Chemistry of Catalytic Cracking
A szabad gyökök által irányított termikus krakkolással szemben a katalitikus krakkolás a katalizátor felületén ionfajok képződésével zajlik, és a hosszú egyenes láncú alkánok krakkolásával rövidebb, de elágazó láncú (nem egyenes láncú) alkánokat állít elő. Az elágazó láncú alkánok vagy izoalkánok képződése magas oktánszámú benzin előállításához vezet. Ez az alapvető oka annak, hogy a katalitikus krakkolás felváltotta a termikus krakkolást, mint központi folyamatot egy olyan finomítóban, amely a benzintermelés maximalizálására törekszik. Magas oktánszámú benzinre van szükség ahhoz, hogy a jelenlegi szikragyújtású motorok kopogás nélkül, nagy sűrítési viszonyok mellett működhessenek. A szikragyújtású motorok nagy sűrítési arányai nagy teljesítményt és magas hatásfokot jelentenek.
A 7.1. ábra bemutatja a katalitikus krakkolási reakciókban aktív ionfajok két típusát, a karbokationokat, amelyek az IUPAC terminológiáját használva karbenium, illetve karboniumion néven aktívak. A karbokationok a szénhidrogénekből képződő pozitív töltésű ionok. A 7.1. ábra azt mutatja, hogy egy hidridion (H-, egy hidrogénatom egy további elektronnal) eltávolítása egy alkánból (pl. metánból) karbéniumionokat hoz létre (1a. út). Szintén egy proton (H+, egy elektron nélküli hidrogénatom) hozzáadása egy olefinhez (pl. etilén) karbeniumionokat hozhat létre, amint az az 1b. útvonalon látható.
Karbokationok képződése
IUPAC terminológia
-Karbéniumionok: CH4 (nyíl) H- + CH3+ (alkán – hidridion)
-C2H4 + H+ (nyíl) C2H5+. (olefin + proton)
-Karboniumionok: CH4 + H+ (nyíl) CH4
KEY: H- (hidridion), H+ (proton)
A szabadgyökökhöz használt terminológiával analóg módon a C+H3-t metil-karbéniumionnak, a C2+H5-t pedig etil-karbéniumionnak nevezzük. A karboniumionok úgy keletkeznek, hogy egy protont adunk egy alkánhoz, mondjuk metánhoz, ahogy a 7.1. ábrán látható. A keletkező C+H5 iont metániumnak nevezzük. Megjegyzendő, hogy a szakirodalomban némi zűrzavar uralkodik a karbokationok elnevezésével kapcsolatban. A karbéniumionokat egyes forrásokban, többek között a tankönyvben is karboniumionoknak nevezték . A tankönyv 6.3. Hasadási reakciók című fejezetében a karboniumionokra való minden hivatkozást karbéniumionként kell javítani.