石蠟的催化裂化

1、石蠟的催化裂化,【實驗?zāi)康摹?1. 認識石蠟催化裂化的原理； 2. 了解提高輕質(zhì)油產(chǎn)率的化學(xué)方法。,【實驗原理】,石油的催化裂化就是在一定條件下， 經(jīng)催化劑的作用，把相對分子質(zhì)量大、沸 點高的烴斷裂為相對分子質(zhì)量小、沸點低 的烴的過程。催化裂化可以提高汽油的質(zhì) 量。,重油、石蠟等相對分子質(zhì)量較大的 烴分子在一定條件下，被裂化而轉(zhuǎn)變?yōu)?相對分子質(zhì)量較小的烴。如：, 這樣就生成了相對分子質(zhì)量比較小、 沸點比較低的類似汽油的飽和烴和不飽 和烴的液態(tài)混合物。有些裂化產(chǎn)物還會 繼續(xù)分解，生成飽和的和不飽和的氣態(tài) 烴。如辛烷分解成丁烷和丁烯，丁烷還 可分解成甲烷、丙烯、乙烷、乙烯等， 其產(chǎn)物可用酸性高錳酸

2、鉀溶液檢驗。,【實驗裝置】,如圖7-131所示。,催化裂化部分裂化氣冷凝通入高錳酸鉀溶液 圖7-131,1. 按圖連接實驗裝置。,【實驗步驟】,3. 加熱試管，等石蠟熔化后，觀察反應(yīng) 進行的情況。,2. 在試管里放入4g石蠟和3g粉末狀的 氧化鋁。,4. 持續(xù)加熱5min-10min，可觀察到試管 里高錳酸鉀酸性溶液顏色變淺,甚至 褪色，說明有不飽和的氣態(tài)烴生成。 在試管里可以看到有少量的液體凝結(jié)， 聞一下這種液體，可聞到有汽油味。,5. 將試管中的液體分別注入盛有高錳酸 鉀酸性溶液和溴水的兩支試管里，振蕩， 也可觀察到兩溶液的顏色變淺，甚至消 失，說明此液體中含有不飽和烴。,【注意事項及成敗

3、關(guān)鍵】,1. 試管必須事先烘干，所配的膠塞及導(dǎo) 管也應(yīng)不帶水分，以保證催化劑的活性。,2. 由于試管冷凝液體的量較少，所以試 管最好也是干燥的，以便能明顯看出 冷凝液體。,3. 酸性高錳酸鉀溶液必須比較稀，顯淡 紅色即可。如過濃，則褪色現(xiàn)象不明 顯，演示時間也要增長。,4. 裂化石蠟的裝置里，玻璃導(dǎo)管必須長 一些，以起回流冷凝作用，操作也比 較安全。,加熱的時間也不宜過長，加熱5min10 min后，出現(xiàn)明顯的現(xiàn)象即可。否則 試管中的殘留物會結(jié)焦而不易洗滌。 實 驗完畢后，最好趁熱倒出殘渣，用 熱水洗滌試管。,6. 為保證石蠟與催化劑充分接觸，可向 試管中加入一些碎瓷片之類的物質(zhì)， 以起到固定

4、催化劑和增大石蠟與催化 劑接觸面積的作用。,【實驗改進】,改進,本實驗中的催化劑氧化鋁可改用無水三 氯化鋁、硅酸鋁、水泥、磚瓦塊等代替效 果也很好。下面介紹幾種催化劑的制作方 法。,1. Na2SiO3水泥催化劑,取15g硅酸鈉固體溶于15mL水中，適當 加熱得澄清溶液，然后邊攪拌邊滴入6mol/L 鹽酸至混合體系pH=7為止，靜置，稍分層 后傾去上層清液，然后加入普通水泥約10g， 調(diào)和均勻后移入蒸發(fā)皿中，加熱并借助玻璃 棒的攪拌得干態(tài)黃豆大小固體顆粒，趁熱放 在干燥器中冷卻備用。 此催化劑新鮮、多孔與反應(yīng)液接觸面積大。,2. 硅膠催化劑,取實驗室常用的藍色硅膠15g放在蒸發(fā) 皿中并蓋上表面

5、皿，用酒精噴燈灼燒至爆 裂，顏色呈藍黑色，停止加熱，立即放在 干燥器中冷卻備用。 此催化劑制備簡單，且由于硅膠干燥劑 多孔，因而對石蠟吸附效果更好，催化效 果更佳。,3. Na2SiO3Al2(SO4)3水泥催化劑,取10g Na2SiO3、40g Al2(SO4)318H2O 溶于100mL水中，加熱攪拌至沸騰，恒 沸10min后停止加熱，此時兩物質(zhì)發(fā)生水 解反應(yīng)，生成原硅酸和氫氧化鋁沉淀。冷 卻靜置，傾去上層清液，同時加入34 藥匙普通水泥，攪拌均勻，最后得黃豆般 干態(tài)顆粒，放在干燥器中冷卻備用。,此催化劑的主要成分可視為鋁硅酸鹽， 其催化效果最好，現(xiàn)象出現(xiàn)最快，最明顯。,改進,1. 實驗

6、裝置(如圖7-132所示),1-玻璃管； 2-號橫口管； 3-膠圈； 4-號橫口管； 5-溴水； 6-0.1%酸性高錳 酸鉀溶液； 7-石蠟和無水三氯 化鋁 ,圖7-132,2. 實驗步驟,在大試管中放入3g-4g液體石蠟，在 號橫口管中加入少量0.1%酸性高錳酸 鉀溶液，在號橫口管中加入少量溴 水，塞上插有玻璃管的膠塞，連接好 裝置。,(2) 用酒精燈加熱大試管2min-3min，石蠟 沸騰，高錳酸鉀酸性溶液、溴水溶液的 顏色無變化，說明石蠟并未裂解。,(3) 將上述石蠟稍冷，迅速向大試管中加 入2g無水三氯化鋁，馬上套上兩個橫 口管，繼續(xù)加熱，管內(nèi)產(chǎn)生大量的煙 霧，并逐漸上升到頂端的玻璃管，用 火柴在玻璃管口點燃該煙霧，火焰高 達5cm15cm，同時兩個橫口管