Alkanlarning termik va katalitik krekingi. Alkanlarni kreking qilish asosida sanoat miqosida mahsulotlarning ishlab chiqarilishi. Olingan mahsulotlarning ishlatilishi

Alkanlarning termik va katalitik krekingi. Alkanlarni kreking qilish asosida sanoat miqosida mahsulotlarning ishlab chiqarilishi. Olingan mahsulotlarning ishlatilishi.
Alkanlar ham boshqa organik moddalar singari uncha yuqori bo’lmagan haroratlarda barqaror bo’ladi. Harorat ko’tarilganda esa ular C-C (parchalanish reaksiyasi) va C-H (degidrogenlanish reaksiyasi) bog’larning uzilishi bilan parchalanadi. Uglevodorodlarning termik parchalanishi bilan kechadigan kimyoviy jarayonlar-kreking deb aytiladi. Kreking jarayonlari xalq xo’jaligida katta ahamiyatga ega hisoblanadi.
Kreking katalizator ishtirokisiz (termik kreking) va uning ishtirokida katalitik yoki termokatalitik kreking amalga oshirilishi mumkin. Yanada yuqoriroq haroratlarda (700-800⁰C) termik parchalanish piroliz deb ataladi. Piroliz natijasida alkanlar chuqur o’zgarishlarga uchraydi va bunda qisman uglerod ham hosil bo’lishi mumkin. Termik parchalanishda uglerod bog’ining uzilishi va degidrogenlanish natijasida alkanlarning izomerlanishi va siklizatsiyasi yuz berishi mumkin.
Krekingda hosil bo’ladigan mahsulotlarning xarakteri alkanning tuzilishiga termik ta’sirga (harorat, jarayonning davomiyligi va hokazo) katalizator ishtiroki va uning tabiatiga bog’liq bo’ladi. Masalan, n-butanning krekingida quyidagi mahsulotlar hosil bo’lishi mumkin:

Termik va katalitik kreking turli xil mexanizmlarda kechadi. Termik krekingda C-C bog’ning gomolitik uzilishi sodir bo’lib, radikallar hosil bo’ladi:

Erkin radikallar o’ta reaksion qobiliyatli zarrachalar bo’lib, ular qisqa vaqtlar ichida mavjud bo’ladi. Eng barqaror metil va etil radikallarining yashash davri 10^-3-10^-4 sekundni tashkil etadi. Murakkab radikallardan ancha oddiyroq radikallar va alkenlar hosil bo’ladi:

Bu jarayon oxir-oqibatta oddiy metil va etil radikallari, alkenlar va atomar vodorod hosil bo’lishi bilan yakunlanadi:

Hosil bo’lgan metil va etil radikallari alkan molekulasi bilan ta’sirlashadi:

Hosil bo’lgan radikal keyingi o’zgarishlarga uchraydi. Ikkala radikal o’zaro birikkanda (rekombinatsiya,I) ancha murakkab tizimli alkan yoki alkanlar va alkenlar aralashmasi (disproporsiyalanish,II) hosil bo’ladi:

Erkin radikallarning parchalanishi qoidaga binoan juftlashmagan elektron tutgan uglerod atomiga nisbatan β-holatda kechadi.
Quyidagi misollarda alkanlarning pirolizi yoki termik krekingi natijasida qaysi mahsulotlar olinishi ko’rsatilgan:

Uzunroq uglerod zanjirli alkanlar to’yinmagan uglevodorodlar hosil qiladi yoki kichik molekulyar massali uglevodorodlarga parchalanadi (yuqorida butan misolida ko’rib o’tildi).
Oltita va undan ortiq uglerod atomi tutuvchi normal alkanlar katalizator ishtirokida siklik shaklga o’tib, benzol va uning gomologlariga aylanadi:

Bu reaksiya alkanlarning aromatizatsiyasi yoki degidrosiklizatsiyasi deb yuritiladi.
Katalitik krekingda alkan molekulasining parchalanishi geterolitik tarzda karboniy ionining hosil bo’lishi bilan kechadi:

Uchlamchi karbokationlar barqarorligi yuqori bo’lganligi uchun qayta gruppalanish jarayoni asosan tarmoqlangan alkanlar hosil bo’lishi tomonga yo’naladi.
Alkanlarning katalitik krekingi jarayonida izomerlanishi sanoat miqyosida yuqori sifatli motor yoqilg’isi ishlab chiqarishda tatbiq etilishi mumkin.