Процесс изомеризации направлен на получение высокооктановых компонентов товарного бензина из низкооктановых фракций нефти путем структурного изменения углеродного скелета. Источником детонации в ДВС является образование свободных радикалов по цепному механизму. Нормальные неразветвленные алканы при горении образуют наиболее активные первичные радикалы, чем вторичные или третичные радикалы при горении разветвленных алканов с изостроением. Поэтому чем разветвление молекула, тем выше её детонационная стойкость, октановое число.
Описание процесса и принципиальная схема
Таблица октановых чисел некоторых алканов.
| Алкан | октановое число И.М. |
|---|---|
| нормальный пентан | 61,8 |
| изопентан | 93 |
| нормальный гексан | 24,8 |
| 2,2-диметилбутан | 91,8 |
На сегодняшний день изомеризация возможна только легких алканов бутана, пентана и гексана. Это фракция нефти с пределами выкипания 28-70°С называется легкая нафта, петролейный эфир, газовый бензин. Проводятся серьёзные исследования возможности изомеризации более тяжелых алканов. В нефтеперерабатывающей промышленности реализовано два типа изомеризации: 1. Однопроходная 2. С рециклом.
Однопроходная изомеризация позволяет повысить октановое число И.М. фракции с 70 до 83 пунктов. Смесь улеводородов до и после однопроходной изомеризации.
| КОМПОНЕНТЫ (% ОБ.) И ИОЧ СМЕСИ | СЫРЬЕ | ПРОДУКТ |
|---|---|---|
| изопентан | 10,3 | 26,9 |
| нормальный пентан | 24,8 | 8,4 |
| изогексан | 23,2 | 47,8 |
| нормальный гексан | 25,6 | 5,7 |
| циклические у/в | 5,6 | 11,2 |
| бензол | 10,5 | 0 |
| Октановое число И.М. | 69 | 83 |
Изомеризация с рециклом позволяет повысит октановое число фракции с 70 до 92 пунктов, за счет выделения из смеси низкооктановых компонентов и возвращение их на рециркуляцию.
Условия процесса: Давление - 2-3 МПа; Температура в реакторе - 380-410°С; Кратность циркуляции ВСГ - >500 нм³/м³; Катализатор платиносодержащий на алюмосиликатной матрице и цеолитах.
Изомеризация.