Il reforming è un processo che consiste nella conversione di idrocarburi a catena semplice in idrocarburi a catena ramificata o ad anello. Si tratta di una reazione che solitamente è finalizzata alla produzione di combustibile ad alto numero di ottano da frazioni leggere di greggio o prodotti di cracking. Tra questi prodotti si possono distinguere le benzine per motori e gli idrocarburi contenenti uno o più anelli aromatici; di solito è il BTX, che è una miscela di benzene, toluene e xileni. Il reforming della benzina comporta molte reazioni speciali: deidrogenazione dei nafteni, deidrociclizzazione delle paraffine, idrodealchilazione degli idrocarburi alchilaromatici, hydrocracking e isomerizzazione delle paraffine. Il processo di reforming fornisce gli ingredienti appropriati necessari per comporre i combustibili. Allo stesso tempo, il processo produce idrogeno gassoso che è un prezioso reagente durante gli idroprocessi come l'idroraffinazione o l'idrocracking.
Numero di ottani
L’indicatore che definisce le proprietà antidetonanti del carburante utilizzato per l’azionamento dei motori a scoppio con accensione comandata è chiamato numero di ottano. In pratica si tratta di una resistenza convenzionalmente determinata del carburante al battito in testa, che comporta un brusco aumento della velocità di combustione. Il numero di ottani viene enumerato per confronto. La resistenza del combustibile testato alla combustione per detonazione viene confrontata con la resistenza mostrata dalle miscele standard che contengono n-eptano e isoottano. In una certa misura, è una sorta di scala della qualità del carburante. L’isoottano rispecchia le classi migliori, cioè i carburanti con la combustione più desiderabile, quindi il suo numero di ottano è 100. Solo i carburanti con un contenuto di isoottano del 100%, o miscele equivalenti, hanno un tasso così elevato. Nel frattempo, l’n-eptano è il punto opposto della scala, quindi sia quel composto che le miscele essendo identiche in termini di combustione hanno un numero di ottano pari a 0. Un ottimo esempio sono i carburanti più popolari che possiamo trovare nelle stazioni di servizio. Il carburante denominato Pb97 non è altro che una miscela contenente il 97 %di isoottano e il 3 %di n-eptano. Possono essere anche altri composti, ma devono sempre corrispondere a quegli idrocarburi in termini di facilità di combustione e mantenere le stesse proporzioni nella miscela. Analogamente, la benzina con indice 95 contiene il 95 %di isoottano e il 5 %di n-eptano (o sostanza simile). Per questo si chiama benzina a 95 o 98 ottani.
La storia della riforma
Le pratiche di riforma sono state applicate nel settore sin dagli anni ’30. Per ottenere una migliore qualità della benzina e dei composti aromatici, il reforming è stato effettuato a temperature molto elevate ( 510–590 oC) e sotto una pressione di 5–7 MPa. Allo stesso tempo, è stato sviluppato un metodo che utilizza catalizzatori. In Germania, hanno sviluppato un catalizzatore a letto fisso rigenerato ciclicamente avente la forma di ossido di molibdeno fissato su ossido di alluminio (MoO 3 /Al 2 O 3 ). Negli Stati Uniti, hanno utilizzato un catalizzatore di platino a letto fisso non rigenerato fissato su ossido di alluminio (Pt/Al 2 O 3 ). Dal 1952 il suo ruolo negli Stati Uniti è stato assunto da un nuovo catalizzatore a letto fisso: il platino su supporto in silicato di alluminio (Pt/SiO 2 •Al 2 O 3 ), che ha surclassato il suo predecessore con la possibilità di rigenerazione periodica. Nel 1955 si utilizzarono per la prima volta approcci del tutto nuovi che coinvolgevano la fase mobile del catalizzatore Cr 2 O 3 /Al 2 O 3 , sottoposta a rigenerazione continua, e il catalizzatore MoO 3 /Al 2 O 3 in un fluido sistema, anche con rigenerazione continua. Negli anni successivi sono stati sviluppati i relativi metodi di reforming che includevano i nuovi catalizzatori polimetallici bimetallici applicati su carrier. Questi includevano in particolare Pt-Re, Pt-Ir e Pt-Sn. Solo tali combinazioni garantivano la stabilità e la selettività desiderate del processo.
Materie prime utilizzate nel reforming
Le materie prime dirette nei processi di reforming sono composti chimici a basso numero di ottano acquisiti dalla distillazione di benzina pesante e altre materie prime con punti di ebollizione compresi tra 60 e 190 o C. A causa delle restrizioni relative al contenuto di benzene nelle benzine, la materia prima applicata il materiale non deve mostrare la presenza di precursori del benzene come il naftene C 6 . Ciò implica che il punto di ebollizione della relativa materia prima non dovrebbe essere inferiore a 85 o C se l’obiettivo è produrre potenziali combustibili compositi. Le caratteristiche più desiderabili delle materie prime includono anche il contenuto di idrocarburi aromatici inferiore al 20%(v/v) e il valore aggregato di nafteni e aromi superiore al 60%(v/v). 
Il processo di riforma
I parametri più importanti necessari per avviare il processo di reforming sono l’alta temperatura e la pressione. Attualmente, le condizioni più comunemente utilizzate includono una temperatura di 480–550 o C e una pressione di 0,7–3 MPa di un gas ricco di idrogeno e l’uso di catalizzatori. Questi di solito contengono 0,3–0,37%m/m di platino e piccole quantità di renio, iridio o germanio, che sono i cosiddetti catalizzatori bimetallici/polimetallici. Le frazioni di petrolio e kerosene il cui punto di ebollizione è inferiore a 190 o C sono solitamente sottoposte a idroraffinazione preliminare, che consente di rimuovere eventuali composti che provocano la disattivazione dei catalizzatori. Le alte temperature di processo ei contemporanei catalizzatori specializzati avviano l’isomerizzazione di semplici catene di idrocarburi alifatici in strutture aromatiche ramificate. L’isomerizzazione comporta la disidratazione dell’idrocarburo presente nella materia prima, seguita dal suo chemisorbimento su centri metallici. Ne consegue la formazione dell’idrocarburo naftenico, dal quale si separa l’idrogeno, con trasformazione nell’appropriato idrocarburo aromatico che subisce la ciclizzazione. Le paraffine presenti nella materia prima possono subire un lento hydrocracking, mentre le olefine (indesiderabili ad alte concentrazioni) si trasformano in isoparaffine per idroisomerizzazione. Da quella forma possono verificarsi ciclizzazioni successive. I nafteni esistono sotto forma di ciclopentani e cicloesani al 18-50%, con la prevalenza dei primi. Questi ultimi composti subiscono la disidratazione per produrre aromi. Come con la maggior parte delle reazioni che si verificano durante il reforming, è un processo endotermico e reversibile. I ciclopentani subiscono una completa deidrociclizzazione con la produzione di aromi. La deidrociclizzazione degli alchilpentani è un processo a più stadi che include: deidrogenazione a cicloolefine, isomerizzazione da cicloolefine a cinque a sei segmenti, idrogenazione a nafteni e deidrogenazione a idrocarburi aromatici. Un esempio di tale ciclo di trasformazioni può essere la catena al. metilciclopentano – metilciclopentene – cicloesene – cicloesano – benzene. Poiché tutti i processi (tranne l’isomerizzazione) eseguiti durante il reforming sono endotermici, una temperatura elevata e una bassa pressione influenzano favorevolmente tale procedura. Per evitare il deposito di coke di reforming sul catalizzatore, e quindi la sua disattivazione, si utilizza una maggiore pressione di idrogeno.
I prodotti della riforma
I prodotti immediati del reforming includono un riformato grezzo il cui numero di ottano cresce fino a ca. 90 relativo alla materia prima, oltre a gas di petrolio liquefatto e idrogeno. Per migliorare la qualità del riformato, viene purificato mediante lavaggio con un solvente, che provoca la formazione di benzina grezza. Questo, a sua volta, viene arricchito con l’aggiunta di componenti appropriati. Fonti: https://encyklopedia.pwn.pl/haslo/reforming;3966646.html https://www.naukowiec.org/wiedza/chemia/reforming-izomeryzacja-_1190.html Z. Sarbak „Reforming katalityczny”
