La isomerización es la transformación de un compuesto químico en un isómero , el reordenamiento de los átomos en una molécula de una sustancia sin cambiar su composición cualitativa y cuantitativa [1] . El proceso de isomerización se utiliza en química orgánica, incluso en la producción de combustibles y en la producción de alimentos.
Tecnologías de isomerización:
El proceso de isomerización tiene como objetivo la obtención de componentes de gasolina comercial de alto octanaje a partir de fracciones de aceite de bajo octanaje mediante cambios estructurales en el esqueleto de carbono . La fuente de detonación en los motores de combustión interna es la formación de radicales libres por un mecanismo de cadena. Los alcanos normales no ramificados forman radicales primarios más activos durante la combustión que los radicales secundarios o terciarios durante la combustión de alcanos ramificados con isoestructura. Por lo tanto, cuanto más ramificada sea la molécula, mayor será su resistencia a la detonación, número de octano .
Descripción del proceso y diagrama esquemático (enlace inaccesible)
Tabla de números de octano de algunos alcanos.
| alcano | número de octano soy |
|---|---|
| pentano normal | 61.8 |
| iso pentano | 93 |
| hexano normal | 24,8 |
| 2,2-dimetilbutano | 91.8 |
Hasta la fecha, la isomerización solo es posible para los alcanos ligeros de butano , pentano y hexano . Esta fracción de petróleo con un rango de ebullición de 28-70 °C se denomina nafta ligera, éter de petróleo , gasolina gaseosa. Se están realizando serios estudios sobre la posibilidad de isomerización de alcanos más pesados [4] . En la industria de refinación de petróleo se han implementado dos esquemas tecnológicos para la isomerización de alcanos: 1. Single-pass 2. Con reciclado.
La isomerización de un solo paso le permite aumentar el octanaje de I.M. fracciones de 70 a 83 puntos. Mezcla de hidrocarburos antes y después de la isomerización de un solo paso.
| COMPONENTES (% VOL.) Y ROI DE LA MEZCLA | CRUDO | PRODUCTO |
|---|---|---|
| isopentano | 10.3 | 26,9 |
| pentano normal | 24,8 | 8.4 |
| isohexano | 23.2 | 47.8 |
| hexano normal | 25.6 | 5.7 |
| cíclico | 5.6 | 11.2 |
| benceno | 10.5 | 0 |
| Número de octano I.M. | 69 | 83 |
La isomerización con reciclado permite aumentar el octanaje de la fracción de 70 a 92 puntos, debido a la separación de los componentes de bajo octanaje de la mezcla y su retorno a reciclado. Posibles esquemas de organización del proceso: 1. Esquema con reciclado de hexanos poco ramificados. 2. Esquema con deisopentanización de materias primas y reciclaje de hexanos ligeramente ramificados. 3. Esquema con el reciclado de n-pentano y hexanos ligeramente ramificados.
Condiciones del proceso: Presión — 2−3 MPa; La temperatura en el reactor es de 380−410°С; Tasa de circulación de WSG [5] — >500 nm³/m³; Actualmente, se han desarrollado tres tipos de procesos de isomerización industrial [6] :
Los más prometedores, según muchos autores, son los catalizadores de óxidos sulfatados [6] [7] [8] . Los fabricantes de catalizadores de isomerización son UOP , Axens , Shell , Akzo NobeI , Sud-Chemie , Neftekhim . Los principales desarrolladores en el mercado ruso de catalizadores clorados son UOP ( EE.UU. ) con tecnología Penex, Axens ( Francia ); catalizadores de zeolita - la empresa alemana Sud-Chemie , catalizadores de óxido sulfatado - UOP (EE.UU.) con tecnología Par-Isom y la empresa rusa NPP Neftekhim con tecnología Isomalk-2 [9] .