15.4.2. Трансформация на циклоалкани
Скоростта на каталитичен крекинг на циклоалкани е близка до скоростта на крекинг на алкани с равен брой въглеродни атоми и се увеличава в присъствието на третичен въглероден атом.
Етапът на иницииране - появата на карбокатиони - за наситени въглеводороди с циклична и ациклична структура протича по същия начин. Поради високата температура се образува малко количество алкени, които чрез добавяне на протон от катализатора се превръщат в карбокатиони.
Получените карбониеви йони отделят хидридния йон от молекулата на циклоалкана. Разцепването на хидриден йон от третичен въглероден атом протича по-лесно, отколкото от вторичен; следователно дълбочината на крекинг се увеличава с увеличаване на броя на заместителите в пръстена:
Дълбочина на напукване, % 47 75,6 78,6 51,8
Неоструктурите (1,1-диметилциклохексан) отделят хидридния йон от вторичния въглерод, така че степента на превръщане е близка до тази на незаместения циклохексан.
Разграждането на циклохексилния йон може да се случи по два начина: 1) с разкъсване на пръстена; 2) без счупване на пръстена.
+
Когато C-C връзката се разкъса, се образува алкенилов йон, който лесно се изомеризира в йон от алил тип:
Последният може да се раздели според β-правилото, да отдели хидриден йон от оригиналния въглеводород или да отдаде протон на молекула на алкен или катализатор.
Крекингът по този път произвежда алкени и диени от циклохексан.
2) Циклохексилният йон може да отдаде протон на алкен или катализатор и да се превърне в циклоалкен:
Този път е енергийно по-благоприятен от разпадането на C–C връзката (1).
Циклоалкените се напукват по-бързо от циклоалканите, със значителен добив на арени.
Добивът на арени достига 25% или повече от продуктите от превръщането на циклохексани, а крекинг газовете на циклоалканите съдържат повишенов сравнение с крекинг газовете на алкани, количеството водород.
Наблюдава се и изомеризация на циклохексани до циклопентани и обратно:
Циклопентаните при условия на каталитичен крекинг са по-стабилни от циклохексаните. При наличието на дълги странични вериги в молекулата на циклоалкана е възможна изомеризация на страничната верига и деалкилиране на молекулата.
Бицикличните циклоалкани се ароматизират в по-голяма степен от моноцикличните.
15.4.3. Алкен трансформация
Скоростта на каталитичен крекинг на алкените е с два до три порядъка по-висока от скоростта на крекинг на съответните алкани, което се обяснява с лекотата на образуване на карбокатиони от алкени:
Когато протон е прикрепен към молекула на алкен, се образува същият йон, както когато хидриден йон се елиминира от алкан, което определя общността на техните реакции по време на каталитичен крекинг.
В допълнение към образуването на нисши алкани и алкени, каталитичният крекинг на алкени води до образуването на циклоалкани и арени. Механизмът на тези процеси може да бъде представен чрез схемата:
CH2=CHCH2 + CH2=C(CH3)CH3 CH2=CHCH2CH2C(CH3)CH3
Освен това може да настъпи изомеризация в шестчленен пръстен и трансформация в арени.