Получение пропена из пропана осуществляется путем дегидрирования — реакции отщепления водорода. Это основной промышленный метод переработки насыщенных углеводородов в непредельные. Основная реакция Реакция протекает при высокой температуре в присутствии катализаторов (обычно оксид хрома(III) на носителе из оксида алюминия). Или в структурном виде: Условия проведения процесса Для эффективного выхода продукта необходимо соблюдение следующих параметров:
- Температура: Процесс эндотермический, поэтому требуются высокие температуры в диапазоне 500–650°C. При более низких температурах равновесие смещено в сторону пропана.
- Катализаторы: Чаще всего используются алюмохромовые катализаторы ( ). Также могут применяться платиновые катализаторы. Давление: Согласно принципу Ле Шателье, снижение давления способствует образованию пропена (так как объем продуктов больше объема реагентов). Однако на практике часто работают при давлении, близком к атмосферному, или используют разбавление водяным паром.
Механизм и особенности
- Разрыв C-H связей: Под действием температуры и катализатора происходит разрыв связей у соседних атомов углерода.
- Образование двойной связи: Высвободившиеся электроны образуют -связь между первым и вторым атомами углерода. Побочные процессы: При чрезмерном нагреве возможен термический крекинг (разрыв C-C связей) с образованием этилена и метана, а также закоксовывание катализатора.
Альтернативный (двухстадийный) путь В лабораторных условиях прямое дегидрирование используется редко из-за сложности аппаратурного оформления. Вместо этого применяют схему через галогенирование:
- Галогенирование пропана:
Дегидрогалогенирование (спиртовой раствор щелочи):
Я могу составить для вас таблицу сравнения промышленного и лабораторного способов получения алкенов, если это необходимо для вашей работы.