烃类热裂解.ppt

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一、正构烷烃的裂解
脱氢反应（断C-H键）
CnH2n+2CnH2n+H2
断键反应（断C-C键）
CnH2n+2CmH2m+Cn-mH2（n-m）+2
环化脱氢反应
n-C6H14 环己烷+H2
烷烃的裂解反应
一、正构烷烃的裂解
从键能分析
CH4的键能最高，一般裂解温度下不发生任何反应
随着C原子数增加，伯位C-H键能下降，越易脱氢
同C原子数的正烷烃，C-H键能大于C-C键能，断链比脱氢容易
随着C原子数的增加，C-H键能、C-C键能都下降，热稳定性下降，裂解越易进行
烷烃的裂解反应
一、正构烷烃的裂解
从化学热力学角度分析
结论
G º越是较大的负值，Kp值越大，此时为不可逆反应；
G º越是较小的负值或正值，Kp值越小，此时为可逆反应， 反应受平衡的影响
烷烃的裂解反应
一、正构烷烃的裂解
脱氢反应的G º为较小的负值或正值，脱氢反应为可逆反应；
断链反应的G º为较大的负值，断链反应为不可逆反应；
对于断链反应，C-C键断裂在两端的优势>在中间断裂；
对于断链反应，更倾向于生成较小的烷烃和较大的烯烃；
乙烷只发生脱氢反应，不发生断链反应；
烷烃的裂解反应
一、正构烷烃的裂解
甲烷的裂解反应
CH4=+H2
G 1000Kº= Kcal/mol
结论：甲烷在一般裂解条件下不发生任何反应
烷烃裂解反应是强吸热反应，脱氢反应比断链反应吸
热更多
烷烃的裂解反应
反应热H º
H º>0，强吸热反应
脱氢反应比断链反应吸热更多
烷烃的裂解反应
二 异构烷烃的裂解反应
C-C键或C-H键的键能比正构烷烃的低，更容易裂解或脱氢
脱氢能力与分子结构有关，难易顺序为叔碳氢>仲碳氢>伯碳氢
CH3
CH3-C-CH3
H
叔C-H键能364KJ/mol
CH3-CH2-CH2-CH2
H
仲C-
CH3-CH2-CH-CH3
H
伯C-
异构烷烃裂解所得乙烯、丙烯收率较正构烷烃裂解所得收率
低 ，而H2、CH4、C4及C4以上烯烃收率较高；
随着C数的增加，异构烷烃与正构烷烃裂解所得乙烯和丙烯
收率差异减小
烯烃的裂解反应
二次反应
断链反应
脱氢反应
歧化反应
双烯合成反应
芳构化
烯烃的裂解反应
断链反应
Cn+mH2（n+m）
CnH2n+CmH2m
离解能D=69KCal/mol
离解能D=91KCal/mol
烯烃的裂解反应
脱氢反应
C4H8  C4H6+H2
C2H4  C2H2+H2
歧化反应
2C3H6  C2H4+C4H8
2C3H6  C2H6+C4H6
2C3H6  C5H8+CH4
双烯合成反应
芳构化