также Дегидроциклизация

С целью выяснения роли алкенов и водорода в процессе Сб-дегидроциклизации и изомеризации алканов исследованы [125] превращения 3-метилпентана, а также З-метилпентена-1, цис- и транс- изомеров 3-метилпен-тена-2 на платиновой черни при температуре 300—390 °С Е1 токе Нг и Не при ( азличном содержании Нг в газе-носителе. Выявлено четкое влияние концентрации Нг в газе-носителе на превращения (Сз-циклизация, скелетная изомеризация, образование метилциклопентана и бензола) 3-метилпентана и изомерных алкенов. Полагают [125], что скелетная изомеризация должна проходить через промежуточный поверхностный комплекс, общий для 3-метилпентана и 3-метилпентенов. Этому комплексу соответствует полугидрированное поверхностное состояние углеводорода, адсорбированного на двух центрах. При малом содержании Нг возникает сильное взаимодействие между углеводородом и металлом с образованием кратных связей углерод—платина, что приводит к образованию З-метилпентена-1 из 3-метилпентана и. к частичному покрытию поверхности катализатора коксом. При больших количествах Нг преобладает слабое взаимодействие, увеличивается время жизни промежуточного комплекса и протекают характерные реакции дегидрирование алкана с образованием 3-метилпентена, Сз-де- [c.229]

В монографии систематизированы литературные и собственные данные авторов о ряде наиболее важных превращений углеводородов в присутствии металлсодержащих катализаторов. Изложены современные представления о стереохимии каталитических превращений циклических углеводородов (гидрирование, конфигурационная изомеризация, гидрогенолиз), рассмотрены чрезвычайно важные в практическом и теоретическом отношении реакции С5- и Сб-дегидроциклизации алифатических и алкилароматических углеводородов, а также механизмы указанных реакций. [c.2]

Парафины подвергаются также дегидроциклизации на катализа торах риформинга по бифункциональному механизму дегидрирование на платине, циклизация образовавшихся непредельных углеводородов на кислотных участках носителя. Наглядное подтверждение реальности такого механизма можно найти в работе [681. Из табл, 1,5 видно, что платинированный уголь не катализирует реакцию дегидроциклизации я-гептана, если к последнему добавить 0,01 % тио-фена (по массе, в пересчете на серу), но сохраняет высокую дегидрирующую способность. Концентрация гептенов не меняется при добавлении тиофена к гептану и близка к равновесной в примененных условиях. Не подвергается дегидроциклизации н-гептан при пропускании над оксидов алюминия. Однако реакция дегидроциклизации протекает, если н-гептан с указанной выше примесью тиофена пропускают над смесью платинированного угля и оксида алюминия. Суммарный выход толуола и алкилциклопентанов составил 70% от выхода, полученного при дегидроциклизации чистого н-гептана (без примеси тиофена) над платинированным углем. [c.35]

При каталитическом риформинге углеводороды нефтяных фракций претерпевают значительные превращения, в результате которых образуются ароматические углеводороды. Это—дегидрирование шестичленных нафтеновых углеводородов, дегидроизомеризация алкилированных пятичленных нафтенов и дегидроциклизация парафиновых углеводородов одновременно протекают реакции расщепления и деалкилирования ароматических углеводородов, а также их уплотнения, которые приводят к отложению кокса на поверхности катализатора. Для предотвращения закоксовывания катализатора и гидрирования образующихся при крекинге непредельных углеводородов в реакторе поддерживается давление водорода 3—4 МПа при получении высокооктанового бензина и 2 МПа — при получении индивидуальных ароматических углеводородов. [c.41]

Целью данной работы было исследование вопроса оптимизации кислотных свойств полиметаллического катализатора при использовании дифференцированного режима его хлорирования. Известно, что в каждой ступени риформинга осуществляется протекание определённых химических реакций. Так, в 1-ой ступени происходит, в основном, дегидрирование нафтеновых углеводородов, во 2-ой - изомеризация парафинов и дегидроизомеризация нафтенов, а также дегидроциклизация парафинов, заканчивающаяся в 3-ей ступени, где значительное развитие получают и реакции гидрокрекинга. [c.38]

Установлено, что на катализаторе СГ-ЗП происходит образование ароматических углеводородов за счет реакций дегидрирования и дегидроизомеризации нафтеновых углеводородов, а также дегидроциклизации парафиновых углеводородов с высокой селективностью протекает реакция [c.5]

Водород при риформинге бензинов образуется вследствие протекания реакций дегидрирования и дегидроизомеризации нафтеновых углеводородов, а также дегидроциклизации парафиновых углеводородов. Реакции деструкции парафиновых и деалкилирования ароматических углеводородов сопровождаются поглощением водорода, а реакции изомеризации протекают без изменения водородного баланса. [c.98]

Несмотря на разницу в технол оформлении и катализаторах, общий характер превращений углеводородов в обоих случаях одинаковый, различаются только скорости отдельных р-ций. Оси процессы К.р приводят к образованию ароматич. и изопарафиновых углеводородов. Ароматич. углеводороды получают в результате дегидрирования 6-членных и дегидроизомеризации алкилированных 5-членных нафтеновых углеводородов, а также дегидроциклизации парафиновых углеводородов. Изопарафиновые углеводороды образуются гл. обр. при изомеризации и гидрокрекинге более высокомол. парафиновых углеводородов. Одновременно происходят побочные р-ции - гидрирование и полимеризация непредельных углеводородов, деалкилирование и конденсация ароматич. углеводородов, способствующие отложению кокса на пов-сти катализатора [c.346]

Частично идет также дегидроциклизация н-парафинов [c.88]

Уместно отметить, что дегидроциклизацию, внешне сходную с Сз-дегидроциклизацией углеводородов, претерпевают также различные производные аренов, содер- [c.192]

Следует заметить, что изменение селективности при протекании Се-дегидроциклизации н-октана, отмеченное в работах [104, 105], возможно, также обусловлено различным заполнением поверхности катализатора реагентами в разных условиях проведения эксперимента. [c.219]

Вместе с тем необходимо подчеркнуть, что в более жестких условиях [107—109] (повышение температуры, замена Нг на Не), а также в присутствии бифункциональных катализаторов [84, 110, 111] реакция может проходить иначе, например двумя независимыми путями прямой Сб-дегидроциклизацией исходного алкана и через промежуточное образование олефинов. Последнее нашло свое подтверждение в работах 109, 111] с применением углеводородов, меченных С. Так, в недавней )аботе авторов совместно с Г. В. Исагулянцем и сотр. [c.220]

Одновременность протекания изомеризации и s-дегидроциклизации алканов, а также совпадение отношения 2-метилпентан 3-метилпентан позволило сделать заключение, что в условиях эксперимента изомерные гексаны образовывались путем s-дегидроциклизации и последующего гидрогенолиза пятичленного цикла. Такой путь изомеризации представляется достаточно реальным и в присутствии других Pt-катализаторов и рассматривается как один из двух главных путей изомеризации алканов на металлах [64, 82]. Обнаружено [ИЗ] также, что разные каталитические функции Pt-катали-затора без носителя, описанные ранее, зависят от наличия водорода в газовой фазе. [c.223]

В работе >20], посвященной каталитическим превращениям углеводородов в присутствии Р1-черни, авторы также пришли к заключению о двух механизмах изомеризации— циклическом с промежуточным образованием циклопентанов и механизме сдвига связей. Важная роль при активации катализатора в обсуждаемой работе отводится кислороду, который в незначительных количествах присутствует в зоне реакции. В работах [121, 122] исследованы превращения алканов в присутствии напыленных Р1—КЬ- и Р1—8п-пленок, а также на нанесенных и ненанесенных 1г- и 1г—Аи-катализаторах. Пути протекания реакций Сз-дегидроциклизации — скелетной изомеризации обсуждены с позиций циклического механизма и механизма сдвига связей. [c.225]

Сырье риформинга представляет собой сложную смесь углеводородов, поэтому число индивидуальных реакций, протекающих при риформинге, весьма велико. Некоторые реакции протекают с выделением водорода, другие с его последующим расходованием, а часть реакций вообще не влияет на выход водорода. Основные реакции, ведущие к образованию водорода, — это дегидрирование и дегидроизомеризация нафтенов (2), а также дегидроциклизация парафиновых углеводородов (2). Они протекают с поглощением тепла при высокой температуре на платиновых катализаторах. При любой температуре скорость реакции 1 значительно больше. Например, при средней температуре слоя катализатора 488 °С отношение скоростей дегидрирования метилциклогексана в толуол и дегидроциклизации парафиновых углеводородов С, составляет 4 1. Поэтому в обычной трехреакторной системе риформинга реакция 1 преобладает в первом и почти полностью завершается во втором реакторах. Реакция 2 интенсивно протекает в третьем реакторе, в котором средняя температура катализатора выше. [c.96]

Наличие незаполненных оболочек и переменной валентности у ряда рассматриваемых элементов дает основание предполагать способность их катализировать окислительно-восстановительные реакции, в частности реакции дегидрирования. Однако пока лишь немногие процессы дегидрирования исследовались систематически по всему ряду элементов группы 5с и лантаноидов. К таким процессам относятся, например, дегидрирование циклогексана в бензол (29, 98, 100] и тетралина в ароматические соединения [99, 101, 102], а также дегидроциклизация гептана в ароматические углеводороды [98, 103]. Полученные данные подтверждают высказанные выше предположения о связи каталитической активности с электронной структурой катионов РЗЭ (рис. 26 [104]). С заиолнением 4/-оболочки каталитическая активность изменяется периодически в пределах одного порядка, тогда как в ряду окислов, содержащих -электроны, каталитическая активность изменяется в пределах нескольких порядков [29]. Энергия активации дегидрирования циклогексана коррелирует с величинами эффективных магнитных моментов Ме +-ионов РЗЭ. [c.162]

Происходит также дегидроциклизация некоторых парафиновых углеводородов метилгексаны и н-гептан образуют метилциклогексан, который подвергается дегидрогенизации до толуола. [c.131]

В термических, а также каталитических процессах нефтепе — реработки одновременно и совместно протекают как эндотермические реакции крекинга (распад, дегидрирование, деалкилирова— ние, деполимеризация, дегидроциклизация), так и экзотермические реакции синтеза (гидрирование, алкилирование, полимеризация, конденсация) и частично реакции изомеризации с малым тепловым эффектом. Об этом свидетельствует то обстоятельство, что в про — дуктах термолиза (и катализа) нефтяного сырья всегда содержатся углеводороды от низкомолекулярных до самых высокомолекуляр — ных от водорода и сухих газов до смолы пиролиза, крекинг — остатка и кокса или дисперсного углерода (сажи). В зависимости от температуры, давления процесса, химического состава и молекулярной массы сырья возможен термолиз с преобладанием или реакций крекинга, как, например, при газофазном пиролизе низкомолеку — лярных углеводородов, или реакций синтеза как в жидкофазном процессе коксования тяжелых нефтяных остатков. Часто термические и каталитические процессы в нефте— и газопереработке проводят с подавлением нежелательных реакций, осложняющих нормальное и длительное функционирование технологического процесса. Так, гидрогенизационные процессы проводят в среде избытка водорода с целью подавления реакций коксообразования. [c.9]

Полагают, что строение этого соединения аналогично известным в настоящее время я-аллильным комплексам солей палладия [27]. В связи с этим имеет безусловный интерес отмеченный в работе [3] факт, что миграция двойной связи при гидрировании замещенных циклоалкенов происходит лишь в присутствии водорода. Это перекликается с аналогичной зависимостью в случае ал-кенов с открытой цепью [28—30], а также с закономерностями, обнаруженными нами при изучении реакций конфигурационной изомеризации диалкилциклоалканов [31], Сз-дегидроциклизации алканов [32] и некоторых превращений алкенил- и алкилиденциклобутанов [33]. Об этом речь пойдет в следующих разделах. [c.30]

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]

Следует подчеркнуть, что секстетно-дублетная модель гидрогенолиза, предложенная [124] для самого циклопентана, в дальнейшем была успешно распространена на MOHO-, ди- и полиалкилциклопентаны [143, 156—158], циклогептаны [159], а также на реакцию Сз-дегидроцик-лизации алканов [154, 160] и близкую ей реакцию дегидроциклизации вторичных аминов [161]. Естественно, что в каждом конкретном случае проявлялись специфические особенности реагирующих соединений. Свое дальнейшее развитие модель секстетно-дублетного механизма получила в работах [154, 158]. [c.128]

В работе Паала и Тетени [251] рассмотрена активность ряда металлов в реакциях гидрогенолиза метилциклопентана и 3-метилпентана и Сз-дегидроциклизации последнего. Изученные металлы разделены авторами на две группы КН, Рс1, 1г и Р1, на которых происходит однократный разрыв молекулы, и Со, N1, Си, Ки, Ад, Ке и Оз, на которых идет фрагментация исходной молекулы на несколько частей. В работе обсуждается также корреляция активности металлов первой группы с геометрией их поверхности (гранецентрированная решетка с межатомными расстояниями 0,269—0,277 нм). [c.169]

В настоящее время хорощо известны два типа реакций каталитической дегидроциклизации углеводородов, при которых открытая цепь углеродных атомов замыкается в цикл с отщеплением водорода. Эта. открытая цепь может принадлежать либо углеводороду ряда алканов, либо являться достаточно длинной боковой цепью циклана, например алкилбензола или алкилциклопен-тана. Первым типом рассматриваемой дегидроциклизации является ароматизация, известная также как Сб-дегидроциклизации [1] по числу углеродных атомов, входящих в образующийся цикл. Вторым типом является С5-дегидроциклизация, приводящая к углеводородам с пятичленным циклом, например к циклопентанам (из алканов) или дигидроинденам (из соответствующих алкилбензолов). Различие направлений реакции основывается в ряде случаев на разных типах применяющихся катализаторов и условиях протекания реакций, наконец, на неодинаковых механизмах обсуждаемых превращений. [c.189]

В последнее десятилетие механизм и селективность протекания реакции Сз-дегидроциклизации углеводородов в присутствии различных платиновых катализаторов изучались многими исследователями. Оказалось, что на алюмоплатиновых катализаторах в условиях платфор-минга [41—43], а также в импульсном режиме [13, 44— 49] Сз-дегидроциклизация алканов проходит достаточно успешно, хотя и осложняется рядом других реакций (Сб-дегидроциклизация, дегидроизомеризация и пр.). [c.193]

Показано [52], что в условиях импульсного режима при 400—540°С над Pd-катализатором [(0,6% Pd)/ /AI2O3] также протекает Сз-дегидроциклизация алканов. Правда, по активности в отношении этой реакции РЙ/АЬОз значительно уступает Р1/А120з. Что же касается Сб-дегидроциклизации, то в указанных условиях оба катализатора обладают примерно одинаковой активностью. При масс-спектрометрическом изучении превращений паров н-гексана над Pd-лентой обнаружено [53], что при давлении ЫО Па Сб-дегидроциклизация н-гексана наблюдается уже при 20 °С, а при повышении температуры до 200°С н-гексан практически целиком превращается в бензол. [c.196]

Представления о циклическом строении переходного комплекса при Сз-дегидроциклизации углеводородов успешно развиваются в работах Руни [59], Андерсона [65], Го [82, 83], а также в наших исследованиях [63, 64, 84]. По мнению Го, превращения изомерных гексанов (дегидроциклизация, гидрогенолиз, изомеризация) на различных Pt-катализаторах проходят с образованием единого циклического переходного комплекса (см. разд. IV.4). [c.202]

Рассмотрение всех описанных выше фактов позволило А. Л. Либерману предложить механизм Сз-дегидроциклизации алканов [63], основанный на прямой циклизации. Новые данные, которые были получены с тех пор, хорошо согласуются с предложенной схемой, дополняют и углубляют ее, позволяя, в частности, рассматривать некоторые аспекты изучаемой реакции с позиций современных конформационных представлений. Учитывая принцип микрообратимости, можно полагать, что в присутствии Pt/ реакции гидрогенолиза циклопентанов и Сз-дегидроциклизации алканов проходят через общее переходное состояние (см. разд. V.1). Для понимания причин, благодаря которым фактически в одних и тех же условиях происходят обе названные реакции, были привлечены конформационные представления и предложена новая мультиплетно-деформационная схема переходного состояния обеих обсуждаемых реакций (см. рис. 26). При рассмотрении этой схемы следует помнить, что в переходное состояние входят также два атома водорода, расположенные по обе стороны от С-атомов, участвующих в разрыве илн образовании С—С-свя- [c.208]

Естественно, сказанным не ограничиваются все факторы, могущие влиять на селективность протекания Сз-дегидроцпклизации алканов. Не исключено, что на предпочтительную адсорбцию конформации Б по сравнению с конформацией А в условиях проточного метода влияют и различия электронных плотностей у первичных (С-1, С-7) и вторичных (С-2, С-6) углеродных атомов в молекуле н-гептана. Возможно также, что при адсорбции некоторый вклад вносят различия в ван-дер-ваальсовых объемах адсорбирующихся частей молекулы (СНз-группа в случае конформации Б и СНо-группа для конформации А). Однако на данном этапе исследования нам представляется, что наибольшую роль в различной селективности Сз-дегидроциклизации по направлениям 1 я 2, ио-видимому, играют факторы, связанные с различным характером покрытия поверхности катализатора реагентами. [c.218]

В соответствии со всем изложенным выше показано [109], что в строго идентичных условиях выход метилциклопентана из н-гексана действительно меньше, чем из изогексанов. Выходы метилциклопентана из 2- и 3-ме-тилпентанов практически совпадали, что, по-видимому, обусловлено практически одинаковыми суммарными благоприятными эффектами. Важной особенностью обсуждаемой работы является то, чго опыты проводили в токе Не с непременной обработкой катализатора перед каждым опытом небольшим количеством водорода. Следует отметить, что кроме метилциклопентана в продуктах реакции присутствовали изомерные гексаны, соответст-вуюшие им алкены, бензол и метилциклопентен. Для рассмотрения участия алкенов как промежуточных продуктов Сз-дегидроциклизации 2- и 3-метилпентанов были соответственно проведены две серии опытов с двойными смесями 2-метилпентан — 2-метилпентены- С и З-метилпентан- С — 3-метилпентены (рис. 41). Анализ кинетических данных (см. рис. 41) привел к заключению [109], что образование метилциклопентана из изомерных гексанов на Pt/ в атмосфере гелия (с предварительной обработкой катализатора водородом) при 310°С происходит двумя параллельными путями 1) через промежуточную стадию образования алкенов и 2) непосредственной циклизацией исходного алкана. При этом также отмечается, что в названных условиях различие в строении 2- и 3-метилпентанов мало влияет на соотн ение путей их Сз-дегидроциклизации. [c.221]

При Сб-дегидроциклизации алканов и Сз-циклизациц алкенов на Pt/AbOa показано [84, 126], что скорость реакции в отсутствие Нг быстро падает, доходя фактически до нуля, и наоборот, в токе Нг проходит успешная циклизация как алканов, так и алкенов. Роль водорода при образовании циклопентанов в присутствии алюмоплатиновых катализаторов с низким содержанием Pt пока недостаточно ясна. Возможно, что влияние водорода на протекание реакции осуществляется по нескольким направлениям, часть которых обсуждалась выше. Не исключая этих возможностей и в случае нанесенных Pt-катализаторов, следует также обсудить ассоциативный механизм действия водорода [84], представляющийся авторам книги одним из наиболее вероятных. В соответствии с обсуждаемой схемой водород в случае реакции Сб-дегидроциклизации алканов играет ту же роль, что и в ряде других реакций, протекающих в присутствии металлсодержащих катализаторов, в частности в реакции миграции двойной связи в алкенах [127] и в конфигурационной изомеризации диалкилциклоалканов [128]. В этих реакциях водород входит в состав переходного комплекса, образующегося на поверхности катализатора по ассоциативной схеме. Можно полагать, что реакция Сз-дегидроциклизации, также протекающая при обязательном присутствии и, по-видимому, с участием Нг, проходит через промежуточные стадии образования и распада переходного состояния [c.230]

Эти классические схемы в дальнейшем претерпели существенные изменения. В большом цикле работ, проведенном Б. А. Казанским, М. И. Розенгартом, Г. В. Исагулянцем с сотр., было показано, что в присутствии алю-мохромокалиевого катализатора [8, 21, 145], а также других оксидных койтактов [146] Сб-дегидроциклизация н-гексана (и других н-алканов) протекает иначе. При исследовании превращений алкенов было обнаружено, что при малых временах контакта наряду с ароматическими углеводородами образуются алкадиены. Количество по.следних в указанных условиях превыщает количество аренов, причем с увеличением времени контакта выход алкадиенов проходит через максимум. Отсюда следует, что диены могут быть промежуточными продуктами при Сб-дегидроциклизации алкенов на оксидных [c.237]

Следует подчеркнуть, что в обсуждаемых до сих пор работах в качестве катализаторов дегидроциклизации, как правило, использовали металлы в виде черней, пленок, а также Pt и Pd, отложенные на активированном угле, SiOg или некислом АЬОз, т. е. такие катализаторы, в которых носитель либо отсутствовал, ли о по крайней мере не влиял явным образом на каталитические свойства. Очевидно, что в присутствии би- и поли-функциональных металлоксидных катализаторов реакции дегидроциклизации могут проходить несколько иначе. Кроме того, течение этих реакций может осложняться рядом побочных и вторичных процессов. Краткий обзор этих работ, посвященных исследованию реакций дегидроциклизации на би- и полифункциональных металлоксидных катализаторах, приведен в следующем разделе. [c.244]

В работах [171, 172] термодесорбционным и кинетическим методами изучено взаимодействие н-гептана с Р1, нанесенной на А12О3, с носителем (А Оз), а также с модифицированными Р1-катализаторами — (Р1— РЬ)/ /АЬОз и (Р1—5п)/А120з. При нагревании образцов Р1-катализатора с поверхности десорбируются исходный н-гептан и продукты дегидроциклизации — толуол и бензол. Определены температурные интервалы десорбции и число активных центров. На основании результатов термодесорбционных и кинетических исследований предположили наличие на поверхности Р1/АЬ0з не менее двух типов активных центров платины. На одном из них, [c.251]

Получило дальнейшее развитие предположение о высокой активности в реакции дегидроциклизации комплексных активных центров, содержащих ионы Pt +, химически связанные с поверхностью носителя — AI2O3 [188]. Так, в работах Н. Р. Бурсиан с сотр. [189—192] исследована структура активных центров алюмоплатиновых катализаторов в реакции Сб-дегидроциклизации н-гексана. На основании изучения с помощью экстракционного метода промотирующего действия щелочных металлов (Li, Na, s) на Pt-контакты, а также исходя из полученных данных об отсутствии связи между кислотными и ароматизирующими свойствами изучаемых катализаторов, предложена модель комплексного активного центра, содержащего ион Pt +. [c.256]

В настоящее время в нефтепереработке существует целый ряд технологических каталитических процессов, в ходе которых в той или иной степени осуществляются различные превращения углеводородов. В качестве примера можно привести каталитический риформинг один из важнейших современных нефтехимических процессов, с помощью которого осуществляется глубокое изменение углеводородного состава бензинов. Каталитический риформинг позволяет получать в широких масштабах ароматические углеводороды — бензол, толуол, ксилолы. Они образуются в этом процессе путем нескольких реакций дегидрирования шестичленных нафтенов, Сз-дегидроциклизации алканов в алкилциклопентаны с последующей дегидроизомеризацией и, наконец, Се-де-гидроциклизации алканов. Этот и другие подобные производственные процессы возникли в результате чисто технологических разработок. Однако сейчас пути технологических и фундаментальных исследований постепенно сближаются. Эта тенденция дает определенный положительный эффект. Так, исследование механизма и кинетических закономерностей каталитических реакций углеводородов, а также использование опыта, накопленного при эксплуатации нескольких поколений моно- и биметаллических катализаторов риформинга, позволило создать ряд высокоэффективных и экономичных разновидностей процесса риформинга. [c.257]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология