Билет 24

1. Реакции образования кокса. В ходе каталитического крекинга на поверхности катализатора образуется твердое вещество, которое содержит в своем составе много углерода (до 96%) и незначительное количество водорода. Образующееся вещество относится к полиценовым соединениям (соединениям, которые состоят из множества ароматических колец). Оно получило названия кокса.

Образование кокса является крайне нежелательным процессом в каталитическом крекинге. Пленка кокса на поверхности катализатора прекращает доступ молекул углеводородов сырья к этой поверхности. Поэтому при возникновении пленки кокса на катализаторе процесс каталитического крекинга прекращается. Для того, чтобы возобновить его, необходимо пленку кокса удалить. Делается это путем выжига кокса с поверхности катализатора в атмосфере воздуха при повышенных температурах. Образование кокса означает, что часть углеводородного сырья потеряно безвозвратно.

Образованию кокса в значительной степени способствует реакция Дильса-Альдера между диеновыми и этиленовыми соединениями. Первоначально эта реакция приводит к получению производных циклогесена, которые далее сами вступают в реакцию с диеновыми углеводородами. Этот процесс повторяется многократно, и он приводит к образованию полициклических гидрированных соединений. Ниже протекание этих реакций продемонстрировано на примере реакций бутадиена-1,3 с этиленом:

Образующиеся полициклические соединения далее вступают в ступенчатую реакцию ионного дегидрирования, что приводит к образованию полициклических ароматических углеводородов. Эти соединения и составляют основную массу кокса. Процесс дегидрирования полициклических соединений протекает точно так же, как и в случае образования моноароматических соединений. Все приведенные выше реакции протекают с участием карбониевых и карбениевых ионов.

2. Побочным направлением в процессе получения этилбензола является образование высших линейных алкилбензолов. Это направление связано с тем, что в условиях алкилирования частично идет катионная олигомеризация этилена, которая приводит к получению бутильных, гексильных, октильных и т.п. катионов:

Каждый из образующихся катионов способен алкилировать бензол, что приводит к появлению в реакционной смеси н-бутил-, н-гексил-, н-октилбензола:

Высшие линейные алкилбензолы имеют более высокие температуры кипения, и они отделяются от этилбензола в процессе ректификации.