Каталитический крекинг кумола

Каталитический крекинг углеводородов нефти является одни из основных промышленных процессов нефтепереработки.

Впервые превращения углеводородов в присутствииалюмосиликатов были изучены Л.Г. Гурвичем и С.В. Лебедевым.

В настоящее время химизм и механизм превращений углеводородов над алюмосиликатными катализаторами исследованы в значительной степени. Установлено, что механизм превращения углеводородов в присутствии алюмосиликатных катализаторов носит ионный характер. В условиях каталитического крекинга углеводороды подвергаются сложным превращениям, а именно реакциям расщепления,изомеризации, дегидрирования, перераспределения водорода.

Для алкилбензолов характерным является расщепление алкильной цепи по α - связи С-С с образованием бензола и олефина. Например, в случае изопропилбензола:

Расщепление наиболее прочной α-связи С-С при каталитическом крекинге алкилбензолов (при термическом крекинге расщепляете наиболее слабая β-связь) обусловливается сильной поляризацией α-связи в промежуточном комплексе с катализаторомс ее последующимгетеролитическим расщеплением:

В последнее время в качестве возможного рассматривается катион-радикальныймеханизм каталитического крекинга.

При взаимодействии изопропилбензола с активным (льюисовским) центром катализатора происходит переход одного π -элект­рона на вакантную d -орбиталь атома алюминия в алюмокислородном тетраэдре (А1О₄) с образованием катион-радикала углеводоро­да, находящегося в комплексе с анион-радикалом активного центра. Далее происходит распад комплекса с отщеплением изопропила и фенильного катиона сорбированного анион-радикалом катализатора. Последний отдает π-электрон фенильному катиону, который прев­ращается в фенил и процесс продолжается по радикальному механиз­му. Таким образом, основными продуктами крекинга кумола над алюмосиликатным катализатором являются бензол и пропилен. В качестве побочных продуктов образуются "кокс", а также толуол, этилбензол, метан, водород и другие газообразные вещества.

Образование побочных продуктов усиливается за счет реакции перераспределения водорода, а также вследствие деактивации катализатора (блокирование активных центров катализатора углистыми отложениям - "коксом").

В последнем случае, по-видимому, начинает становиться заметным превращение кумола только по радикальному механизму (на поверхности частиц "кокса"), что объясняет присутствие в газо­образных продуктах толуола, этилбензола, метана и водорода: