Izomerizarea este transformarea unui compus chimic într- un izomer , rearanjarea atomilor într-o moleculă a unei substanțe fără modificarea compoziției sale calitative și cantitative [1] . Procesul de izomerizare este utilizat în chimia organică, inclusiv în producția de combustibili și în producția de alimente.
Tehnologii de izomerizare:
Procesul de izomerizare are ca scop obținerea de componente cu octan mare ale benzinei comerciale din fracțiunile de petrol cu octan scăzut prin modificări structurale ale scheletului de carbon . Sursa detonației în motoarele cu ardere internă este formarea de radicali liberi printr-un mecanism în lanț. Alcanii normali neramificati formează radicali primari mai activi în timpul arderii decât radicalii secundari sau terțiari în timpul arderii alcanilor ramificati cu izostructură. Prin urmare, cu cât molecula este mai ramificată, cu atât este mai mare rezistența sa la detonare, numărul octanic .
Descrierea procesului și diagrama schematică (link inaccesibil)
Tabel cu cifrele octanice ale unor alcani.
| Alcan | cifra octanica im |
|---|---|
| pentan normal | 61,8 |
| izo pentan | 93 |
| hexan normal | 24.8 |
| 2,2-dimetilbutan | 91,8 |
Până în prezent, izomerizarea este posibilă numai pentru alcanii ușori ai butanului , pentanului și hexanului . Această fracțiune de ulei cu un interval de fierbere de 28-70 ° C se numește nafta ușoară, eter de petrol , benzină. Se fac studii serioase asupra posibilității de izomerizare a alcanilor mai grei [4] . În industria de rafinare a petrolului au fost implementate două scheme tehnologice de izomerizare a alcanilor: 1. Single-pass 2. Cu reciclare.
Izomerizarea într-o singură trecere vă permite să creșteți numărul octanic al I.M. fracții de la 70 la 83 de puncte. Amestecul de hidrocarburi înainte și după izomerizarea cu o singură trecere.
| COMPONENTE (% VOL.) ȘI RENDUL AMESTECULUI | BRUT | PRODUS |
|---|---|---|
| izopentan | 10.3 | 26.9 |
| pentan normal | 24.8 | 8.4 |
| izohexan | 23.2 | 47,8 |
| hexan normal | 25.6 | 5.7 |
| ciclic | 5.6 | 11.2 |
| benzen | 10.5 | 0 |
| Cifra octanică I.M. | 69 | 83 |
Izomerizarea cu reciclare permite creșterea numărului octanic al fracției de la 70 la 92 de puncte, datorită separării componentelor cu octan scăzut din amestec și revenirea lor la reciclare. Scheme posibile de organizare a procesului: 1. Schema cu reciclarea hexanilor usor ramificati. 2. Schema cu deizopentanizarea materiilor prime si reciclarea hexanilor usor ramificati. 3. Schema cu reciclarea n-pentanului si a hexanilor usor ramificati.
Condiții de proces: Presiune — 2−3 MPa; Temperatura din reactor este de 380−410°С; Viteza de circulație WSG [5] — >500 nm³/m³; În prezent, au fost dezvoltate trei tipuri de procese industriale de izomerizare [6] :
Cei mai promițători, după mulți autori, sunt catalizatorii de oxid sulfat [6] [7] [8] . Producătorii de catalizatori de izomerizare sunt UOP , Axens , Shell , Akzo NobeI , Sud-Chemie , Neftekhim . Principalii dezvoltatori de pe piața rusă de catalizatori clorurati sunt UOP ( SUA ) cu tehnologie Penex, Axens ( Franța ); catalizatori zeolit - compania germană Sud-Chemie , catalizatori oxid sulfatați - UOP (SUA) cu tehnologie Par-Isom și compania rusă NPP Neftekhim cu tehnologie Isomalk-2 [9] .