В нефтеперерабатывающей промышленности процесс изомеризации представляет собой превращение плохого сырья в хороший продукт. Под первым подразумевается нефть с низким октановым числом. А под вторым – товарные и марочные сорта бензина, у которых октановое число крайне высоко.
Сейчас есть два основных типа повышения октанового числа:
Также процесс изомеризации можно разделить на несколько категорий в зависимости от температуры обработки:
Но при этом разные компании, занимающиеся нефтепереработкой, постоянно стараются придумать новые технологии. В мире сейчас сотни, а то и тысячи лабораторий, где ученые работают над усовершенствованием процесса изомеризации.
Для улучшения нефтепродуктов нужно следить за тремя главными характеристиками – давление, температура и кратность.
В случае с изомеризацией эти показатели таковы:
Установка для изомеризации представляет собой сложную технологическую систему. Она может быть различной по форме, в зависимости от применяемого катализатора.
Но при этом все аппараты состоят из следующих главных блоков:
На многих предприятиях сейчас стараются оптимизировать производство бензина. Поэтому часто объединяют установку изомеризации с установкой риформинга. Получается единый комплекс для получения топлива с высоким октановым числом.
Перед современными нефтеперерабатывающими предприятиями стоит одна из главных задач – увеличение выработки алкита. И для этих целей в большом количестве используется изобутан. Этот же материал используется при производстве бутилкаучука. Сам по себе продукт в природе не водится. Его получают с помощью изомеризации обычного бутана.
Все современные установки переработки нефтяных продуктов невозможно представить без блока изомеризации бутана. Он является одной из главных составляющих всего процесса. И от него в целом зависит экономичность всего процесса.
Катализаторы для изомеризации бутана
Изначально для изомеризации бутана использовали в качестве катализаторов оксиды алюминия с добавлением хлора. Их изначально придумали американские компании, а затем технология распространилась на весь мир.
Но подобные катализаторы имеют некоторые недостатки. Например, требуется постоянное пополнение хлора, а это требует дополнительного блока в установке для очистки отходящих газов.
Также требуется очистка от микропримесей влаги, серы и азота, что также ведет к усложнению самого процесса. И наконец, срок службы таких установок достаточно невелик.
Именно поэтому относительно недавно был разработан новый тип катализаторов – на основе сульфатированных оксидов. И что интересно, эта разработка принадлежит российским ученым.
При переработке алканов, они, как и другие вещества, подвергаются определенному нагреву. Плюс, в процесс добавляют катализатор. Это и есть реакция изомеризации алканов.
В результате это процесса обычные алканы превращаются в так называемые разветвленные. Но при этом не меняется состав молекул исходного и конечного вещества. Более того, они имеют одинаковые молекулярные формулы. И их принято называть «структурными изомерами»
Для изомеризации используют только те алканы, в молекулах которых содержится не менее четырех атомов углерода. Например, при переработке н-пентана получается изо-пентан, или как его еще называют 2-метилбутан. Данный процесс протекает при нагреве до температуры в 100 градусов по Цельсию и с добавлением хлорида алюминия.
Изомеризация углеводородов с большим молекулярным весом (к ним и относится гексан) осуществляют для производства моторных масел.
Процесс может протекать при разных температурах, которые зависят от давления, которое прикладывают, чтобы подавить крекинг. Например, если давление до 14 атмосфер, то хватит и 1200 градусов по Цельсию. А если давление 65 атмосфер, то тут и температура возрастает в два раза – до 200 градусов.
В качестве катализаторов при изомеризации гексанов используют не только окиси металла, но также добавляют водород.
Интересно, что процесс изомеризации используют еще и в пищевой промышленности. С ее помощью преобразовывают исходные моносахариды на отдельные составляющие. К таковым относятся глюкоза, фруктоза, аотдозы, тетрозы, пентозы и так далее.
В этом случае переработка проводится несколькими способами – структурная изомеризация, пространственная или оптическая. Каждый процесс применяется для конкретных моносахаридов и, соответственно, для получения определенных групп продуктов.
Посмотрите также:Куда сдать на утилизацию отходы, технику и другие вещи в Вашем городе
