Az izomerizáció egy kémiai vegyület izomerré alakítása , az atomok átrendeződése egy anyag molekulájában anélkül, hogy annak minőségi és mennyiségi összetétele megváltozna [1] . Az izomerizációs eljárást a szerves kémiában alkalmazzák, beleértve az üzemanyagok előállítását és az élelmiszergyártást is.
Izomerizációs technológiák:
Az izomerizációs eljárás célja a kereskedelmi benzin magas oktánszámú komponenseinek kinyerése alacsony oktánszámú olajfrakciókból a szénváz szerkezeti változásai révén . A belső égésű motorokban a detonáció forrása a szabad gyökök láncmechanizmussal történő képződése . A normál elágazó láncú alkánok több aktív primer gyököket képeznek az égés során, mint a másodlagos vagy harmadlagos gyökök az izostruktúrájú elágazó láncú alkánok elégetésekor. Ezért minél elágazóbb a molekula, annál nagyobb a robbanási ellenállása, oktánszáma .
A folyamat leírása és sematikus diagram (elérhetetlen link)
Egyes alkánok oktánszámainak táblázata.
| Alkan | oktánszám im |
|---|---|
| normál pentán | 61.8 |
| izo pentán | 93 |
| normál hexán | 24.8 |
| 2,2-dimetil-bután | 91.8 |
Eddig csak a bután , a pentán és a hexán könnyű alkánjai esetében lehetséges az izomerizáció . Az olajnak ezt a 28-70 °C forráspontú frakcióját könnyű benzinnek, petroléternek , benzinnek nevezik. Komoly tanulmányok folynak a nehezebb alkánok izomerizációjának lehetőségéről [4] . Az olajfinomító iparban két technológiai sémát valósítottak meg az alkánok izomerizálására: 1. Egymenetes 2. Újrahasznosítással.
Az egymenetes izomerizáció lehetővé teszi az I.M. oktánszámának növelését. törtek 70-től 83 pontig. Szénhidrogének keveréke egymenetes izomerizáció előtt és után.
| A KEVERÉK ÖSSZETEVŐI (VOL.%) ÉS ROI | NYERS | TERMÉK |
|---|---|---|
| izopentán | 10.3 | 26.9 |
| normál pentán | 24.8 | 8.4 |
| izohexán | 23.2 | 47.8 |
| normál hexán | 25.6 | 5.7 |
| ciklikus | 5.6 | 11.2 |
| benzol | 10.5 | 0 |
| Oktánszám I.M. | 69 | 83 |
Az újrahasznosítással történő izomerizáció lehetővé teszi a frakció oktánszámának 70-ről 92 pontra történő növelését, mivel az alacsony oktánszámú komponenseket elválasztják a keverékből, és visszakerülnek az újrahasznosításba. A folyamat megszervezésének lehetséges sémái: 1. Sémák enyhén elágazó hexánok újrahasznosításával. 2. A nyersanyagok izopentánmentesítése és az enyhén elágazó hexánok újrahasznosítása. 3. Séma az n-pentán és az enyhén elágazó hexánok újrahasznosításával.
Feldolgozási feltételek: Nyomás – 2-3 MPa; A reaktor hőmérséklete 380–410°С; WSG keringési sebesség [5] – >500 nm³/m³; Jelenleg háromféle ipari izomerizációs eljárást fejlesztettek ki [6] :
A legígéretesebbek sok szerző szerint a szulfatált oxid katalizátorok [6] [7] [8] . Az izomerizációs katalizátorok gyártói az UOP , az Axens , a Shell , az Akzo NobeI , a Sud-Chemie , a Neftekhim . A klórozott katalizátorok orosz piacán a fő fejlesztők a Penex technológiával működő UOP ( USA ), az Axens ( Franciaország ); zeolit katalizátorok - a német Sud-Chemie cég , oxid-szulfatált katalizátorok - UOP (USA) Par-Isom technológiával és az orosz NPP Neftekhim cég Isomalk-2 technológiával [9] .