Реакция ароматизации алканов

От алканов можно перейти к ароматическим углеводородам. Несколько вариантов реакции ароматизации алканов разработаны учениками Н. Д. Зелинского Б. А. Казанским и А. Ф. Плата, а также другими советскими химиками. Сущность этой реакции можно выразить схемой [c.139]

Бифункциональный катализ имеет место в других промышленно важных процессах, в которых одни стадии сложной реакции протекают по ионному, а другие - электронному катализу. По такому ионно-электронному катализу осуществляются реакции ароматизации (дегидроциклизации) нормальных алканов и пятичленных нафтенов в процессе каталитического риформинга бензина, реакции деструктивного гидрирования в процессе гидрокрекинга, а также изомеризации алканов. [c.431]

Второй важнейшей реакцией ароматизации, протекающей в процессе риформинга, является дегидроциклизация парафинов (алканов) [c.120]

Как выше указывалось, некоторые фирмы США, используя разработанные советскими учеными основы химической кинетики и катализа реакций ароматизации, в том числе каталитической дегидрогенизации цикланов и каталитической циклизации алканов и алкенов, реализовали целый ряд технологических процессов в крупном масштабе. Особенно бурное развитие промышленной ароматизации нефтяного сырья было вызвано войной 1940—1945 гг. в связи с необходимостью расширения производства высокооктановых компонентов и толуола как сырья для синтеза тротила. [c.290]

Реакция ароматизации алканов находит при.пожение не только как метод получения ароматических углеводородов, но и как способ повышения антидетонационных свойств авиа- и автобензинов. [c.18]

С другой стороны, известно, что реакция дегидрирования алканов при 400—500° является обратимой, глубина ее уменьшается с увеличением концентрации водорода в реакционной зоне. Выполненные нами термодинамические расчеты (8) равновесных выходов гексенов, гептенов и октенов при дегидроциклизации соответствующих алканов показали, что экспериментально найденные глубины их превращения составляют от 20 до 58%. Таким образом, выходы алкенов при большом времени контакта могут быть обусловлены не только консекутивным механизмом образования аренов из алкенов, но и возрастающей степенью гидрирования алкенов с увеличением глубины реакции ароматизации алканов. [c.110]

Из рассмотрения всех работ, касающихся механизма реакции ароматизации парафиновых углеводородов, следует, что реакция эта протекает весьма сложно и что ее механизм не может считаться окончательно установленным. Повидимому, следует различать два случая 1) когда реакция идет в присутствии платинового катализатора и 2) когда она идет в присутствии окисных катализаторов. Есть основания полагать, что в случае платины реакция протекает через стадию образования циклогексана и его гомологов, которые претерпевают последующую дегидрогенизацию. Хотя дегидрогенизация циклогексана на платине протекает с той же энергией активации, что и реакция замыкания цикла, однако скорость ее значительно больше. Что касается реакции ароматизации на окисных катализаторах, то возможно, что на разных окислах механизм ее не одинаков. Остается не вполне выясненным, всегда ли ароматизация алканов протекает через обязательную стадию образования алкенов. Несмотря на то, что, как это следует из изложенного выше, такое положение защищалось рядом авторов, некоторые приведенные в этой главе экспериментальные данные заставляют считать в ряде случаев образование алкенов не промежуточной, а побочной реакцией. Необходимо также отметить, что высокая температура, при которой протекает каталитическая ароматизация парафинов на окисных катализаторах, способствует образованию наряду с ароматическим углеводородом, обладающим тем же числом атомов углерода, что и исходный парафин, также ряда углеводородов меньшего и большего молекулярного веса — олефинов более простого состава и высокомолекулярных полимеров. Такое сложное течение реакции сильно затрудняет исследование механизма каталитической ароматизации. [c.250]

Прежде всего следует сказать, что современная теория полупроводникового катализа опирается на богатейший экспериментальный материал, относящийся к реакциям окисления органических и неорганических соединений, к реакциям гидро- и дегидрогенизации, а также к реакциям ароматизации алканов. Она базируется на большом комплексе работ Рогинского, которые явились не только ее фундаментом, но и началом самого здания. Она вытекает, наконец, из многих работ, непосредственно связанных с ее выводами. К наиболее важным относятся, в частности, следующие работы [c.244]

Открытие ароматизации алканов на Pt/ — закономерное следствие исследований реакции гидрогенолиза циклопентанов. Действительно, Б. А. Казанским и А. Ф. Платэ [2] в продуктах гидрогенолиза бутилцикло-пентана были обнаружены арены, которые отсутствовали при аналогичных реакциях низших гомологов циклопентана. Полученные результаты привели к выводу, что в условиях опыта происходит замыкание шестичленного цикла с образованием бензольного кольца [c.190]

Выше уже отмечалось, что при образовании пятичленных циклов из алифатических углеводородов важная роль принадлежит газу-носителю, в атмосфере которого протекает реакция. В присутствии водорода на Pt-катализаторах-реакция изомеризации алканов состава Сб—Се успешно конкурирует с ароматизацией, причем основным путем изомеризации является Сз-дегидроциклизация с последующим гидрогенолизом пятичленного цикла. [c.226]

В реальных условиях катализа ароматизация алканов на металлических и металлоксидных катализаторах протекает, по-видимому, по всем трем названным выше механизмам. При этом один из них может существенно преобладать в зависимости от строения исходного углеводорода, условий реакции (температура, газ-носитель), состава катализатора и пр. [c.240]

Данные, освещающие кинетику дегидроциклизации алканов в присутствии алюмомолибденовых катализаторов, немногочисленны и относятся к исследованию реакции ароматизации фракций синтина [3]. [c.108]

Каталитический крекинг нефти протекает преимущественно в присутствии кислотных катализаторов — алюмосиликатов или природных глин. При каталитическом крекинге нефтяных фракций происходят следующие основные реакции 1) дегидрирование нафтенов 2) изомеризация нафтенов 3) изомеризация алканов 4) дегидроциклизация (ароматизация) алканов 5) гидрокрекинг алканов и нафтенов. Реакции протекают одновременно, причем преимущественное течение той или иной реакции зависит от природы исходного сырья, состава катализатора и режима процесса температуры, давления, скорости подачи сырья и т. д. [c.46]

Получены данные, подтверждающие высказанное ранее предположение о протекании реакции ароматизации н-алканов через стадию образования алкенов и об идентичности активных центров дегидрирования и ароматизации на поверхности окисных катализаторов. [c.86]

Так как ароматизация протекает за счет дегидрирования цикланов и циклизации алканов, то для понимания процесса необходимо рассмотреть равновесные соотношения некоторых из этих углеводородов при реакции ароматизации в зависимости от температуры и давления. [c.294]

Окись хрома катализирует ряд процессов, среди которых наиболее важны гидрирование олефинов [63, 64], дегидрирование, дегидроциклизация и ароматизация алканов [65]. Кроме того, окись хрома каталитически активна в реакциях дегидратации спиртов [31] и окисления, например, углеводородов и окиси углерода [66], но в этом случае ее активность относительно мала. [c.66]

Механизм каталитических превращений алканов в условиях дегидроциклизации на окисных ванадиевых катализаторах, нанесенных на глинозем, тщательно изучали Платэ и Тарасова [131—133]. На трехокиси ванадия реакция ароматизации начинается при более высокой температуре, чем реакция образования олефинов, но при этом она имеет больший температурный коэффициент. Обе названные реакции, по мнению авторов, протекают параллельно и на различных активных центрах катализатора. Таким образом, образующиеся олефины не являются промежуточными соединениями, а поэтому имеют одинаковые с исходными алканами возможности на дальнейшее превращение в арома-тику. [c.236]

Если при изучении реакции ароматизации парафиновых углеводородов нельзя не рассмотреть превращения гомологов циклопентана над ароматизирующими катализаторами, то еще больше причин имеется для того, чтобы заинтересоваться поведением гомологов циклогексана, которые не только содержатся в бензине, этом наиболее важном сырье для реакции ароматизации, но и могут являться, по мнению ряда авторов, промежуточными продуктами реакции циклизации алканов. [c.134]

Константы равновесия реакции ароматизации пор.чальных алканов при различных температурах [c.209]

Ввиду того что преобладающей реакцией ароматизации является дегидрирование нафтеновых углеводородов, в качестве сырья предпочтительнее всего бензиновые фракции нефтей нафтенового основания. При исчерпывающем дегидрировании 90—95% нафтенов превращаются в ароматические углеводороды. В случае переработки бензиновых фракций парафиновых нефтей важную роль играют реакции дегидроциклизации алканов, требующие более жестких условий процесса. Присутствие олефиновых и диеновых углеводородов в сырье крайне нежелательно, так как, с одной стороны, в результате гидрирования снижается концентрация водорода в циркулирующем газе, а с другой — усиливается коксоотложение на катализаторе. Органические серо-, азот- и кислородсодержащие соединения, а такл<е металлы дезактивируют платиновые катализаторы риформинга. Все эти примеси содержатся в основном в бензинах вторичных процессов (термического крекинга, коксования и т. п.), что приводит к необходимости предварительного глубокого облагораживания этого вида сырья. [c.25]

Каталитический крекинг нефти протекает преимущественно в присутствии кислотных катализаторов — алюмосиликатов или природных глин. При каталитическом крекинге нефтяных фракций происходят следующие основные реакции 1) дегидрирование нафтенов (с. 403) 2) изомеризация нафтенов (с. 372) 3) изомеризация алканов (с. 41) 4) дегидроциклизация (ароматизация) алканов (с. 403) [c.44]

Другим важным источником ароматических углеводородов является нефть некоторых месторождений. Многие растительные эфирные масла являются производными ароматических углеводородов. Значительные количества бензола и его гомологов получаются в процессах химической переработки природных газов, попутных нефтяных газов, а также алканов, алкенов и алкинов (реакция ароматизации). Для этих целей используются знакомые нам реакции дегидрогенизации преде.яь-ных и непредельных углеводородов. Замыкание ароматического кольца происходит при 300—310° С в присутствии специальных катализаторов (например, платинированного угля). [c.136]

Б. А. Казанским с сотрудниками открыты два типа реакции дегидроциклизации в присутствии платиновых катализаторов — Се-дегидроциклизация совместно с А. Ф. Платэ в 1936 г. и Сб-дегидроциклизация совместно с Л. Л. Либерманом и другими в 1954 г. После первых же исследований ароматизации алканов стала ясна практическая перспективность этой работы и Б. А. Казанским с сотрудниками реакция ароматизации была подробно изучена в присутствии широкого круга главным образом окисных катализаторов. В результате этих исследований была выяснена роль активных окислов и носителей в формировании катализатора ароматизации. Под руководством Б. А. Казанского проводились работы по исследованию механизма реакции С5- и Св-дегидроциклизации различных углеводородов в присутствии ряда металлических, металлоокисных и окисных катализаторов. [c.57]

Ароматизация алканов открыта одновременно и независимо тремя группами советских исследователей под руководством Б. А. Казанского и А. Ф. Платэ [2], Б. Л. Молдавского [3] и В. И. Каржева [4]. Эти работы сразу же заинтересовали химиков разных стран и послужили в дальнейшем предметом многочисленных исследований. Были исследованы многие варианты катализаторов, изучены превращения отдельных углеводородов и искусственных смесей, сделаны определенные выводы о механизме реакции. Основные особенности этой реакции и главные ее закономерности описаны в монографиях и обзорах [5—12]. [c.189]

Следует, однако, отметить, что высказанные выше соображения и выводы относительно механизма ароматизации алканов на металлических и металлоксидных катализаторах нельзя считать окончательными. Результаты, приведенные в [143, 144], дают основание считать, что механизм Сб-дегидроциклизации алканов на различных Pt-катализаторах в большой мере зависит от условий проведения эксперимента и в значительной степени— от строения исходного углеводорода. Анализируя имеющиеся данные, можно сделать вывод, что ароматизация н-алканов проходит преимущественно через промежуточные стадии дегидрирования и Сб-дегидроциклизации. В то же время алканы, имеющие четвертичный атом углерода (например, 2,2- или 3,3-диметилгексаны), не могут в условиях реакции столь же легко дегидрироваться и их ароматизация хотя бы частично проходит, по-видимому, по другому механизму — через стадию образования геж-диметилциклогексана. [c.240]

Наличие в продуктах реакции ароматизации водорода и увеличение его выхода с углублением конверсии сьгрья свидетельствует о протекании реакций дегидрирования алканов и дегидроциклизации. В реакционной смеси также содержится метан, который, очевиццю, образуется в реакциях крекинга алканов Сз -С4, а также в результате реакции гидродеалкилирования получаемых ароматических углеводородов Св-Сд. [c.11]

По своим тепловым характеристикам все химические проце"ссьг разделяются на два типа а) экзотермические, протекающие с выделением тепла, и б) эндотермические, поглощающие тепло при реакции. Примерами экзотермических процессов служат селективная и деструктивная гидрогенизация различных типов сырья, полимеризация алкенов, алкилирование изопарафинов и ароматических углеводородов, конверсия окиси углерода и пр. Представителями эндотермических реакций являются все виды крекинг-процесса, гидроформинг бензинов и лигроинов, каталитическая ароматизация алканов, дегидрирование бутанов и других газов, конверсия метана и пр. Лишь в немногих случаях тепловой эффект реа ции незначителен или близок [c.12]

Рассмотренные выше реакции дегидрирования гексаметиленовых углеводородов, реакции превращения пентаметиленовых углеводородов и реакции циклизации алканов являются основой современных каталитических процессов производства толуола и ароматизированных бензинов. Процессы каталитической переработки бензинов с целью обогащения их ароматическим углеводородами и повыщения октанового числа получили общее название процесса ароматизации бензинов. Бензины некоторых нефтей после дегидрирования могут служить для получения не только ароматизированых бензинов, но и для производства ароматических углеводородов — бензола, толуола и ксилолов. Из этих трех ароматических углеводородов производство толуола представляет наибольший интерес. [c.293]

Равновесные концентрации толуола для этих реакций при температурах от 400 до 550 и давлении водорода от 1 до 100 аг, приведенные на фиг. 48 и 49, показывают, что при одинаковых условиях температуры и давления водорода больщая глубина превращения может быть достигнута для реакции метилциклогексан — толуол, чем для реакции гептан — толуол. При давлении водорода 50 ат и температуре 500° метилциклогексан на 95% превращается в толуол, а для той же глубины превращения гептана в толуол при давлении водорода в 50 ат требуется поднять температуру на 60° выше. Следовательно, процесс ароматизации алканов при этих условиях, кроме того, будет итти с повышенным газообразованием. Такой же глубины превраще- [c.295]

Эта реакция открыта в СССР в 1936 г. Впервые ее осуществили Б. А. Казанский и А. Ф. ТТлатэ в лаборатории Н. Д. Зелинского в МГУ, причем катализатором служила платина при 300°. Впоследствии те же авторы установили, что предварительно наблюдается циклизация алкана в циклоалкан, в данном типе реакции в циклогексан, но что подобным образом можно наблюдать и циклизацию в циклоиентаны также с отщеплением двух водородных атомов. Одновременно с названными авторами Б. Л. Молдавский обнаружил ароматизацию алканов над окисью хрома. [c.427]

Рассмотренные выше реакции дегидрирования гексаметиленовых углеводородов, реакции превращения пентаметиленовых углеводородов и реакции циклизации алканов, разработанные нашими советскими учеными, являются основой современных каталитических процессов производства толуола и ароматизированных бензинов. Процессы каталитической переработки бензинов с целью обогащения их ароматическ ими углеводородами и повышения октанового числа получили общее название процесса ароматизации бензинов. Бензиновые фракции, получаемые из нефти, богатые гексаметйленовыми углеводородами, при дегидрировании над платиновыми катализаторами, высаженными на активированном угле, и над никель-алюминиевым катализатором Зелинского, легко могут быть превращены в ароматические бензины. [c.306]

В дальнейшем Б. А. Казанский, И. В. Гостунская и сотрудники показали, что на ряде металлов VHI группы (Pt, Pd, Rh), отложенных в количестве 0,6% на AI0O3, при температурах 450—550° С реакция ароматизации н-алканов протекает по другому механизму. Изучение поведения олефинов и диенов показало, что превращение к-гексана в бензол на названных катализаторах проходит по консекутивной стадийной схеме с промежуточным образованием олефинов и диенов. Кроме того, совместно с сотрудниками Б. А. Казанский показал, что на ряде платиновых и палладиевых катализаторов -гептан и изомерные октаны образуют ароматические углеводороды двумя независимыми путями во-первых, прямой Св-дегидро-циклизацией и, во-вторых, С -дегидроциклизацией алканов с образованием циклопентанов с их последующей дегидроизомеризацией в ароматические углеводороды. [c.7]

Механизм реакци ) дегидроциклизацни алканов в присутствии металлических катализаторов в последнее время вновь широко обсуждается [1—19]. Появившиеся недавно данные позволяют по-новому представить роль олефинов в реакциях ароматизации и Сб-дегидроциклизации парафиновых углеводородов на металлических, в частности Р1- и Рс1-катализаторах. Из работ [1—4] следует, что ароматизация н-алканов в присутствии Р1-черии, Р(1- и Р1/А1оОз проходит по консекутивной схеме с последовательным образованием олефинов, диенов и триенов. Строение исходного углеводорода. [c.77]

Процесс ароматизации алканов включает реакции дегидрогенизации и замыкания шестичленного цикла. Для установления механизма процесса существенное значение имеет выяснение последовательности этих двух реакций П]. При исследовании ароматизации алканов на хромовых катализаторах обсуждалась возможность образования циклогексанового углеводорода в качестве промежуточного продукта [2]. Однако изучение соотношения выходов ароматики из алканов, алкенов и цикланов [3] показало, что это маловероятно. [c.104]

Из перечисленных реакций цанболее важными являются первые три реакции ароматизации, сопровождаемые образованием водорода и предопределяющие количественный выход ароматических углеводородов п одорода, степень повышения октановой характеристики топлив и специфические особенности техно.погнческого и аппаратурного оформ.пения процессов. При направленности риформинга на повышение октановой характеристики важную роль играют также реакции изомеризации и гидрокрекинга алканов. Сущность последнего заключается в гидрировании продуктов высокотемпературного распада низкооктановых алканов с образованием более легких углеводородов, обладающих высокими октановыми числами и повышающих антидетонационные качества получаемого бензина. Одновременно образуются такя е летучие продукты реакции — метан, этап и другие газы. Вследствие происходящего при этом значительного облегчения состава катализата глубина реакции гидрокрекинга ограничивается, с одной стороны, требованиями, предъявляемыми к фракционному составу нолучаелюго продукта, и, с другой, — величиной газообразования, уменьшающего выход катализата и снижающего концентрацию водорода в циркулирующем газе ниже допустимых пределов. [c.10]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология