Как получить из октана бутан?

Коротко: прямого «реактива», который превратит октан ровно в бутан, нет. В промышленности бутан из октана получают крекингом (расщеплением) с последующим выделением нужной фракции и, при необходимости, гидрированием олефинов.

Вот рабочие схемы.

1) Термический или каталитический крекинг C₈-алкана
При нагревании октана связи C–C рвутся по радикальному механизму и образуется смесь более лёгких алканов и алкенов. Среди продуктов — C₄-углеводороды. Типичная «идеализированная» перегруппировка:

• C₈H₁₈ → C₄H₁₀ + C₄H₈
  То есть бутан и бутен(ы). Реально получится смесь C₁–C₈ с разными изомерами.

Условия:

• термический крекинг: ~450–750 °C, короткое время контакта; давление от атмосферного до умеренного;

• каталитический крекинг: ~450–550 °C, кислые цеолитные катализаторы (например, тип Y, ZSM-5), обычно ближе к атмосферному давлению; выход C₄-фракции выше и процесс мягче.

Далее разделяют продукты ректификацией: отбирают C₄-фракцию (бутаны + бутены). Чтобы получить именно бутан, гидрируют бутены:

• C₄H₈ + H₂ → C₄H₁₀ (Ni, Pt; умеренные T,P)

2) Гидрокрекинг (если нужна максимальная селективность в алканы)
В присутствии водорода трещина идёт с насыщением радикалов, поэтому алкенов почти нет:

• C₈H₁₈ + H₂ → 2 C₄H₁₀
  Условия: ~300–450 °C, высокий парциальный H₂ (обычно 5–20 МПа), катализаторы Ni–Mo/Co–Mo/Pt на Al₂O₃. После реактора снова ректификация и отбор C₄-фракции (н-бутан/изобутан).

Практические замечания

• Продукт — смесь: C₁–C₄ газовая фракция (метан, этан, пропан, бутаны), C₅+ бензиновая фракция, немного кокса (в термокрекинге). Чистый бутан выделяют колоннами и, при необходимости, изомеризацией/гидрированием доводят состав.

• Если важен изобутан, его долю повышают каталитическими путями (кислые цеолиты способствуют изомеризации).

• В лабораторных условиях воспроизводить крекинг нецелесообразно: нужны высокие T,P, катализаторы и аппаратура. Это типично НПЗ-процесс.

Итого: самый прямой путь «из октана в бутан» — крекинг (каталитический или гидро-), затем выделение C₄ и, при необходимости, гидрирование бутенов до бутана.