Парафиновые углеводороды.

Основные реакции парафинов – изомеризация, дегидроциклизация и гидрокрекинг. Изомеризация протекает по карбоний –ионному механизму. В условиях риформинга образуются малоразветвленные изомеры, так как термодинамическое равновесие в смеси нормальных и разветвленных парафинов с повышением температуры смещается в сторону неразветвленных и малоразветвленных парафинов.

Изомеризация парафинов – процесс экзотермический, но количество выделяющегося тепла невелико, примерно 6-8 кДж/моль. Процесс идет на кислотных центрах катализатора. Образуется карбоний-ион, а затем следует стадия передачи цепи:

Затем идет продолжение цепи:

Дегидроциклизация протекает с поглощением тепла (эндотермическая) (251±17 кДж/моль). Следовательно, скорость реакции возрастает с повышением температуры.

Скорость дегидроциклизации возрастает с увеличением длины цепи алканов.

В настоящее время известны 2 типа реакций каталитической дегидроциклизации: С₆ – дегидроциклизация и С₅ – дегидроциклизация. При С₆ – дегидроциклизации образуются ароматические углеводороды, а при С₅ – дегидроциклизации – пятичленное нафтеновое кольцо (эта реакция открыта Казанским и Либерманом в 1954 году).

Парафин → циклопарафин → ароматический углеводород.

На бифункциональном катализаторе, где имеются как окислительно-восстановительные, так и кислотно-основные активные центры, возможна другая схема: дегидрир. n-парафина (на металле) → образование карбоний иона (см.предыдующ.лекцию) → отщепление протона с образованием циклоолефина → дегидрирование циклоолефина (на металле). В общем виде: парафин → олефин → циклоолефин → ароматический углеводород.

При дегидроциклизации парафинов получаются все теоретически возможные изомерные ароматические углеводороды.

В случае, если разветвленный углеводород в нормальной цепи содержит меньше шести углеводородных атомов, то сначала может произойти изомеризация с удлинением нормальной цепи, а затем циклизация:

Если в n-парафиновой цепи 10 и более углеродных атомов, могут образоваться конденсированные ароматические углеводороды. Например, из декана может получиться нафталин

Боковые цепи алкилбензолов также могут подвергаться дегидроциклизации.