4.35. Пиролиз: крекинг

Пиролиз — это разрушение соединений при нагревании. Этот термин происходит от греческих слов руг - огонь и lysis - разрушение и, следовательно, означает «расщепление при нагревании» (сравните со словом гидролиз — разрушение водой).

Пиролиз алканов, особенно когда речь идет о нефти, известен под названием крекинга. При термическом крекинге алканы пропускают через колонку, нагретую до высокой температуры. Алканы с высоким молекулярным весом превращаются в алканы с меньшим молекулярным весом, алкены и водород. В результате этого процесса образуется в основном этилен наряду с другими небольшими молекулами. В случае крекинга с водяным паром углеводороды разбавляют паром, нагревают до 700-900 °С и быстро охлаждают. Процесс крекинга с водяным паром приобрел большое значение для производства углеводородов, применяемых как реагенты, например этилена, пропилена, бутадиена, изопрена и циклопентадиена. Другим источником углеводородов с небольшим молекулярным весом является гидрокрекинг, проводимый в присутствии водорода под высоким давлением и при значительно более низких температурах (250-450 °С).

Алканы с низким молекулярным весом, получаемые при крекинге, можно разделить и очистить; они служат важным сырьем для синтеза алифатических соединений в крупных масштабах.

Однако крекинг применяется главным образом для получения топлив, а не химических реактивов; при этом главную роль играет каталитический

крекинг. Фракции с высокими температурами кипения (обычно соляровое масло) вводят в контакт с мелко раздробленным алюмосиликатным катализатором при 450-550 °С под небольшим давлением. При каталитическом крекинге не только повышается выход бензина за счет разрушения больших молекул до молекул меньшего размера, но также улучшается качество бензина: этот процесс происходит через образование карбониевых ионов (разд. 5.17) и приводит к более разветвленным алканам и алкенам.

В результате алкилирования некоторые алканы и алкены с небольшим молекулярным весом (разд. 6.16) превращаются в высокооктановые синтетические топлива.

Наконец, в процессе каталитического реформинга (разд. 12.4) огромные количества алифатических углеводородов нефти превращаются в ароматические углеводороды, которые используются не только как топлива высшего качества, но и как исходные вещества для синтеза большинства ароматических соединений .