Гідроочищення нафтопродуктів

CH3CH2CH2CH2CHCH2CH3 CH3CH2CH2 + CH2=CHCH2CH3

Швидкість крекінгу алканів зростає із збільшенням довжини ланцюга. Низькомолекулярні карбкатіони відривають гідрід-йон від молекули високомолекулярних вуглеводнів і реакція продовжується далі.

+ +

CH3CH2CH2 + RH CH3CH2CH3 + R

Таким чином, високомолекулярні алкани перетворюються у алкени і низькомолекулярні алкани у 10-100разів швидше, після по реакціям термічного крекінгу.

Швидкість каталітичного крекінгу алканів у 100-1000разів більше, ніж у подібних алканів. Алкени дуже легко перетворюються у карбкатіони.

+ +

H2C=CHCH2CH3 + H CH3CHCH2CH3

Далі йдуть реакції ізомерізаціїкарбкатіонів і їх -розпаду по схемі перетворення алканів.

Частково алкени вступають в спеціфічні реакції циклізації і рекомбінації, з створюванням більш ненасичених структур.

Циклоалкани реагують з такою ж швидкістю, як і подібні алкани. Основними реакціями для них є: розкриття кільця із створенням алкенів і дієнів, дегідрірування до аренів та ізомерізація циклів і бокових груп.

Арени досить стійки в умовах каталітичного крекінгу. Але поліциклічні арени стійко сорбуються на каталізаторі і поступово втрачають водень, а високоненасичені сполуки перетворюються на нафтовий кокс на поверхні каталізатору, що веде до його закоксування.

Таким чином, схема реакцій каталітичного крекінгу значно відрізняється від схеми перетворень термічного крекінгу. Каталітична деструкція приводить до сполук з низчою молекулярною масою, за рахунок ізомерізації карбкатіонів створюються ізо-структури і, таким чином, важкі фракції значно. Мірою-на 70-80%перетворюються у світлі фракції (до 350С). Бензинова фракція каталітичного крекінгу має досить високе октанове число 78-85 (за моторним методом), що значно вище, ніж у прямогонній бензиновій фракції.

Каталізатори і макрокінетика процесу

Сучасні каталізатори крекінгу уявляють собою складні системи, які складаються з 10-25%цеоліту в рідкоземельної чи декатіонірованої формах, рівномірно розподіленного в аморфному алюмоселікаті, та сформовані у виді мікросфер чи кульок.

Цеоліти-кристалічні алюмоселікати-получають звичайно кристалізацією натрієвих алюмокремнегелей.

Аморфний алюмоселікат, у якому розподілен цеоліт, володіє власною активністю. Каталітично активними центрами алюмоселікатів являються як кислоти Бренстеда, так і Льюіса.

Швидкість реакцій на цеолітвміщуючому каталізаторі на 2-3 порядки вище, ніж на аморфному. В той же час цеолітвміщуючи каталізатори володіють більш високою термічною та механічною стабільністю, ніж чисті цеоліти.

Швидкість каталітичного процесу встановлює найбільш повільна стадія. Якщо процес протікає у дифузійній області, то швидкість його мало залежить від температури. Для збільшення швидкості необхідно використовувати крупнопористі чи сильнопотрощенні, наприклад, пиловидний каталізатор, що дозволить збільшити поверхню каталізатору.