-ионным механизмом. С другой стороны, характер продуктов, полученных при деструктивном гидрировании на катализаторе МоОз-2пО-MgO, сходен в некоторой степени с составом продуктов, образующихся при термическом рекинге масла, который протекает через промежуточное образование свободных радикалов. По сравнению с термическим крекингом имеегся одно существенное отличие, состоящее в том, что в продуктах гидрирования отсутствуют. большие Количества кокса, продуктов полимеризации и олефинов. [c.260]

В настоящее время большинство исследователей склонно рассматривать механизм реакций каталитического крекинга с точки зрения карбо-пий-ионного механизма, т. е. признания кислой природы активной поверхности катализатора [101, 102]. Согласно этим представлениям промежуточные ионы, образовавшиеся в результате внутримолекулярной перегруппировки, подвергаются реакциям изомеризации и дальнейшему распаду с образованием в качестве конечных продуктов углеводородов с тремя, четырьмя и пятью атомами углерода. Характерной особенностью газов каталитического крекинга является превалирующее (до 90%) содержание углеводородов Сз и С4, в то время как в газах термического крекинга преобладают углеводороды i и j. Это объясняется тем, что распад углеводородов по ионному механизму протекает в отличие от распада по радикальному механизму, как правило, только до пропилкарбониевого иона, так как метил- и этилкарбониевые ионы образуются с большим трудом. Для радикального механизма термического распада характерно отсутствие вторичных реакций изомеризации и циклизации. Однако наличие протонов на поверхности алюмосиликатных катализаторов и кислая природа поверхности алюмосиликатов экспериментально однозначно не доказаны. Многие исследователи развивают другие представления о природе активных центров алюмосиликатных катализаторов [103]. [c.82]

ТИЛ-, изобутил- и трет-бутилциклогексаны давали практически одинаковые выходы продуктов- При этом наблюдалось высокое отношение изо- к н-бутану и метилциклопентана к цик-логексану. Выход циклических структур обычно превышал 90% мол. Предполагаемый механизм исходит из быстрой изомеризации циклана в смесь карбоний-ионов на поверхности катализатора. Можно принять, что расширение и сокращение циклановых колец, адсорбированных на кислотных центрах катализатора, создает возможность роста боковых цепей, от которых могут отщепляться молекулы изобутана- Остающиеся меньшие циклановые кольца затем десорбируются как второй продукт реакции. Эти и столь же избирательно протекающие реакции углеводородов других типов преобладают и при гидрокрекинге промышленных фракций на катализаторе изокрекинга. Примеры применения этих реакций приводятся в табл. 2. Совершенно очевидно, что крекинг протекает с высоким выходом циклических структур, низким образованием метана и этана и высокими выходами алканов изостроения. [c.59]

Особого внимания засл живают исследования каталитических превращений ОСС в щэис тствии промышленных катализаторов гидроочистки, ппатформинга и крекинга, которые генетически связаны с превращениями углеводородов, выполненных ранее Р.Д. Оболенцевым. На основании результатов исследований термодинамики, кинетики и механизма реакций гид-рогенолиза ОСС дано теоретическое обоснование процесса гидроочистки. Выявлена возможность гидрообессеривания высокосернистых нефтей, В результате этих исследований впервые показана возможность применения гетерогсшных катализаторов для ускорения реакций ОСС. Распространенное мнение, что ОСС в основном являются контактными ядами, не подтвердилось, что оказалось чрезвычайно важным для разработки новых технологических процессов с участием соединений серы. [c.197]

Во всех электронных спектрах, обсужденных до сих пор, рассматривались гетероатомные органические соединения, адсорбированные на полярных поверхностях. Эти данные дали существенно новое представление о природе процесса хемосорбции, особенно в отношении электронных свойств и характера специфических центров адсорбции. В последующих разделах мы хотим сосредоточить наше внимание на спектральных исследованиях хемосорбции углеводородов на катализаторах крекинга. Эти исследования, помимо дополнения к ранее сделанным выводам относительно природы поверхностно-активных мест, имеют принципиальное значение для объяснения механизмов реакций путем идентификации реакционноспособных хемосорбированных промежуточных соединений. Основные исследования в этой области были проведены Уэббом [20] и Лефтином с сотр. [27, 29, 62, 81—83]. [c.65]

Цеолиты с многозарядными обменными катионами. Электростатические поля и кислотность. Самые ранние представления о каталитическом превращении углеводородов на цеолитах содержатся еще в первой работе, выпущенной в 1960 г. исследовательской группой фирмы Union arbide [4]. В качестве модельной реакции была выбрана скелетная изомеризация н-гексана под давлением водорода при 350—400° С. Катализаторами служили цеолиты с 0,5% Pt. Авторы обратили внимание, что активность катализатора в этой реакции, протекающей по карбониево-ионному механизму, обусловлена не только декатионированием, но и обменом Na на многозарядные катионы Mg=+, Са +, Sr +, Zn=+, Mn=+, e , Al +, e + и Th +, т. e. на такие ионы, которые, как считалось, отравляют алюмосиликатные катализаторы крекинга. Оказалось, что у активированных аммонийных форм каталитическая активность появляется уже после 10%-ного обмена, превращение над Са -формой было значительным только после того, как степень обмена превысила 40%. Цеолиты Y были более активны, чем X. Была предложена гипотеза, согласно которой активность катализатора определяется существованием нескомпенсированных электростатических зарядов, возникших из-за того, что один двузарядный катион не может образовать эквивалентные связи с двумя заряженными тетраэдрами AIO4. Такое разделение зарядов должно становиться все более эффективным по мере увеличения расстояния между соседними атомами алюминия, т. е. при переходе от цеолитов X к цеолитам Y. [c.39]

Крекинг газойля. Основная область применения цеолитных катализаторов в промышленности связана с процессом каталитического крекинга дистиллятов первичной перегонки нефти, содержащих алифатические, циклоалифатические (нафтеновые), олефиновые и ароматические углеводороды. При каталитическом крекинге нефтяных фракций протекают реакции дезалкилирования ароматических соединений, крекинга парафинов и олефинов, перераспределения водорода и циклизации олефинов. С основными представлениями о механизмах реакций, которые вносят вклад в процесс крекинга нефтяного сырья на цеолитных катализаторах, мы уже познакомились в предыдущих разделах этой главы. Однако использовать эти представления для анализа превращений отдельных классов углеводородов в крекинге все-таки очень трудно, так как продукты крекинга отличаются очень сложным составом. Первые работы Планка и Росин-ского [161, 297] по крекингу газойля, выкипающего в интервале 260—400° С, показали, что замена алюмосиликатного катализатора на цеолиты типа X дает следуюгцие преимущества 1) более высокую активность, которая сохраняется даже при повышенных содержаниях остаточного кокса, 2) более высокую селективность по бензину (Сз+) и снижение выхода газа (С4-) и кокса, 3) более высокую стабильность при термических и термопаровых обработках, характерных для процесса регенерации катализатора. Эти преимущества становятся еще более заметными при использовании в качестве катализаторов кальций-аммонийной и редкоземельно-аммонийной форм цеолита X. Моску и Моне [148] исследовали влияние жесткости термических и термопаровых обработок катализаторов РЗЭ-Х и РЗЭ- на эффективность крекинга газойля, выкипающего при 272—415° С. Они пришли к выводу, что удаление наиболее сильных кислотных центров в высокотемпературных условиях благоприятно сказывается на повышении выходов бензина. Для того чтобы рассмотреть причины повышения селективности по бензину, обратимся к последовательности превращения газойля, кинетическая модель которого [схема (71)] была разработана Уикманом и Нейсом [298]. В соответствии с этой моделью при первичном крекинге (эта стадия на схеме обозначена символом происходит образование бензина и некоторого количества газа, а также кокса, тогда как при вторичном крекинге (А ,) расщеплению подвергается бензин. [c.109]

В отличие от крекинга над алюмосиликатным катализатором образующиеся при крекинге в присутствии хлористого алюминия непредельные и ароматические углеводороды сразу же насыщаются или остаются в нижнем слое, превращаясь затем в кокс. Протекание реакций точно соответствует карбоний-ионному механизму. При крекинге в присутствии А1СЬ проходят как реакции изомеризации, сопровождающие крекинг, так и реакции переноса водорода, в результате чего образуется большое количество изопара--финовых углеводородов. Комаревский и Уорсон [61] сообщали о крекинге газойля (пределы выкипания 220—400°) над хлористым алюминием, промотированным хлористым водородом. Реакция проводилась в жидкой фазе при давлении 13 ат в течение 15 час. с обычным количеством катализатора (10% вес. на сырье). Бензин и газ были получены в количестве около 70%. вес. Остальные 30% остались в виде кокса в катализаторном слое. Жидкий продукт, выкипавший полностью до 150°, был свободен от непредельных углеводородов и содержал лишь небольшое количество ароматических углеводородов. Отмечалось образование значительных количеств изопарафиновых особенно С4 и Сб. Полученный бензин имел октановое -число 80 (моторный метод). [c.459]

В томе VII рассматриваются катализаторы крекинга, каталитическая дегидратация и гидратация, окисление -.углеводородов, окисление аммиака, метаноаммиачных смесей, окиси углерода и сернистого газа, механизм каталитического окисления и другие реакции. [c.4]

Еще большее значение для создания эффективных катализаторов крекинга остатков играет совершенствование цеолитов. На смену первым РЗЭ- У -цеолитам пришли ультрастабильные, а затем и сверхвысококремнеземные цеолиты (типа Li -210), отличающиеся повышенной термической и гидротермической стабильностью. Так, ультрастабильные цеолиты способны выдерживать температуры в регенераторе > 760°С и локальные температуры (в течение ограниченного времени) до 1Т00 С, а цеолит L2. -210 способен выдерживать температуры > 800 С [23], Другая важная особённость новых типов цеолитов - низкий выход кокса. В значительной степени это связано с тем, что скорости реакций с переносом водорода в присутствии этих катализаторов существенно снижаются, вследствие чего резко сокращается конденсация углеводородных молекул, приводящая к образованию полиядерных соединений - "предшественников кокса. С другой стороны, в цеолитах старых типов диаметр полостей превосходит диаметр входных окон, вследствие чего молекулы углеводородов, содержащие кратные связи, войдя в полость и вступив в реакции конденсации или Дильса-Альдера, уже не могут выйти из полости цеолита, подвергаясь дальнейшему дегидрированию и превращаясь в кокс. Геометрическая структура цеолитов новых типов, например ZSM-5, препятствует осуществлению такого механизма коксообразования [24" . [c.23]

Максимальная концентрация ( 70% вес.) углеводородов при крекинге на катализаторе ЦЕОКАР-2 в основном за счет изобутана (до 39% вес.) наблюдается при выходе газа на уровне 15% вес. на сырье. При дальнейшем увеличении глубины разложения сырья (увеличении выхода газообразных углеводородов) отмечается снижение концентраций (для обоих катализаторов) углеводородов С , в том числе изобутана и бутиленов при росте концентрации пропан-пропиленовой, этан-этиленовой фракции, метана и водорода, что свидетельствует о повышении роли реакций, протекающих по свободнорадикальному механизму, и ослаблении лревращений ионного характера. [c.60]

Алкилирование ароматических углеводородов также является реакцией, возможной в условиях каталитического крекинга, протекание которой в сколько-нибудь значительной степени нежелательно. Алкилирование в присутствии катализаторов крекинга фактически наблю- далось [30, 50], но при более низких телгаературах и более высоких давлениях, чем обычно применяемые при крекинге. Кроме того, сравнительно недавние работы [5] показа,ти возможность взаимодействия ме-тилнафталина с пентеном-1, ведущего к образованию более тяжелых ароматических углеводородов и кокса. Предполагается [5, 22], что одним из важнейших механизмов образования кокса является взаимодействие алкенов с сильно адсорбируемыми компонентами, например полициклическими ароматическими углеводородами, в ходе реакций отнятия катализатором водорода от этих углеводородов. [c.149]

А. В. Топчиев и Я. М. Паушкии с сотр. систематически изучали активность катализаторов алкилирова-ния и рекомендовали в качестве наиболее эффективных системы на основе фтористого бора и фосфорной кислоты [14]. И. П. Цукерваник и Н. И. Шуйкин с сотр. открыли реакции взаимодействия бензола и цикло-алканов с ацетиленом, приводящие к получению стирола [15]. Систематически исследовалось термокаталитическое разложение углеводородов, М. С. Немцовым, М. Д. Тиличеевым, А. Ф. Добряпским и А. В. Фростом изучался крекинг тяжелых нефтяных продуктов с целью получения бензиновых фракций [16]. В 50-х годах в исследования кинетики и механизма реакций крекинга включились Б. А. Казанский, М. Г. Гопикберг и А. Д. Степухович. Наряду с разработкой методов крекинга тяжелых нефтяных фракций X. М. Миначев, С. Р. Сергиенко, [c.78]

За последние годы значительно расширилось применение катализаторов в нефтяной промышленности. Из них наиболее важными являются те катализаторы, которые попользуются в процессах крекинга. Основное внимание было сосредоточено на катализаторах трех типов, а именно на алюмосиликатах, магниевых силикатах и глинах. Производство катализаторов сделалось само по себе весьма важной отраслью промышленности. Однако ни в одном из случаев до сих пор еще полностью не был выяснен механизм реакции с участием твердых катализаторов. В последнее время были сделаны большие усилия для интерпретации наблюдаемых фактов при изучении гетерогенных каталитических процессов, причем можно отЛ Штить некоторые успехи даже в такой сложной области, как каталитический крекинг углеводородов [4,24,26,41,43,60,61]. [c.37]