15.3–§. Гидрокрекинг Гидрокрекинг–молекуляр массаси олинадиган мақсадли маҳсулот–
ларнинг массасидан каттароқ бўлган нефт хомашёсини водород босими
остида қайта ишланганда очиқ рангли нефт маҳсулотларини (бензин,
керосин, дизел ёқилғиси) С3–С4 суюқ ҳолдаги газларни олиш учун
мўлжалланган каталитик жараёндир.
Гидрокрекинг нефт маҳсулотларининг жуда кўп турларини деярли
исталган нефт хомашёсидан тегишли катализаторларни ва шароитини
танлаб олишга имкон беради ва нефтни қайта ишлаш жараёнларининг энг
самаралисидир. Гидрокрекинг жараёнининг кимёвий асослари.Гидрокрекинг
маҳсулотларининг характеристикаси кучли даражада катализаторнинг
хоссалари, яъни унинг гидрогенловчи ва кислотали фаоллиги билан
белгиланади. Гидрокрекинг катализаторларини юқори гидрогенловчи ва
юқори кислотали фаолликка эга бўлганларга бўлиш мумкин.
Алканларнинг ўзгариши.Кислотали хоссаларга эга бўлган монофункционалли гидрогенловчи катализаторларда алканларнинг гидрогенолизи битта С–С боғининг катализаторда диссоциланиши ва
кейинчалик бўлакларнинг водород билан тўйиниши йўли билан қуйидаги
схема бўйича амалга ошади:
Гидрокрекинг
CnH2n+2 + H2 CmH2m+2 + Cn–mH2(n–m)+2._
Турли С–С боғларнинг парчаланиш тезлиги асосан танланган
катализаторларга боғлиқ бўлади: платинада барча С–С боғларнинг
гидрогенолизи тезлиги деярли бир хил, никельда чеккадаги С–С боғлар
тезроқ парчаланади ва метанни ҳосил қилади. С–С боғларнинг
гидрогенолиз жараёнида баъзи бир цеолитлар ҳам юқори фаолликка эга.
Реакция гомолитик узилиш билан катализатор электронларининг
иштирокида амалга ошади.
Кислотали ва бифункционалли катализаторларда алканлар
гетеролитик механизм билан крекинг ва изомерланишга дучор бўлади.
Дастлаб гидрогенлаш – дегидрогенлаш фаол марказларда алкенлар
ҳосил бўлиш билан углеводородларнинг дегидрогенланиши содир бўлади.
Сўнгра алкенлар катализаторларнинг кислотали марказларида
карбкатионларга осон айланади, каталитик крекингникига ўхшаган
занжирли карбкатионли жараённи иницирлайди. Каталитик крекингда
бўлгани каби гидрокрекинг тезилиги алкинлар молекуляр массасининг
ошиши билан ошади. Учламчи углерод атомли изоалканлар
тармоқланмаган алканларга қараганда каттароқ тезлик билан
гидрокрекингга учрайди.
Каталитик крекингнинг гидрокрекингдан асосий фарқи шундаки,
алканларнинг умумий конверцияси гидрокрекингда каталитик
крекингникига қараганда юқоридир. Бу гидрокрекинг катализаторлари
гидрогенловчи–дегидрогенловчи марказларида алкенларнинг осон ҳосил
бўлиши билан белгиланган. Натижада занжирли жараённинг энг секин ва
энергия кўп сарфлайдиган босқичи-занжирни иницирлаш бутун
жараённинг тезлигини белгиловчи бўлиб гидрокрекингда каталитик
крекингникига қараганда тезроқ амалга ошади. Гидрокрекинг
маҳсулотлари тўйинган характерга эга. Гидрокрекинг катализатрлар деярли кокс билан қопланмайди, чунки алкенлар тез гидрогенланишга
дучор бўлади ва кейинги полимерланиш ва зичлашиш реакцияларига
киришишга улгурмайди.
Алканларнинг гидрокрекинг маҳсулотлари чиқишининг нисбати
карбкатионларнинг изомерланиш, парчаланиш ва барқарорлашиш
тезликларининг нисбати билан белгиланади. Юқори кислотали ва меъёрли
гидрогенлаш фаолликка эга бўлган катализаторларда гидрокрекинг катта
тезлик билан боради, шу билан бирга паст молекулали изоалканлар кўп
миқдорда ҳосил бўлади. Бу кучли кислотали марказларда карбкатионларнинг изомерланиш ва парчаланиш тезлигининг юқорилиги билан
тушунтирилади. Юқори гидрогенловчи ва меъёрли кислотали фаолликка
эга бўлган катализаторларда алканларнинг ўзгариш даражаси унча катта
эмас, эҳтимол бу карбкатионларнинг қуйидаги турдаги реакцияларда
тезда тўйиниши билан белгиланса керак:
R+H– + ГH – H RH + HA + Г,
бу ерда А– – катализатор НА нинг аниони; Г – гидрогенлаш -дегидрогенаш
каталитик маркази.
Шунга ўхшаш ўзгаришлар натижасида асосий маҳсулотлар бўлиб
углерод атомларининг сони каттароқ ва кислоталиги юқори бўлган
катализатордагига қараганда камроқ тармоқланган алканлар ҳисобланади.
