石蜡的催化裂化

3. Na2SiO3—Al2(SO4)3—水泥催化剂 取10g Na2SiO3、40g Al2(SO4)318H2O 溶于100mL水中，加热搅拌至沸腾，恒 水中， 溶于 水中 加热搅拌至沸腾， 后停止加热， 沸10min后停止加热，此时两物质发生水 后停止加热 解反应，生成原硅酸和氢氧化铝沉淀。 解反应，生成原硅酸和氢氧化铝沉淀。冷 却静置，倾去上层清液，同时加入3~4 却静置，倾去上层清液，同时加入 药匙普通水泥，搅拌均匀， 药匙普通水泥，搅拌均匀，最后得黄豆般 干态颗粒，放在干燥器中冷却备用。 干态颗粒，放在干燥器中冷却备用。 此催化剂的主要成分可视为铝硅酸盐， 此催化剂的主要成分可视为铝硅酸盐， 其催化效果最好，现象出现最快，最明显。 其催化效果最好，现象出现最快，最明显。
图7-132
2. 实验步骤 (1)在大试管中放入 在大试管中放入3g-4g液体石蜡，在Ⅱ 液体石蜡， 在大试管中放入 液体石蜡 号横口管中加入少量0.1%酸性高锰酸 号横口管中加入少量 酸性高锰酸 钾溶液， 钾溶液，在Ⅰ号横口管中加入少量溴 塞上插有玻璃管的胶塞， 水，塞上插有玻璃管的胶塞，连接好 装置。 装置。 (2) 用酒精灯加热大试管 用酒精灯加热大试管2min-3min，石蜡 ， 沸腾，高锰酸钾酸性溶液、 沸腾，高锰酸钾酸性溶液、溴水溶液的 颜色无变化，说明石蜡并未裂解。 颜色无变化，说明石蜡并未裂解。
(3) 将上述石蜡稍冷，迅速向大试管中加 将上述石蜡稍冷， 无水三氯化铝， 入2g无水三氯化铝，马上套上两个横 无水三氯化铝 口管，继续加热， 口管，继续加热，管内产生大量的烟 并逐渐上升到顶端的玻璃管， 雾，并逐渐上升到顶端的玻璃管，用 火柴在玻璃管口点燃该烟雾，火焰高 火柴在玻璃管口点燃该烟雾， 达5cm—15cm，同时两个横口管中溶 ， 液的颜色均变成无色。 液的颜色均变成无色。 (4) 移开加热的酒精灯，冷却后分别取下两 移开加热的酒精灯， 个横口管， 个横口管，可清楚地看到高锰酸钾酸性 溶液和溴水不仅颜色褪去， 溶液和溴水不仅颜色褪去，而且管中的 液面上均出现了一层油状物质， 液面上均出现了一层油状物质，并有汽 油的气味。 油的气味。
【实验装置】 实验装置】 所示。 如图7-131所示。 如图 所示
Ⅰ催化裂化Ⅱ部分裂化气冷凝Ⅲ通入高锰酸钾溶液 催化裂化Ⅱ部分裂化气冷凝Ⅲ
图7-131
实验步骤】 【实验步骤】 1. 按图连接实验装置。 按图连接实验装置。 2. 在试管Ⅰ里放入 石蜡和 粉末状的 在试管Ⅰ里放入4g石蜡和 石蜡和3g粉末状的 氧化铝。 氧化铝。 加热试管，等石蜡熔化后， 3. 加热试管，等石蜡熔化后，观察反应 进行的情况。 进行的情况。 4. 持续加热 持续加热5min-10min，可观察到试管 ， 里高锰酸钾酸性溶液颜色变浅,甚至 Ⅲ里高锰酸钾酸性溶液颜色变浅 甚至 褪色，说明有不饱和的气态烃生成。 褪色，说明有不饱和的气态烃生成。 在试管Ⅱ里可以看到有少量的液体凝结， 在试管Ⅱ里可以看到有少量的液体凝结， 闻一下这种液体，可闻到有汽油味。 闻一下这种液体，可闻到有汽油味。
5. 将试管Ⅱ中的液体分别注入盛有高锰酸 将试管Ⅱ 钾酸性溶液和溴水的两支试管里，振荡， 钾酸性溶液和溴水的两支试管里，振荡， 也可观察到两溶液的颜色变浅， 也可观察到两溶液的颜色变浅，甚至消 说明此液体中含有不饱和烃。 失，说明此液体中含有不饱和烃。 【注意事项及成败关键】 注意事项及成败关键】 1. 试管Ⅰ必须事先烘干，所配的胶塞及导 试管Ⅰ必须事先烘干， 管也应不带水分，以保证催化剂的活性。 管也应不带水分，以保证催化剂的活性。 2. 由于试管Ⅱ冷凝液体的量较少，所以试 由于试管Ⅱ冷凝液体的量较少， 最好也是干燥的， 管Ⅱ最好也是干燥的，以便能明显看出 冷凝液体。 冷凝液体。
3. 酸性高锰酸钾溶液必须比较稀，显淡 酸性高锰酸钾溶液必须比较稀， 红色即可。如过浓， 红色即可。如过浓，则褪色现象不明 演示时间也要增长。 显，演示时间也要增长。 4. 裂化石蜡的装置里，玻璃导管必须长 裂化石蜡的装置里， 一些，以起回流冷凝作用， 一些，以起回流冷凝作用，操作也比 较安全。 较安全。 5. 加热的时间也不宜过长，加热 加热的时间也不宜过长，加热5min—10 min后，出现明显的现象即可。否则 后 出现明显的现象即可。 试管Ⅰ中的残留物会结焦而不易洗涤。 试管Ⅰ中的残留物会结焦而不易洗涤。 验完毕后，最好趁热倒出残渣， 实 验完毕后，最好趁热倒出残渣，用 热水洗涤试管。 热水洗涤试管。
重油、 重油、石蜡等相对分子质量较大的 烃分子在一定条件下， 烃分子在一定条件下，被裂化而转变为 相对分子质量较小的烃。 相对分子质量较小的烃。如： C16H34△ C8H18+C8H16 十六烷 辛烷 辛烯 这样就生成了相对分子质量比较小、 这样就生成了相对分子质量比较小、 沸点比较低的类似汽油的饱和烃和不饱 和烃的液态混合物。 和烃的液态混合物。有些裂化产物还会 继续分解， 继续分解，生成饱和的和不饱和的气态 烃。如辛烷分解成丁烷和丁烯，丁烷还 如辛烷分解成丁烷和丁烯， 可分解成甲烷、丙烯、乙烷、乙烯等， 可分解成甲烷、丙烯、乙烷、乙烯等， 其产物可用酸性高锰酸钾溶液检验。 其产物可用酸性高锰酸钾溶液检验。
2. 硅胶催化剂 取实验室常用的蓝色硅胶15g放在蒸发 取实验室常用的蓝色硅胶 放在蒸发 皿中并盖上表面皿， 皿中并盖上表面皿，用酒精喷灯灼烧至爆 Байду номын сангаас色呈蓝黑色，停止加热， 裂，颜色呈蓝黑色，停止加热，立即放在 干燥器中冷却备用。 干燥器中冷却备用。 此催化剂制备简单， 此催化剂制备简单，且由于硅胶干燥剂 多孔，因而对石蜡吸附效果更好， 多孔，因而对石蜡吸附效果更好，催化效 果更佳。 果更佳。
改进Ⅱ 改进Ⅱ 1. 实验装置 如图 实验装置(如图 如图7-132所示 所示) 所示 1-玻璃管； 玻璃管； 玻璃管 2-Ⅰ号横口管； Ⅰ号横口管； 3-胶圈； 胶圈； 胶圈 4-Ⅱ号横口管； Ⅱ号横口管； 5-溴水； 溴水； 溴水 6-0.1%酸性高锰 酸性高锰 酸钾溶液； 酸钾溶液； 7-石蜡和无水三氯 石蜡和无水三氯 化铝
1. Na2SiO3—水泥催化剂 硅酸钠固体溶于15mL水中，适当 水中， 取15g硅酸钠固体溶于 硅酸钠固体溶于 水中 加热得澄清溶液，然后边搅拌边滴入6mol/L 加热得澄清溶液，然后边搅拌边滴入 盐酸至混合体系pH=7为止，静置，稍分层 为止， 盐酸至混合体系 为止 静置， 后倾去上层清液，然后加入普通水泥约10g， 后倾去上层清液，然后加入普通水泥约 ， 调和均匀后移入蒸发皿中， 调和均匀后移入蒸发皿中，加热并借助玻璃 棒的搅拌得干态黄豆大小固体颗粒， 棒的搅拌得干态黄豆大小固体颗粒，趁热放 在干燥器中冷却备用。 在干燥器中冷却备用。 此催化剂新鲜、多孔与反应液接触面积大。 此催化剂新鲜、多孔与反应液接触面积大。
6. 为保证石蜡与催化剂充分接触，可向 为保证石蜡与催化剂充分接触， 试管Ⅰ中加入一些碎瓷片之类的物质， 试管Ⅰ中加入一些碎瓷片之类的物质， 以起到固定催化剂和增大石蜡与催化 剂接触面积的作用。 剂接触面积的作用。 实验改进】 【实验改进】 改进Ⅰ 改进Ⅰ 本实验中的催化剂氧化铝可改用无水三 氯化铝、硅酸铝、水泥、 氯化铝、硅酸铝、水泥、砖瓦块等代替效 果也很好。 果也很好。下面介绍几种催化剂的制作方 法。
石蜡的催化裂化
【实验目的】 实验目的】 1. 认识石蜡催化裂化的原理； 认识石蜡催化裂化的原理； 2. 了解提高轻质油产率的化学方法。 了解提高轻质油产率的化学方法。 实验原理】 【实验原理】 石油的催化裂化就是在一定条件下， 石油的催化裂化就是在一定条件下， 经催化剂的作用，把相对分子质量大、 经催化剂的作用，把相对分子质量大、沸 点高的烃断裂为相对分子质量小、 点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低 的烃的过程。 的烃的过程。催化裂化可以提高汽油的质 量。