Основные реакции и продукты гидрокрекинга углеводородов

Окончание таблицы 4.7

Результаты гидрокрекинга в очень сильной степени определяются свойствами катализатора: его гидрирующей и кислотной (крекирующей) активностями и их соотношением. В зависимости от целевого назначения могут применяться катализаторы с преобладанием либо гидрирующей, либо крекирующей активностью. Катализаторы гидрокрекинга можно разделить на имеющие высокую гидрирующую и относительно низкую кислотную активность и имеющие относительно невысокую гидрирующую и высокую кислотную активность.

Гидрокрекинг алканов на катализаторах с высокой кислотной активностью протекает по карбкатионному механизму, схема которого представлена на рис. 4.3 [14].

Соотношение выходов продуктов гидрокрекинга определяется соотношением скоростей изомеризации карбкатионов, их распада и стабилизации. Распад карбкатионов с отщеплением фрагментов, содержащих менее трех атомов углерода, сильно эндотермичен, а температуры, при которых проводится гидрокрекинг невысоки, метан и этан почти не образуется. На катализаторе с высокой кислотной и умеренной гидрирующей активностями насыщение карбкатионов, содержащих много атомов углерода и быстро распадающихся, происходит в небольшой степени, поэтому высок выход изобутана и незначителен выход изомеров исходного нормального алкана. Степень равновесной изомеризации карбкатионов возрастает с увеличением числа атомов углерода; образующиеся при их распаде и последующей стабилизации алканы изомеризованы поэтому в степени, превышающей термодинамически равновесную. На катализаторах с высокой гидрирующей и умеренной кислотной активностями происходит интенсивное насыщение карбкатионов, в результате образуются алканы с большим числом атомов углерода в молекуле, а отношение изоалканы : нормальные алканы в продуктах крекинга невелико.

Рис. 4.3. Схема карбкатионного механизма алканов в процессе гидрокрекинга: D – активные центры гидрирования-дегидрирования; КН – кислотные активные центры

Влияние соотношения кислотной и гидрирующей активностей катализатора на результаты гидрокрекинга представлено в табл. 4.8 [14].

Таблица 4.8