Uglevodorodlarni gaz fazadagi termik reakksiyalarini nazariy asoslari

rasm. Uglevodorodlarni hosil bo‘lish energiyasini haroratga bog‘liqligi.

Ushbu rasmdan kelib chiqadiki, hamma uglevodorodlarni (atsetilan bundan mustasno) ni termodinamik barqarorligi harorat oshishi bilan pasayadi. Bir gomolitik qatorda molekulyar massani oshishi bilan barqarorlik tushib ketadi. Yuqori haroratda alkenlar, alkadienlar va arenlar alkanlarga va sikloalkanlarga nisbatan anchagina ko‘proq barqarordir. Bundan alkanlarni alkenlarga qayta ishlash uchun yuqori haroratgacha oddiy qizdirilishni o‘zi yetarli ekanligi haqida xulosa chiqarish mumkin. Biroq, alkenlar ixtiyoriy haroratlarda ikkilamchi reaksiyalarga, masalan, polimerizatsiyaga barqarordir. Bundan tashqari, nisbatan quyi harorat ham uglevodorodlarni elementlarga parchalanishi termodinamik mumkindir. Buning natijasida vaqt o‘tishi bilan sistemaning termodinamik muvozanatichuqur o‘zgarishlar (vodorod, metan, smolalar, koks hosil bo‘lishi bilan) tomon suriladi. Yuqori haroratli jarayonlar (masalan, piroliz) da vaqt, demakki, asosiy parametrlardan biri bo‘lib qoladi. Kinetik qonuniyatlar termodinamikalarga nisbatan bosh rol o‘ynay boshlaydi. Agarda jarayonni yig‘indisi maqsadi alkenlarni maksimal salmoqda olish bo‘lsa, reaksiyani alkenlarni eng yuqori konsentratsiyali lahzasida to‘xtatish lozim va uni yig‘indisi termodinamik muvozanatga yaqinlashishiga yo‘l bermaslik kerak.

Jarayon kinetikasi va mexanizmi

Uglevodorodlarni termik reaksiyalari mulekulyar ham, radikal – zanjir va zanjirmas ham ketishi mumkin. Termik jarayonlar sharoitlarida ionli reaksiyalar ketmaydi, chunki S-S bog‘ini geterolitik parchalanishi 1206 kDj/mol energiya talab qiladi, bu esa gomolitik (360 kDj/mol) nikiga nisbatan ancha ko‘proqdir.

Hozirgi vaqtda krekingni radikal – zanjir mexanizmi eng ko‘proq qabul qilingan. Gomogen gaz reaksiyalarini zamonaviy kinetika asoslarni yuzaga keltirishda akademik Semyonov tomonidan ishlab chiqilgan zanjir reaksiyalar umumiy nazariyasi katta axamiyatga ega bo‘lgan. Istalgan zanjir jarayoni kabi termik parchalanish jarayoni radikal – zanjir jarayoni uch bosqichdan tashkil topadi: zanjirni initsirlanishi; zanjirni davom etishi; zanjirni uzilishi.