Алкены не содержатся в нефтяных фракциях, но образуются при термическом разложении алканов и циклоалканов. Реакции распада алкенов имеют цепной механизм.
СН2=СН2 > СН2=СН* + Н*
СН2=СН* > СН? СН + Н*
Н* + СН2=СН2 > СН2=СН* + Н2
Правило в — связи определяет наиболее вероятное место распада в углеродной цепи. Связи С-С и С-Н в алкенах у атома углерода с двойной связью значительно прочнее, а в положении сильно ослаблены.
Механизм распада алкенов, так же как и алканов, имеет цепной характер.
Первичный распад по в — связи дает начало двум радикалам. Так, для пентана:
СН3-СН2-СН2-СН=СН2 = СН3-СН2* + *СН2-СН=СН Далее С5Н10 + R = RН + СН3— СН2-СНСН=СН2
Радикал С5Н9* весьма неустойчив и сразу распадается на бутадиен и радикал метил:
СН3-СН2-СНСН=СН2 > СН2=СН-СН=СН2 + СН3*
Дальнейшее развитие цепной реакции идет через радикал метил. Этот механизм хорошо объясняет получение из пентена бутадиена и метана:
С5Н10 = С4Н6 +СН4
Превращение циклоалканов
Для нафтеновых углеводородов наиболее характерны следующие типы превращения при высоких температурах:
Деалкилирование — реакция, аналогичная распаду алканов. При температуре около 500 °C расщепление происходит главным образом посередине цепи. Полное деалкилирование возможно лишь при более высоких температурах. Повышение давления препятствует деалкилированию.
Дегидрирование — более высокотемпературная реакция, ведущая к накоплению в продуктах крекинга и пиролиза циклоолефинов и ароматических углеводородов. Реакции благоприятствует пониженное давление. Дециклизация — полициклических нафтенов приводит к последовательному упрощению молекул и сопровождается деалкилированием. Одновременно протекают реакции дегидрирования. Распад не имеет цепного характера.
Термодинамически и кенитически реакция распада конкурирует с реакцией дегидрирования. Поэтому в продуктах крекинга можно обнаружить в сравнимых количествах и непредельные, и ароматические углеводороды.