Теоретические основы каталитических процессов переработки нефтегазового сырья. Тема 6

Определение
Катализ — многостадийный физико-химический процесс избирательного изменения механизма и скорости термодинамически возможных химических реакций веществом - катализатором, образующим с участниками реакций промежуточные химические соединения.
Из этого определения следует, что:
катализатор не влияет на равновесие реакций;
катализатор ускоряет реакции избирательно, а не универсально.

Классификация катализа, катализаторов и каталитических процессов нефте-, газопереработки

Механизмы каталитических реакций применительно к процессам нефте-, газопереработки
I Ионный катализ
а) каталитический крекинг термолиз сырья с образованием алкенов
образование карбкатионов
Карбкатионы – органические (углеводородные) ионы с положительным зарядом, локализованным на атоме углерода с четным числом (в отличие от радикала) электронов. Гидрид-ионы (изотоп) H+ - единственный ион без электронной оболочки с исключительно малым диаметром иона, обладает высокой реакционной способностью.

Мономолекулярные реакции карбкатионов:
1. β-распад с образованием олефина и карбкатиона
2. Изомеризация
3. Бимолекулярные реакций карбкатионов с Н-переносом
4. Алкилирование
5. Конденсация

I Ионный катализ
б) Алкилирование бутилена с изобутаном
Образование цепи:
2. Продолжение цепи:
3. Обрыв цепи:

I Ионный катализ
в) Этирификация изобутилена метанолом

II Гомолитический (электронный, окислительно-восстановительный) катализ
Химизм реакций паровой конверсии углеводородов.
Механизм катализа.
Реакции окисления-восстановления и карбидирования-газификации катализатора (Ni).
1. Паровая конверсия метана

II Гомолитический (электронный, окислительно-восстановительный) катализ
Химизм реакций.
2. Окислительная демеркаптанизация сжиженных газов
Катализатором и растворителем является NaOH, следовательно реакция протекает по бифункциональному, гомолитическому, основному катализу с образованием карбониона: