
- •Лекция 3. Олефиновые углеводороды
- •Олефиновые у/в, используемые в качестве исходных веществ для основного органического и нефтехимического синтеза,
- •Важные для химической технологии свойства
- •Олефины С2÷С5 образуют взрывоопасные с воздухом смеси и
- •Высшие олефины (С6-С18)
- •Области применения олефинов
- •2. Основные промышленные методы получения
- •Главными же промышленными методами получения олефинов остаются пиролиз и методы термического и каталитического
- •2.1 Теоретические основы процессов крекинга и пиролиза
- •Рисунок. Температурная зависимость изменения
- •Таким образом, при термических процессах (крекинг) у/в нефти и газов изменяют свой групповой
- •Рис. 3. Температурная зависимость изменения энергии Гиббса реакций расщепления различных углеводородов:
- •На рис. изображены температурные зависимости изобарно-
- •На рис. 3 видно, что в системе обратимых реакций крекинга олефина и его
- •Анализ кривой 2 показывает возможность расщепления нафтенов, в данном случае ЦГ, с образованием
- •2.1.2. Химия процессов
- •Циклические у/в отщепляют боковые цепи, нафтеновые у/в кроме отщепления боковых цепей раскрывают кольца
- •В качестве примера приведем механизм радикально-цепного
- •В результате реакций дегидрирования (при 600 - 6500С), которая также протекает как свободно
- •Из диенов и циклоолефинов получаются конденсированные ароматические у/в:
- •При высокотемпературных процесса образуются также твердые вещества : сажа (С- углерод) и кокс,
- •На состав и выход продуктов термического расщепления влияет в основном 3 фактора: Род
- •Время контакта. При прочих равных условиях увеличение времени контакта процесса термического расщепления ведет
- •Рис. 4. Выход газа (1), жидких продуктов (2) и кокса (3) при пиролизе
- •2.1.3. Химия процессов каталитического крекинга.
- •В отличие от радикалов иона карбония легко изомеризуются - этим объясняется повышенное содержание

При высокотемпературных процесса образуются также твердые вещества : сажа (С- углерод) и кокс, а также высококонденсированные, нерастворимые и нелетучие вещества:

На состав и выход продуктов термического расщепления влияет в основном 3 фактора: Род сырья; Температура Время контакта.
Вид сырья. Относительно легкое сырье (углеводородные газы и бензин) при расщеплении дают больше газа и мало кокса. Обратная картина наблюдается при расщеплении тяжелых нефтепродуктов.
Температура. При прочих равных условиях с повышением температуры растет выход газа и кокса и снижается выход жидких продуктов (рис. 4). При этом газообразные продукты обогащаются водородом и низшими у/в, а жидкие - ароматическими соединениями рис. 4. Расщепление высших у/в начинается примерно с 5000С.
Время контакта. При прочих равных условиях увеличение времени контакта процесса термического расщепления ведет к усиленному образованию водорода , СН4, ароматических
веществ и кокса, полимеризации олефинов и резко снижает выход олефинов.
Таким образом, в зависимости от целевого назначения процесса, подбирают режимные параметры (род сырья, температуру, время контакта, давление).

Рис. 4. Выход газа (1), жидких продуктов (2) и кокса (3) при пиролизе (i = 800°C) различного сырья
Рис. 5. Температурная зависимость выхода газа (1), жидких продуктов
(2) и кокса (3) при пиролизе газойля

2.1.3. Химия процессов каталитического крекинга.
В процессах каталитического расщепления у/в используют алюмосиликаты и другие кислотные вещества (Н2SO4, Н3РО4; ВF3) - типичные
катализаторы ионных реакций.
С их участием расщепление у/в протекает с промежуточным образованием положительно заряженных карбоновых ионов. Последние образуются из олефинов, получающихся хотя бы в небольшом количестве при термораспаде сырья, и протонов, генерируемых катализатором:
Ионы карбония не стабильны и распадаются на молекулы олефина и ион карбония с более короткими углеродными цепями. Дополнительно ион карбония может образоваться из-за отнятия гидрид-иона водорода (Н-) от нейтральной молекулы, т.е. развивается ионно-цепной процесс расщепления парафинов:

В отличие от радикалов иона карбония легко изомеризуются - этим объясняется повышенное содержание изопарафинов с высоким октановым числом в бензинах каталитического крекинга. Октановое число этих бензинов повышается также вследствие каталитического перераспределения водорода между молекулами олефина и нафтена с образованием ароматических у/в. например,
Из-за малой стабильности СН3+ и С2Н5+ - ионов в газах
каталитического крекинга ) в отличие от газов термического крекинга) преобладает у/в -ды С3 -С4. Выход газа при
каталитическом крекинге составляет 10 - 15 % мас., а в них олефиновых у/в до 20-25 % (мас.)